M701F型燃气蒸汽联合循环机组启动过程介绍精讲

三菱M701F4燃气蒸汽联合循环机组启动介绍【摘要】三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组的启动是一个比较复杂的过程。

在机组启动之前，需要有一系列的准备工作，并要求各种辅助设备预先处于正常工作状态。

本文主要对三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组的启动过程进行介绍说明，对机组能安全正常启动具有重要意义。

【关键词】M701F4；启动；准备引言燃气-蒸汽联合循环机组的启动是指机组从盘车转速开始升速至3000r、min、并网升负荷、蒸汽机暖机进汽、升负荷至200MW的过程。

为了满足机组启动过程中燃气轮机和蒸汽轮机对温度、压力的要求，保证热部件均匀受热膨胀，减少热应力。

机组的正常启动根据蒸汽轮机高压缸入口金属温度可分为三种状态：（1）冷态：蒸汽轮机高压缸入口金属温度<230℃。

（2）温态：230℃≤蒸汽轮机高压缸入口金属温度≤400℃。

（3）热态：蒸汽轮机高压缸入口金属温度>400℃。

不同启动状态下，机组暖机负荷，启动完成时间也各有不同，冷态暖机50MW，启动时间200min；温态72MW，启动时间120min；热态暖机120MW，启动时间70min。

1、机组启动条件（1）辅助系统启动条件满足：a）汽机转速大于600转、分或两台交流顶轴油泵均满足；两台交流顶轴油泵、直流顶轴油泵与盘车电机都可用，且均在自动状态；b）至少一台控制油泵可用且其在自动状态；c）三台燃机间罩壳风机至少有两台可用且在自动状态；d）两台交流润滑油泵和直流润滑油泵都可用，两台润滑油箱排烟风机都可用；e）两台交流润滑油泵和直流润滑油泵均在自动状态，两台润滑油箱排烟风机均在自动状态，且润滑油供油温度控制阀投“自动”；f）燃气单元风机至少一台可用且在自动状态；g）三台燃机间罩壳风机至少两台在运行且运行风机的进出口压差在0。

1kPa-0。

8kPa之间；h）燃气单元风机至少一台在运行且运行风机的进出口压差在0。

1kPa-0。

7kPa之间；盘车电机可用，且在自动状态。

M701F燃气—蒸汽联合循环旁路系统控制1 汽轮机旁路阀控制模式介绍汽轮机旁路阀控制有三种模式，分别为最小压力模式、实际压力跟踪模式、备用压力控制模式。

最小压力控制模式主要用于燃气轮机启机情况下，保证汽轮机主汽阀前压力大于最小压力设定值。

在机组启动阶段，每一个旁路阀（高压、中压、低压）的最小压力设定值与燃机负荷存在一定的的函数关系。

2 高、中、底压旁路阀开度控制当主蒸汽实际压力大于高于旁路阀压力设定值时，高压旁路就会自动打开，当高压旁发出开度指令大于0%时，高压旁路阀最小位置控制条件成立，旁路会直接开至8%（最小开度），启动过程中，当旁路关小至8%时，会保持至实际与旁路阀压力设定值差值小于-0.3MPa时，直接关闭。

2.1 启动过程，高压旁路系统控制方式的切换。

机组在启动过程时，高压旁路在实际压力跟踪模式，高压旁路阀的压力设定值为上次停机，切换至实际压力跟踪模式的压力设定值，此值一直保持至下次燃机启动点火，高压旁路阀最小压力值输出：通过根据燃机负荷计算出来的值与一个常数（5.3MPa）比较，其高值为最小压力设定值。

若点火时，高压主蒸汽压力低于4.8MPa，实际压力跟踪模式复归，处于近似实际压力跟踪的模式，高压旁路阀的设定值在斜率限制器的作用下，跟踪实际压力，只有主蒸汽压力上升较快，高压旁路阀才会开启泄压，满足以下3个条件之一，高压旁路切至最小压力模式。

（1）高压主蒸汽压力高于0.5MPa，且高压主蒸汽实际压力升高至高于点火时压力0.3MPa。

（2）高压旁路阀开度大于5%。

（3）高压主蒸汽压力升至4.8MPa。

2.2 停机过程，高压旁路系统控制方式的切换。

机组发停机令，机组荷低于50%额定负荷，低压主汽调阀已开始开小至冷却开度（20%），高压主蒸汽调阀开始程序关闭，此时，高压旁路由后备用压力切换至实际压力跟踪模式，高压旁路阀的压力设定值开始锁定，至到下次燃机点火时才释放。

