浅谈660MW临界汽轮机中压缸启动特性
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摘要:介绍了东方汽轮机有限公司660 MW超超临界汽轮机的高压主汽阀及调节阀创新布置形式和汽缸切向进汽技术,论证了东方汽轮机有限公司660 MW超超临界汽轮机新技术的应用优势,为汽轮机阀门布置形式及汽缸进汽方式的优化提供了参考。
关键词:660 MW超超临界汽轮机;阀门创新布置;切向进汽0 引言随着发电行业对环境保护、排放指标等要求的不断提高,汽轮机亟需提高机组效率,降低热耗,提升其运行经济性。
先进的结构设计是提高汽轮机效率的关键,只有提高汽轮机热端进汽参数、优化机组内效率以及减少冷端排汽,才能大幅度降低流场损失,提升汽轮机内效率。
相关研究表明,汽轮机在超超临界参数及大容量条件下,若继续保持传统汽轮机结构形式,不仅不会降低流场损失,反而会因参数和容量提高而增加流场损失。
因此,研究分析汽轮机结构,采用先进结构取代传统汽轮机结构,提高机组效率,是汽轮机技术发展的主要方向。
本文主要针对660 MW超超临界汽轮机阀门布置形式及汽缸进汽方式进行研究,阀门布置形式和汽缸进汽方式是汽轮机结构设计中的关键,不同的阀门布置形式和进汽方式与汽轮机的运行经济性有着直接关系。
阀门布置技术及发展趋势1.1高压主汽阀、调节阀的传统布置早期国内660 MW汽轮机的高压主汽阀、调节阀由2个主汽阀带4个调节阀组成,布置在汽轮机机头侧,采用吊架将高压主汽阀、调节阀悬挂起来,同时采用较长的主汽导管将高温高压蒸汽引入汽轮机中,高压主汽阀传统布置方式如图1所示。
近年来,电厂对汽轮机的运行经济性要求越来越高,对阀门、管道和汽缸进、排汽腔室的流动损失也非常关注,已成为提升汽轮机产品性能的关键之一。
1.2 高压主汽阀、调节阀的创新布置随着技术不断发展、创新,人们着重研究高压主汽阀、调节阀的布置型式,解决了阀门布置离汽轮机较远以及汽缸进汽方式的问题,对于节能减排、降本增效具有十分重要的现实意义。
高压主汽阀、调节阀的创新布置方式:高压主汽阀、调节阀由2个主汽阀与2个调节阀组成,卧式布置在汽轮机两侧,采用浮动支撑方式,同时取消了进汽导管。
660MW超超临界汽轮机(三缸)随着能源需求的不断增长,传统的火力发电已经无法满足能源供应的需求。
超超临界汽轮机作为一种新型的发电设备,具有高效率、低排放的特点,成为发电行业的重要方向之一。
超超临界技术简介超超临界技术是指在常规火力发电设备的基础上,通过提高工作流体的压力和温度,使其达到超过临界点的状态。
这种状态下的工作流体具有更高的热效率和更低的排放。
超超临界汽轮机在提高发电效率的,还能减少二氧化碳等有害气体的排放。
660MW超超临界汽轮机(三缸)的特点660MW超超临界汽轮机是一种三缸式的发电设备,具有以下特点:1. 高效率:通过采用超超临界技术,该汽轮机可以达到更高的热效率,提高发电效率,降低燃料消耗。
2. 低排放:超超临界汽轮机在燃烧过程中排放的二氧化碳等有害气体较少,对环境的影响较小。
3. 稳定性好:该汽轮机采用三缸式结构,可以更好地平衡各个缸的工作状态,提高整机的稳定性和可靠性。
4. 减少水的消耗:超超临界汽轮机采用闭式循环,可以减少对水的消耗,更加环保节能。
5. 多用途:超超临界汽轮机不仅可以用于发电,还可以用于工业生产过程中的动力输出。
应用前景660MW超超临界汽轮机的应用前景广阔。
随着国内外能源需求的持续增长,超超临界汽轮机将成为发电行业的主流技术。
其高效率、低排放的特点符合环境保护的要求,也能够满足能源供应的需求。
小结660MW超超临界汽轮机(三缸)是一种具有高效率、低排放的发电设备。
通过提高工作流体的压力和温度,它能够达到超过临界点的状态,提高发电效率,降低燃料消耗。
超超临界汽轮机在发电行业的应用前景广阔,将成为推动清洁能源发展的重要技术之一。
