燃气轮机的启停

燃气轮机起动过程原理(2007-12-25 22:02:35)转载▼标签：杂谈燃气轮机起动过程原理2.1 燃气轮机启动运行原理燃气轮机主机由压气机，燃烧室和透平三大部件组成。

压气机需要从外部输入机械功才能把空气压缩到一定的压力供入燃烧室。

透平则用高温高压的燃气做工质将其热能转变为机械能从而对外输出机械功。

在正常运行的时候，压气机是由燃气透平来驱动的。

一般讲，透平功率的2/3要用来拖动压气机，其余的1/3功率作为输出功率。

显然存在一个问题，在启动过程中点火之前和点火之后透平发出的功率小于压气机所需的功率这一段时间内，必须由燃气轮机主机外部的动力来拖动机组的转子。

换言之，燃气轮机的启动必须借助外部动力设备。

在启动之后，再把外部动力设备脱开。

机组启动扭矩变化，如图3-1所示。

图中MT曲线为透平自点心后所发出的扭矩；Mc曲线是压气在被带转升速过程中的阻力矩变化；Mn 是机组起动时所需要的扭矩特性，即由起动系统所提供的扭矩；n1为机组点火时的转速，即由起动带转机组转子所达到的转速。

在n1转速下，进入燃烧室的空气在其规定参数下，由点火器并藉联焰管快速且可靠地点燃由主喷油嘴喷射出来的燃料，并且在机组起动升速过程中，不会发生熄火、超温和火焰过长等现象。

n1转速通常为15%~22%SPD范围内，机组不同，n1数值亦不同。

图3-1 机组启动扭矩变化燃气轮机的起动是指机组从静止零转速状态达到全速空载并网状态，在起动过程中要求机组起动迅速、可靠、平稳和不喘振。

为了防止压气机在起动过和中喘振，机组起动前和起动过程中某一阶段内气机进口导叶处于34度，即所谓关闭状态，放气阀处于打开放气位置。

压气机进口可转导叶角度关小，能使压气机喘振边界线朝着流减小的方向变动，扩大了压气机的稳定工作范围。

同时由于空气流量减小，因而减小了起动力矩，使起动机功率减小；在起动功率不变的情况下，可以缩短起动加速时间。

防喘放气阀的放气是在于减小压气机高压级的空气流量而不致阻塞，同时又能增加压气机放气口前的气流流量，从而提出高了流速，也使压气机避免喘振。

汽轮机启停注意事项汽轮机启动是指汽轮机从静止的或备用的状态，按一定的程序进行冲转、升速暖机、定速、并网接带负荷至额定值的全部过程。

汽轮机启动过程可分为启动前准备、冲转升速暖机和并网带负荷三个阶段。

汽轮机停机是指机组由带负荷运行状态到卸去全部负荷、发电机从电网中解列、汽轮发电机组转子由转动至静止的过程。

汽轮机停机过程是金属部件逐渐冷却的过程。

汽轮机的启动和停机是汽轮机最重要的运行阶段。

在启停过程中，汽轮机各金属部件和管道处于不稳定的传热过程中，机械状态的变化比较复杂。

因此，启动和停机过程应充分考虑并处理各个金属部件的机械应力，热应力及在应力作用下的变形、推力、振动、汽缸和转子的热膨胀和胀差等问题。

金属部件的温差大小主要取决于蒸汽参数，蒸汽温度变化率，暖机、暖管和疏水方式。

冲转参数应根据高压缸第一级和中压缸金属温度，选择适当的主蒸汽和再热蒸汽温度。

针对机组启动、停机不同阶段的具体情况并结合托电#1～#8机组及#11、#12号机组近300次启停机的实际总结出各阶段的注意事项。

一、机组启动前的准备（一）机组启动前各系统投入1、循环水系统投入注意事项1）循环水出口装有联络管的机组，循环水系统注水前，要充分排尽联络管内的空气，否则启动循环水泵时，管道内发生水锤导致管道阀门垫损坏大量漏水，循环水系统被迫停运。

#1、#2机组循环水系统“两机三泵”改造后，初次投入循环水系统时，由于循环水出口联络管位置较高，管道内积空气，系统注水时未排出聚集的空气，在启动循环水泵时，导致管道联络门垫损坏大量漏水，被迫停运循环水泵处理，延误了机组启动时间。

2）启动第一台循环水泵前，凝汽器水室上方8个自动排空气阀前手动门必须开启，否则水室内易造成水锤将凝汽器水室法兰垫损坏。

即使自动排空气阀正常运行时漏水，在启泵前也必须开启，待启泵后水室内空气排尽后再关闭。

3）启动第一台循环水泵前，应防止另一台循环水泵因压力低联启。

可联系热工将联锁逻辑暂时强制，待启泵正常后恢复或将备用循环水泵电机开关打“就地”位。

【燃气轮机启动介绍】操作员通过HMI下达启动燃机命令后，顺序控制系统（包括保护系统）检查准备启动的允许条件、复位遮断闭锁、开动辅助设备（液压油泵、燃料供应模块等）。