若运行中，机组跳闸，高压旁路阀由备用压力模式切至实际压力跟踪模式。

M701F燃气-蒸汽联合循环机组中断停机重新启机方法分析摘要M701F燃气-蒸汽联合循环机组具有清洁、高效、启停方便快捷的优点，常用与电力系统负荷调峰，我厂燃气轮机为了配合电网负荷调节，一般采用两班制运行，即晚上停机早上启机，并通过AGC实时自动调节机组负荷；但某些特殊情况时，机组在停机过程中需要中断停机重新启动以满足电网负荷调节需求或检修需求，这就要求运行人员熟悉燃气轮机停机程序和中断停机重新恢复启机过程的操作方法，以便及时做出正确判断和处理，本文简要介绍了M701F燃气轮机停机程序，并着重对停机过程中不同阶段中断停机操作方法进行分析阐述。

二、M701F燃气轮机正常停机程序分析M701F燃气轮机在发停机令后，机组ALR负荷设定值变为20MW，机组自动按停机程序减负荷至20MW后解列熄火，其停机程序按顺序主要包括如下几个阶段：退AGC降负荷至240MW以下→发正常停机令或检修停机令→燃机负荷维持100MW左右，汽机低、高、中压主汽调门逐渐关闭，旁路逐渐开启，汽机开始减负荷→汽机高、中压调门全关，燃机开始减负荷→负荷降至20MW。

机组解列→解列后额定转速冷却一分钟后燃机熄火降速直至投盘车。

三、燃气轮机不同阶段中断停机程序重新启动操作方法分析燃气轮机停机过程中因某种原因需中断停机程序重新启动时，就现有控制系统而言，视不同停机的阶段中断停机程序的操作方法也不同。

下面就不同停机阶段中断停机程序操作方法进行分析：1.机组负荷在200MW以上发停机令后，若机组负荷在200MW以上时，虽然ALR设定值变为20MW，但汽机停机信号“ST SHUT DOWN START”输出为“0”，汽机未进入停机程序，高、中压调门仍维持全开状态，机组只是按一定速率降负荷，而燃机熄火信号需在解列之后一分钟后才发出，因此燃机此时不可能熄火。

若此时需中断停机程序，可立即点击“START”并确认，即可复归“NORMSTP”信号，中止停机过程，ALR设定值变为当时实际负荷，然后升负荷至240MW投入AGC；如图1（对应逻辑界面GT036 MASTER SIGNAL-2）图1（对应逻辑界面GT036 MASTER SIGNAL-2）2.机组负荷小于200MW，高、中压调阀开始关闭且开度大于0%机组负荷小于200MW时，汽机停机信号“ST SHUT DOWN START”输出为“1”，进入汽机停机程序，如图2（对应DCS逻辑画面ALR CONTROL-3）；此时即使退出ALR,也不能阻止汽机调阀关闭，而且退出ALR后，随着汽机负荷的持续下降，引起燃机负荷不断上升，操作不当可能造成燃机热部件超温；如图2（对应DCS逻辑画面GC030B ALR CONTROL-3）从图1中可以看出，由于“ST SHUT DOWN START”信号的存在，此时仅发启动令并不能将“NORMSTP”信号复归；所以，此阶段中止停机程序重新启动，需按如下步骤执行：（1）在GC030B“ALR CONTROL-3”逻辑中，强制ST SHUT DOWN START信号为0；因为汽轮机已经进入停机程序，必须进行强制中断。

M701F4燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动过程中高压旁路阀控制参数优化摘要：介绍了M701F4型燃气-蒸汽联合循环单轴机组冷态启动过程中，高压旁路阀压力设定值变化过程，以及机组启动过程中汽轮机进汽条件的影响因素，对高压旁路阀逻辑优化情况进行了说明，并对逻辑优化后的节能效果进行了分析。

关键词：M701F4；高压旁路阀；暖机；冷态0 引言M701F4型燃气-蒸汽联合循环单轴机组在冷态启动过程中，汽轮机旁路阀的配合动作，可以有效控制蒸汽压力变化速率，同时使余热锅炉产生相对大流量蒸汽快速提升蒸汽温度，以快速满足汽轮机的进汽条件。