汽轮机的中压缸启动1、什么叫汽轮机的中压缸启动?汽轮机启动中,由中压缸进汽冲动转子,而高压缸只有在机组带10%-13%负荷时才进汽,这种启动方式即为中压缸启动方式。
2、中压缸启动具备的条件:(1)具有高低压串联的旁路系统;(2)调节系统具有对中压调节汽门单独控制的能力;(3)具有相应的高压缸抽真空系统及可以反流预暖高压缸的可控高压缸排汽逆止门或其旁路系统。
2.1中压缸启动的优、缺点2.1.1优点1)中压缸启动为全周进汽,对中压缸和中压转子加热均匀;同时,对高压缸进行倒暖缸,使高压缸及其转子的受热也较均匀,不会产生预热过程中的温升率过大的问题,这就减少了启动过程中汽缸和转子的热应力,延长了机组的使用寿命。
2)易于实现蒸汽与金属温度的匹配。
中压缸启动,一方面再热蒸汽经过连续两次的加热,其温度极易实现与中压进汽部分的汽缸及转子金属温度的匹配;另一方面再热蒸汽与主蒸汽间的温差比高中压缸联合启动时小的多,因此在负荷切换时就较易实现主蒸汽、再热蒸汽的温度与高压调节级、中压第一级处金属温度的同时匹配,对机组避免热冲击,减少因蒸汽与金属温差引发的寿命损耗有一定的益处。
3)提前过渡低温脆性转变温度,增加机组安全性。
汽轮机的启动过程,实质上就是对汽轮机各部件按照一定速率的加热过程。
启动过程不但要使汽缸的金属温度提高到工作温度,而且必须使转子温度尽快地升高到一定值以避免转子发生低温脆性断裂。
高、中压缸联合启动时,由于蒸汽流量小,转子往往不能得到有效的加热,尤其是在冷态启动时,转子温度不能很快加热到转子的脆性转变温度以上,延长了中低速暖机时间,影响启动速度。
在中缸启动时,由于中、低压转子通过的蒸汽流量大,就可以提高再热器的压力,从而可通过提高锅炉的蒸发量来加快再热汽温的提升速度,使中压转子快速越过脆性转变温度。
同时可以通过倒暖使高压缸在进汽前转子温度越过脆性转变温度,加快机组的启动速度,提高机组在高速下的安全性。
4)抑制低压缸温度水平,提高低压转子的安全性。
660MW汽轮机热态启动切中压缸启动分析摘要:介绍了汽轮机极热态启动过程中自动切中压缸启动的方式、自动切中压缸的原因分析,提出针对性的控制措施,以确保机组极热态启动的安全。
关键词:汽轮机高压缸中压缸转子切中压缸启动0引言某电厂2×660MW机组,汽轮机为上海汽轮机厂生产,型号:N660-25/600/600。
型式:超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、反动凝汽式、采用八级回热抽汽。
汽轮机极热态启动过程中,由于参数调整不当,高压缸自动切除,只有中压缸进汽,机组带100MW负荷后高压缸才重新恢复进汽。
1 设备简介1.1 汽轮机本体采用西门子公司开发的HMN型积木块组合:一个单流圆筒型H30-100高压缸,一个双流M30-100中压缸,两个N30-2X8双流低压缸。
1.2 汽缸结构:高压缸采用双层缸,外缸为独特的桶形设计,由垂直中分面分为左右两半缸,内缸为垂直纵向平分面结构;中压缸采用双流程和双层缸结构,内外缸均在水平中分面上分为上、下两半,采用法兰螺栓进行连接;低压缸为双流、双层缸结构。
1.3 汽轮机采用全周进汽加补汽阀的配汽方式,高、中压缸均为切向进汽。
高、中压阀门均布置在汽缸两侧,阀门与汽缸直接连接,无导汽管。
蒸汽通过两只高压主汽门及高压调门进入单流的高压缸,从高压缸下部的两个排汽口进入再热器。
蒸汽通过再热器加热后,通过两只中压主汽门及中压调门进入双流的中压缸,由中压外缸顶部的中低压连通管进入两只双流的低压缸。
1.4 叶片:本汽轮机共75级叶片。
其中高压缸部分由17级反动式压力级组成;中压缸为双向分流式,由2×15级反动式压力级组成;两只低压缸均为双向分流式,由2×2×7级反动式叶片组成。
1.5转子:高、中、低压转子均为整锻无中心孔的转子,具有刚性好,应力小的特点。