通过TCS控制系统发出指令使SFC启动变频装置带动燃机进行600～800转之间变转速吹扫10min，待吹扫完成后SFC变频启动电流降低，燃机转速下降直至低于点火转速，此时主顺控会启动天然气顺序控制SGC。

天燃气SGC首先关闭前置模块放散阀，打开前置模块隔离阀,天然气从前置模块送至ESV阀前。

之后开启值班阀至点火开度，再发送SFC cmd on指令至SFC变频装置再次拖动燃气轮机直起升速，当转速>点火转速后天然气SGC立即启动点火变压器的同时迅速开启燃料模块上的天然气ESV阀,燃机点火。

如果此时燃机点火成功，燃气轮机通过点火流量 (ESV阀开启5秒后延时输出) 设定燃料量燃烧做的功与SFC的功一起形成合力拖动燃气轮机升速，直到燃机转速>G1（10Hz或者11Hz）转速后启动升速控制器开始计算启动流量，计算出的启动流量与点火流量通过大选模块取大输出，即当设定流量大于点火设定流量值时燃气轮机才真正由启动升速器控制燃料量进行升速。

在不同的转速区间启动升速器的输出流量的速率大小不同，主要是考虑燃气轮机喘振（或温度）与最小功率输出等因素选择最安全合理的速率使得燃气轮机在SFC的作用下共同升速。

当燃机转速在达到2100RPM转速后SFC启动变频装置退出，此时燃气轮机完全由自身的燃烧热能转化为动能。

当燃机转速上升至25Hz左右时预混阀逐渐开启，此时预混阀处于开环状态，流量与转速成线性关系并且在转速达到47Hz前预混阀一直属于开环控制，这个过程中随着预混阀的逐渐开启正在为两个阀的功能切换做准备，此时对于维持火焰燃烧的稳定性和均匀性是至关重要的。

当燃机转速达到47Hz后，预混阀由开环控制转变为闭环控制方式,预混阀的流量设定值＝Ymin-值班阀的设定流量＋1kg/s(最小流量值)，来满足控制燃机的转速和功率的要求同时，值班阀由原先的启动流量控制回路切换至转速负荷控制回路，值班阀的流量设定＝P额定负荷IGV全开情况下排气温度对于值班流量的修正值+不同IGV开度下的值班流量设定+不同透平排气温度下值班流量设定+不同压气机入口温度下的值班流量修正值，此时值班阀处于开环控制，其流量设定由透平排气温度和IGV开度以及压气机入口温度三个因素决定。

汽轮机启停教程详解.ppt文档介绍：汽轮机的启动与停机汽轮机的启动汽轮机的停机机组的优化启停和强制冷却汽轮机的启动汽轮机启动方式的划分汽轮机启动的主要程序汽轮机的启动将汽轮机从静止状态加速到额定转速，并将负荷逐渐增加到额定负荷的过程，称为汽轮机的启动过程。

汽轮机的启动过程实质上是对汽轮机各金属部件的加热过程。

汽轮机的启动按启动过程中新汽参数是否变化分汽轮机的启动按汽轮机启动前的汽缸金属温度高低分额定参数启动滑参数启动冷态启动热态启动汽轮机的启动额定参数启动若启动时，电动主汽阀前的新汽参数在整个启动过程中始终保持额定值不变，这种启动方式称为额定参数启动。

它适用于母管制供汽的汽轮机。

滑参数启动若启动时，电动主汽阀前的新汽参数随转速、负荷的增加而升高，这种启动方式称为滑参数启动方式。

它适用于单元制供汽的汽轮机。

汽轮机的启动冷态启动当汽轮机启动前，高压汽缸调节级汽室处的金属温度低于它维持空转的金属温度时，称为冷态启动。

热态启动当汽轮机启动前，高压汽缸调节级汽室处的金属温度高于它维持空转的金属温度时，称为热态启动。

450℃以上为极热态汽轮机的启动热态启动又分为150～350℃为温态350～450℃为热态汽轮机的启动热态启动应具备的条件（1）转子晃动不允许超过规定值：启动前必须测量转子晃动值，一般规定转子的最大弯曲值不允许超过0.03~0.04毫米；（2）上下汽缸温差应在允许的范围内：汽缸由于温差过大会产生变形，存在转子与汽封间发生摩擦的危险，因此，上下汽缸温差是限制汽轮机热态启动的主要因素。

为了使热态汽轮机随时都可以启动，一般规定调节级处的上下汽缸温差不得超过50℃。

（3）新蒸汽温度和再热蒸汽温度，应分别高于对应的汽缸金属温度50~80℃。

汽轮机的启动热态启动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃？机组进行热态启动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃。

可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热后进入相。