通过对以往机组冷态启动情况进行分析发现，汽轮机进汽的条件中高压主蒸汽压力均是最后一个满足，并且相对其它条件延后较长时间。

如果在保证机组安全的前提下，使高压主蒸汽压力可以较快的提高则能使汽轮机进汽的条件较快满足，缩短机组暖机时间，降低启动所用天然气量，节约启动成本。

1 机组运行概况介绍某电厂一期工程建有两台M701F4型燃气-蒸汽联合循环单轴机组，燃气轮机、蒸汽轮机、发电机布置在同一根轴上。

机组冷态启动过程中，蒸汽轮机和燃气轮机共同升速。

从机组启动升速、点火到机组转速2000rpm前蒸汽轮机不进蒸汽，随着机组转速持续升高，汽轮机叶片空转产生鼓风损失逐渐增加，致使叶片温度继续上升，机械性能逐渐下降。

由于低压缸叶片较长，叶片温度上升最快，因此，在机组启动转速大于2000rpm后，需要有低参数的辅助蒸汽进入低压缸，对低压缸叶片进行冷却，中、低压缸正常进汽后退出。

机组并网后燃气轮机自动升负荷至设定暖机负荷，蒸汽轮机空载，等待余热锅炉升温、升压，蒸汽参数满足要求后汽轮机进汽，与燃气轮机共同带动发电机运行。

汽轮机启动完成，高、中压主汽调节阀全开，后汽轮机随燃机负荷的增减滑参数运行。

2 机组冷态启动过程中高压旁路阀控制参数优化2.1机组冷态启动过程中高压旁路阀的压力设定值变化过程高压旁路阀设定压力逻辑如图所示高压旁路阀设定压力逻辑图机组停运后，高压旁路阀的控制模式处于实际压力跟踪模式。

M701F4型燃气轮机启动过程分析之——点火前TCA入口给水温度控制摘要：燃气轮机启动是一个复杂的过程，相比较GE燃气轮机启动，三菱M701F4机组在GAS ON 之前增加了四个点火条件，并且在启动前会严格控制点火条件的满足与否。

其中TCA进口给水温度最难控制，其中相关联的系统复杂涉及到高中压给水泵系统、凝结水系统、FGH加热系统等。

本文就如何控制TCA进口给水温度进行了详尽阐述。

关键词：M701F4；点火条件；TCA给水温度；凝结水系统；FGH一、概述常山#1机型号为三菱M701F4机组,自动化程度较高,燃机启动过程:盘车脱口、加速、清吹、降速至点火转速、点火等环节。

燃机点火之前要满足四个条件方能进入点火程序，四个条件分别为：1)TCA给水温度大于60℃、流量大于32.3t/h2)FGH进水流量大于13.5t/h3)汽机冷却蒸汽压力大于0.3Mpa、温度大于160℃4)GT缸体冷却空气关断阀在关位所以机组每次启动对这四个点火条件的控制极为关键。

任一条件不满足都会造成机组启动失败遮断。

其中TCA入口给水温度小于60℃较难控制，曾经多次出现温度突然的升高，较难控制。

而其他三个条件较为容易满足，只有汽轮机冷却蒸汽压力偶尔会存在小幅波动，但影响不大。

所以本文经过对于与TCA入口给水温度相关的系统进行了量化的分析讨论，并且结合历史曲线分析、以及多次启动过程的验证使得这一问题得到了进一步解决。

二、目前现状通过查找历史曲线发现具体数据如下：TCA给水温度在机组点火前有上涨趋势在今年的开机过程中出现过8次左右，在机组开机次数总量为50次左右的情况下已经占据了较大比重约为20%，所以彻底解决分析此问题较为重要。

（机组07月25日开机曲线图）某次启动点火前TCA入口给水温度升高趋势出现，随即为了避免TCA给水温度大于60度，造成点火失败，运行人员采取了增大TCA掺冷水调节阀、提高高中压给水泵出力等措施。

运行人员手动开大冷却水调节门至100%全开，而后TCA 给水温度开始有所下降，避免了一次点火失败。

DC电抗器输入变压器谐波过滤器发电机组电源母线整流器逆变器控制器图1 SFC原理图发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统就，全套进口瑞士ABB公司原装产品，型号为UNITROL 6000系列，发电机静止励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流，达到调节同步发电机电压和无功功率的目的。