2 事件经过2017年1月9日7:21时由于锅炉给水流量低保护动作,机组跳闸。
机组跳闸后重新恢复启动,11:50时启动各风机运行,进行E层等离子拉弧,12:33时启动E制粉系统,锅炉点火。
660MW超临界空冷汽轮机及运行随着社会对能源需求的日益增长,汽轮机作为重要的能源转换设备,其效率和可靠性对于满足人们的能源需求至关重要。
本文将重点介绍660MW超临界空冷汽轮机及其运行。
一、超临界空冷汽轮机简介超临界空冷汽轮机是一种高效、清洁的能源转换设备,它采用了超临界蒸汽技术,可以在高温高压下提高蒸汽的效率,从而实现能源的高效利用。
这种汽轮机主要应用于大型火力发电厂、石油化工等领域,为工业生产和人们的生活提供稳定的电力供应。
二、660MW超临界空冷汽轮机结构及特点1、结构:660MW超临界空冷汽轮机主要由进汽系统、主轴、叶片、发电机、控制系统等组成。
其中,进汽系统负责将锅炉产生的蒸汽引入汽轮机,主轴是支撑整个机组的核心部件,叶片则用于将蒸汽的动能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能,控制系统则对整个机组进行监控和调节。
2、特点:660MW超临界空冷汽轮机具有效率高、容量大、可靠性强的特点。
其采用超临界蒸汽技术,可以在高温高压下运行,提高蒸汽的效率。
该汽轮机还采用了先进的密封技术和控制系统,保证了设备的可靠性和稳定性。
三、660MW超临界空冷汽轮机的运行1、启动:在启动660MW超临界空冷汽轮机之前,需要进行全面的检查和准备工作,包括确认设备状态良好、控制系统正常等。
启动后,汽轮机需要经过暖机、加速等阶段,直至达到额定转速。
2、运行:在正常运行过程中,660MW超临界空冷汽轮机需要保持稳定的转速和负荷,以实现高效的能源转换。
同时,需要对设备进行定期检查和维护,确保设备的正常运行。
3、停机:在停机时,需要进行逐步减速、停机等操作,同时进行设备的检查和维护。
还需要对设备进行定期的保养和维护,以延长设备的使用寿命。
四、结论660MW超临界空冷汽轮机作为一种高效、清洁的能源转换设备,对于满足人们的能源需求至关重要。
在实际运行中,需要采取科学合理的措施进行设备的监控和维护,以确保设备的稳定性和可靠性。
660MW超临界空冷汽轮机及运行660MW超临界空冷汽轮机及运行概述结构660MW超临界空冷汽轮机由压气机、燃烧室、高压涡轮机、中压涡轮机、低压涡轮机和空冷设备等组成。
压气机负责将空气压缩,通过燃烧室与燃料混合燃烧产生高温高压燃气。
高压涡轮机、中压涡轮机和低压涡轮机将燃气的能量转化为转动机械能,最终带动发电机发电。
空冷设备用于将汽轮机排出的废热通过空气冷却,提高装置的热效率。
超临界空冷技术可以有效降低冷却塔和水泵等设备的使用数量,减少水资源的消耗。
原理超临界空冷汽轮机采用超临界循环技术,利用高温高压的态势增加了汽轮机的发电效率。
超临界循环是一种介于常规汽轮机循环与超临界循环之间的状态,具有较高的过热温度和较高的过热压力。
超临界循环的特点是在液相区域具有较高的比熵,使得过热器的温差减小,进而降低了对锅炉管材的性能要求。
由于工质在液相时有较高的比熵,故压缩度小,外排温度升高,进而降低了冷却水的使用量。
空冷技术则通过利用环境空气对汽轮机的散热进行冷却,减少了对水资源的依赖。
相比传统的湿冷循环,空冷技术具有热效率高、环境保护性好的优势。
运行情况660MW超临界空冷汽轮机的运行情况非常良好。
其高效率和环保性使得其在电力行业得到了广泛的应用。
超临界空冷汽轮机的高效率使得发电成本得到了降低,进一步促进了可持续发展。
空冷技术的应用也减少了对水资源的压力,提升了能源的可持续利用性。
除此之外,超临界空冷汽轮机还具有运行稳定、可靠性好等特点。
其高负荷运行和快速启停的能力满足了电力行业对供电的需求。
,660MW超临界空冷汽轮机以其高效率、环保性以及运行稳定性,将成为电力行业的重要发展方向。