其主要分为四个部分：励磁变压器、励磁调节器（A VR）、可控硅整流器和起励和灭磁单元。

2 事件经过2021年某月，连续两次#1机组启动过程中，在机组升速至12r/min后SFC跳闸。

TCS报警如下：11：22：40 EXCITATION（SYSTEM） INTERLOCK TRIP （TRIP）（GPR﹣A）11：22：40 EXCITATION（SYSTEM） INTERLOCK TRIP （TRIP）（GPR﹣B）11：22：40 PROT.DEVICE ALARM（GPR﹣A）运行与维护Operation And Maintenance电力系统装备Electric Power System Equipment86丨电力系统装备 2021.62021年第6期2021 No.6CCI 冗余故障）11：21：00：4142878 21172 ActiveCHFlt CH1（通道1 活动通道故障）11：21：00：4142920 21109 ConvRed4Flt CH1（通道1整流器冗余级故障4级）11：21：00：4143040 23007 Trip1 CH1（跳闸1﹣组报警）从报警记录看，通道1“CCI4可控硅（晶闸管）Sn 故障” 导致通道1“CCI 冗余故障”（CCI 为整流桥控制接口板）、通道1“通道故障﹣组报警”，励磁通道切换到通道2运行。

在通道2运行后又发生“CCI4可控硅（晶闸管）Sn 故障”，导致通道2“CCI 冗余故障”、通道2“通道故障﹣组报警”，励磁通道又切换回通道1运行，但通道1 “CCI4可控硅（晶闸管）Sn 故障”仍存在，而通道2也存在故障，无法进行通道切换，造成遮断。

104 EPEM 2020.5节能减排Energy Saving江苏国信淮安第二燃气发电有限责任公司拥有两套F 级燃气蒸汽联合循环发电机组，为“一拖一”分轴型式，额定功率为460MW。

其中燃机是三菱M701F4型燃气轮机；汽轮机为东方汽轮机厂生产的150MW 超高压、双缸、三压、再热、下排汽、抽凝汽式机组；余热锅炉型为三压、再热、卧式、无补燃、自除氧、自然循环余热锅炉。

1 燃气机组启动阶段节能必要性燃气机组相对于燃煤机组运行中的节能手段较少，主要原因在于燃气机组系统简单，辅机设备较少，燃气机组的燃烧、风烟系统[1]和燃煤机组不同，不会被运行人员干预，而且相关辅助系统运行的自动化程度较高，作为运行人员来说，正常运行中燃气机组的节能操作手段就较少，下面通过该机组在启、停、正常运行中一组数据的经济性比较（表中天然气价格及上网电价为举例时段除税价格），分析机组节能方向[2]。

燃气机组启、停速度快，是电网调峰的主力机型，不可避免的经常用被安排启、停调峰运行。

从表1、表2数据分析，机组冷态启、停过程亏损约14.8万元，热态启、停过程亏损约7.8万元。

以机组正常运行中带400MW 负荷，按照调峰时间段从8：00至23：00共15个小时考虑测算，如果机组是冷态启动调峰，除去启、停时间5小时30分，运行时间则为9小时30分，那么正常运行盈利为在7.79万，不考F 级燃气蒸汽联合循环机组（分轴） 启动过程节能分析江苏国信淮安第二燃气发电有限责任公司 朱乐平摘要：燃气机组经常启、停调峰，启动过程中能耗较大，本文主要以M701F4燃气蒸汽联合循环机组（分轴）启动过程为例，介绍机组启动过程中的一些节能要点，提高机组经济指标。

关键词：燃气蒸汽联合循环；启动；节能虑电网补贴的情况下，冷态启动明显出于亏损状况；如果是热态启动，启、停时间3小时30分，运行时间为11小时30分，那么正常运行盈利为9.43万元，处于微盈利状况。

由此可看出机组启动阶段的亏损最多，所以此阶段的节能尤为关键，作为运行部门应尽量采取措施，降低机组启动损失。

M701F4燃气蒸汽联合循环机组启动过程经济运行分析高成章
【期刊名称】《电力设备管理》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】燃气轮机电站能在无外界电源的情况下迅速启动,机动性好,在电网中经常被用作调峰和紧急备用,能较好地保障电网的安全运行,主要形式为燃气-蒸汽联合循环。

本公司三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环热电联产机组(分轴)经常被省调用来调峰,启停频繁,如何经济、安全提高开机速度成为盈利的关键点。

本文主要针对开停机流程中每个节点应该注意事项进行分析,提出一些经济节能措施,提高机组经济指标,为公司创造更多利润。

【总页数】4页(P77-80)
【作者】高成章
【作者单位】江苏国信淮安第二燃气发电有限责任公司安全生产部
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
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2.M701F4燃气-蒸汽联合循环机组汽机旁路运行优化
3.M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组启动过程汽轮机旁路控制优化
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5.M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组FCB试验的分析与研究
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M701F燃机启停程序一、启动前状态1、机组处于盘车状态，润滑油系统、顶轴油系统、盘车马达、密封油系统、控制油系统运行正常，设备投“自动”状态，联锁投入。