浅谈660MW临界汽轮机中压缸启动特性
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浅谈660MW超临界汽轮机中压缸启动特性-机电论文
浅谈660MW超临界汽轮机中压缸启动特性
周锋
(河南恩湃高科集团有限公司,河南郑州450000)
摘要:介绍我国自主技术生产的超临界660 MW汽轮机启动过程,为同类型机组调试提供借鉴和参考。
关键词:660 MW汽轮机;中压缸启动;调试
0引言
汽轮机的启动方式按进汽方式的不同可以分为高压缸启动、高中压缸联合启动、中压缸启动。
对于高压缸启动和高中压缸联合启动的启动方式,在冷态启动时,一般要求中速暖机或高速暖机时中压排汽温度必须超过脆性转变温度(FATT),以避免灾难性的转轴脆性断裂事故问题。
冷态启动时,由于再热温度较低,冲转及升速过程中蒸汽流量较小,有可能出现中压缸转子温度尚未超过FATT时,机组已定速的现象,这就限制了启动速度。
中压缸启动能够较好地克服这些缺陷,减少热冲击程度,提高启动速度。
现以鹤壁鹤淇发电有限公司660 MW机组为例,浅谈中压缸冷态启动(长期停机)特性。
1机组概况
鹤壁鹤淇发电有限公司采用东方汽轮机厂自主技术生产的C660/578-25/0.3/600/600超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、抽汽凝汽式汽轮机。
采用双侧节流进汽,配置了两个TV和GV、两个RSV和IV。
汽轮机数字电液控制(DEH)与分散控制系统(DCS)采用艾默生OVATION 系统,机组默认方式为中压缸启动。
2启动过程简介
2.1从锅炉点火到冲转
2.1.1高压缸预暖
在冷态启动中,高压缸不进汽或只进少量蒸汽,因而得不到充分加热,启动前需对高压缸进行预暖,实现预暖最有效的措施是高压缸中通入蒸汽使汽缸内压力升高,从而使汽缸金属温度升高至蒸汽对应的饱和温度或更高,通常规定此压力为0.5~0.7 MPa,温度测点为高压第一级后高压内缸上半内壁温度和高压第一级后高压内缸下半内壁温度。
当此两点温度低于150 ℃时,应进行高压缸预暖;当温度大于150 ℃时,就不需要预暖了。
预暖时,汽轮机处于遮断状态,盘车投入运行,真空在-86.8 kPa以上,冷段再热管道疏水阀完全打开,VV阀全关。
预暖蒸汽参数温度比饱和温度高28 ℃以上,否则会产生附加的推力。
通过操作高压缸倒暖阀、导汽管疏水阀、冷段管道疏水阀,以高压内缸的金属温升率限制和高压缸内压力为主要依据控制温升率。
预暖中,如汽封蒸汽漏入高压缸,使缸内压力升高,必要时可打开VV阀控制缸内压力。
待高压第一级后高压内缸内壁温度达到150 ℃之后,应立即进行高压缸闷缸。
闷缸时应按制造厂提供的闷缸时间曲线进行。
闷缸时间曲线如图1所示,高压缸预暖程序如图2所示。
2.1.2阀壳预暖
高压缸预暖结束后,当高压调节阀蒸汽室内壁或外壁温度低于150 ℃时,在汽轮机启动前必须预热调节阀蒸汽室,以免汽轮机一旦启动,调节阀蒸汽室遭受过大的热冲击。
预热用的主蒸汽通过右侧高压主汽阀预启阀进入调节阀蒸汽室。
为实现暖阀的控制,调节保安系统专门配备了暖阀主件,以控制右侧高压主汽阀预启阀的开启。
暖阀时,汽机挂闸,盘车投入,高压调节阀内外壁温度偏差在80 ℃以下。
点击控制画面的“阀壳预暖”按钮,右侧高主门试验电磁阀失电,暖阀隔离电磁阀带电,暖阀开电磁阀带电,控制阀门开度达到21%后,暖阀开电磁阀失电保位。
当高调阀内外壁温差大于80 ℃时,暖阀主件电磁阀控制主汽门关闭,当温差小于70 ℃时重新打开。
DEH自动控制阀门的开关,直至调阀蒸汽室内外壁温度达到150 ℃以上,温差在50 ℃以下。
为防止电磁阀不能保位,暖阀主件中设置了暖阀关电磁阀,当右侧主汽门开度达到25%时,使暖阀关电
磁阀带电,控制温度不会上升得过快和过高。