2、压缩空气、工业水系统运行正常。

3、天然气供气条件满足，无燃气泄漏报警。

4、辅汽供汽条件满足。

5、燃机间风机A/B/C投“自动”，有两台在运行，TCA风机A/B/C投“自动，”IGV、高、中、低压抽气阀在全关位，燃烧室旁路阀在全开位。

6、机组“循环水启动”断点已完成，APS上“CW SYSTEM START BP COMPLE TED”信号出现。

7、机组“凝汽器抽真空”断点已完成，APS上“VACUUM UP BP COMPLETED”信号出现。

8、机组“锅炉启动”断点已完成，APS上“HRSG START BPCOMPLETED”信号出现。

二、燃机启动过程1、轮机启动⑴ 确认CRT上“Ready to Start”信号出现。

⑵ 在“GT Operation”中选择“Normal”和“Start”后确认以下自动执行：① SFC启动，“Starting Device Run”信号出现。

② IGV自动开至19°中间位置。

③ 压缩空气将点火器推入燃烧室缸体。

④ 中、低压抽气阀打开。

⑤ 燃机清吹空气截止阀、燃机清吹空气供给阀关闭，5s后燃机清吹空气疏水阀打开；⑥ 主燃料压力控制阀A、B、值班燃料压力控制阀分别以90％、40％、90% 的开度打开90s，排出压力控制阀和流量控制阀之间管线的天然气。

⑶ 燃机转速升至300rpm，盘车供油电磁阀关闭，盘车马达停止。

⑷ 燃机转速升至500rpm，开始550s清吹计时。

⑸ 燃机转速升至600rpm，顶轴油泵停运，LP排汽喷水减温阀打开。

（其开启条件为：> 600rpm&IP inlet <0.23Mpa或LP 排汽>70℃）⑹ 燃机转速升至700rpm，维持该转速等待清吹计时结束后开始降速。

探讨M701F机组汽机无法进汽问题1 M701F机组启动简介惠州LNG电厂一期工程为三台390MW燃气蒸汽联合循环机组，运行方式为两班制调峰运行。

机组启动过程是：燃机先由SFC带动吹扫后点火升速，2200RPM左右SFC脱扣，大轴自持升速至满转3000RPM并网后燃机升负荷至暖机负荷暖机，待汽机进汽条件满足后，汽机开始进汽带负荷。

以后燃机汽机负荷继续升高，机组负荷升至200MW时，机组启动完成。

2 汽机启动过程特点2.1 汽机进汽条件汽轮机的状态按照高压缸内缸金属温度分为热态（温度大于400℃）、温态（温度在230℃与400℃之间）、冷态（温度低于230℃）。

机组升负荷过程中，燃机负荷先升至暖机负荷（暖机负荷值根据汽轮机的状态来决定，热态、温态、冷态时暖机负荷分别为120MW、78MW、52MW）暖机，待汽机的进汽条件满足后，主汽门开启汽机进汽。

汽机的进汽条件为：（1）高压与再热主蒸汽的过热度均大于56℃；（2）高压主蒸汽压力大于4.7MPa，再热主蒸汽压力大于1MPa；（3）高压金属匹配温℃介于-56℃至110℃之间或者高压金属匹配温度高于-56℃且高压主蒸汽温度低于430℃；（4）中压金属匹配温度高于-56℃。

2.2 汽轮机高压主蒸汽压力控制机组启动过程中，控制系统主要通过两种方式来控制主蒸汽的升压率。

2.2.1 汽包升压率限制。

机组并网3分钟后，若汽包升压率超过设定值，机组将发出“LOAD HOLD”指令，机组维持负荷；当汽包升压率降到设定值以下，“LOAD HOLD”报警复归，机组重新开始升负荷。

控制系统通过计算汽包压力对应的饱和温度的升温率来反映汽包升压率，高、中、低压汽包的限制值分别为3.5℃/min、16.5℃/min、22℃/min。

2.2.2 汽机旁路阀控制。

汽机未进汽前，主汽压力由汽机旁路阀直接控制。

机组点火前，高压旁路阀处于实际压力跟踪模式，其压力设定值为上次停机熄火时的高压主汽压力。