2.2从汽机冲转到切缸
2.2.1摩擦检查
选择目标转速200 r/min,按每分钟100 r/min的升速率由中调门控制进行升速。
当汽机转速升至200 r/min时,按下控制画面的“摩检”按钮,DEH阀位指令切为0,给定转速跟踪实际转速。
所有调节汽门全关,转速下降。
降速过程中进行摩擦检查,用听音针检查汽机动静部分是否有摩擦声音,并监视各轴承温度及振动值,一旦有异常应立即打闸停机。
摩检完成后机组不打闸停机,继续维持200 r/min运行。
2.2.2中速暖机
摩检结束后,中调门维持汽机200 r/min运行,这时可设置中速暖机目标为1 500 r/min,可投入正暖方式。
正暖方式投入条件为实际转速低于300 r/min,目标转速大于202 r/min。
正暖方式投入后,VV阀全开,中调门指令置0,这时点击“进行”按钮,实际转速在400 r/min以下,按每分钟30 r/min的升速率由高调控制升速。
当转速给定值达到400 r/min以上时,给定值保持,等待实际转速达到400 r/min。
当实际转速达到400 r/min时,高调门的流量指令被锁定。
暖机10 s后,DEH自动投入“进行”,转速以每分钟100 r/min的升速率由中调门控制升速到1 500 r/min。
中速暖机的目标为:中压缸排汽温度达到250 ℃,正暖结束,此时认为中压转子心部温度高于脆性转变温度(80 ℃)。
当暖机完成后,按下正暖“切除”按钮,VV阀全关,高调门指令置为0,高调门的开度以一定的速率转移至中调门上继续控制转速。
2.2.3升至额定转速及并网控制
中速暖机结束后,汽机继续进行升速。
目标转速3 000 r/min,升速率设置为每分钟100 r/min,根据汽机振动情况,设置三阶临界转速,分别为第一阶851~1 051 r/min、第二阶1 651~2 043 r/min、第三阶2 444~2 644 r/min。
当转速进入临界区域后,汽机以每分钟400 r/min的升速率快速通过临界区。
汽机转速升至额定3 000 r/min时,可投入同期信号,DEH自动接收同期信号增减转速,找到同期点后,油开关闭合。
DEH在原阀位指令的基础上和主汽压力修正阀位指令叠加后乘以中调阀位指令修正系数3.46,带5%的初负荷。
2.3从汽机切缸到带额定负荷
2.3.1汽机进行中压、高压缸切换
并网后,中调门开度在85%,维持初负荷,选择合适的主蒸汽参数及再热蒸汽参数进行切缸操作。
按下控制换面“缸切换”按钮,高调门阀位指令系数实现从0到1的切换转换,转换速率为0.01/s,即100 s后,高调指令系数转换为1,高调门开始接受流量指令的控制,负荷控制切换到高压缸。
高调门开始开时,关闭VV阀。
高中压汽缸切换期间机组以33 MW/min的升负荷率增加负荷,切换完成后机组负荷升至120 MW。
从参数上看,切缸完成特征如下:1)高排压力大于再热蒸汽压力,高排逆止阀顺利打开;2)高压缸排汽金属温度不再有上升趋势。
若出现高排逆止阀打不开,高压缸排汽金属温度大于440 ℃,保护停机。
2.3.2机组升负荷
切缸操作完成后,高、中、低压缸金属温度达到带20%~30%负荷水平。
为防止汽缸被冷却,应提升主蒸汽及再热蒸汽参数,以3.3 MW/min的升速率提升负荷至200 MW,并进行低负荷暖机,暖机时间为30 min,再按制造厂提供的启动曲线升负荷至额定负荷。
冷态启动曲线如图3所示。
3结语
本文总结了超临界汽轮机中压缸启动过程及步骤,为以后同类型机组基建调试工作提供了借鉴和参考。
[参考文献]
[1]金生祥,周小明,卜保生.日立600 MW机组中压缸启动[J].中国电力,2004(10).
[2]东方汽轮机有限公司.汽轮机启动运行说明书[Z],2014.
收稿日期:2015-08-19
作者简介:周锋(1981—),男,河南郑州人,技术员,主要从事火力发电厂热工自动化控制工作。