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上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司目次目次1.汽轮机及锅炉旁路系统汽轮机及锅炉旁路系统2.旁路与汽轮机运行旁路与汽轮机运行3.2.1 汽轮机启动汽轮机启动4.2.2旁路容量匹配旁路容量匹配5.2.3 保证安全运行的设计与控保证安全运行的设计与控制制6.3.三种启动规范三种启动规范上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司LP Turbine锅炉产生的蒸汽全部或部分锅炉产生的蒸汽全部或部分-绕过汽机、过热器绕过汽机、过热器-减温、减压减温、减压-进入凝汽器进入凝汽器HIP TurbineCondenserBoilerMSV/GVRSV/ICVHP BypassValveLP BypassValveNon-return Valve(with a forced close function)VentilatorValve5%boiler drain bypass1.汽轮机及锅炉旁路系统汽轮机及锅炉旁路系统单双回路幻灯片 30上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司 不设旁路不设旁路-美国美国 一级旁路一级旁路-主蒸汽直接进入凝汽器。不保护再热器；主蒸汽直接进入凝汽器。不保护再热器；Pr及及Tr提升慢，不利于热态启动提升慢，不利于热态启动-国内部分：长兴、铁岭等，国内部分：长兴、铁岭等，锅炉一级锅炉一级5%疏水旁路疏水旁路旁路系统的配置分类旁路系统的配置分类初期来源于直流炉：一定压力和流量才能初期来源于直流炉：一定压力和流量才能运行；必须设置点火系统清洗水质运行；必须设置点火系统清洗水质幻灯片 3 二级串联旁路二级串联旁路-满足快速启动要求，保护再热器，满足快速启动要求，保护再热器，Pr及及Tr满足汽机热态启动要求满足汽机热态启动要求-目前国内主要目前国内主要 大容量具有启动大容量具有启动-溢流溢流-安全功能的旁路系统；除启动外，安全功能的旁路系统；除启动外，还具备快速降负荷功能；还具备快速降负荷功能；FCB带厂用电；代替锅炉过热安带厂用电；代替锅炉过热安全门全门三用旁路控制阀三用旁路控制阀-欧洲欧洲,如石洞口二厂如石洞口二厂上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司提高灵活性、使锅炉与汽机能独立运行提高灵活性、使锅炉与汽机能独立运行 冲转前循环保证参数要求、水质、硬质颗粒、提供辅助蒸冲转前循环保证参数要求、水质、硬质颗粒、提供辅助蒸汽。缩短参数协调时间。汽。缩短参数协调时间。再热压力提前增压升温，对热态快速特别重要。再热压力提前增压升温，对热态快速特别重要。旁路的功能旁路的功能 保护再热器，有利于锅炉保护再热器，有利于锅炉（目前锅炉并不坚持）（目前锅炉并不坚持）快速负荷变化，快速负荷变化，接受机炉流量不平衡量，回收工质。接受机炉流量不平衡量，回收工质。电厂特殊运行工况要求：甩负荷停机不停炉，带厂用电电厂特殊运行工况要求：甩负荷停机不停炉，带厂用电运行。（保证电网安全）运行。（保证电网安全）替代过热器安全阀、再热安全阀等释放阀（环保要求）。替代过热器安全阀、再热安全阀等释放阀（环保要求）。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司2。旁路与汽轮机运行。旁路与汽轮机运行2.1 汽轮机启动汽轮机启动 启动基本要求启动基本要求 汽机对蒸汽参数的要求汽机对蒸汽参数的要求 温差、速率及寿命损耗温差、速率及寿命损耗上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司 汽轮机启动及运行的基本要求汽轮机启动及运行的基本要求 使汽轮机部件维持适当的热应力水平，保证足够使汽轮机部件维持适当的热应力水平，保证足够的的使用寿命，避免局部热使用寿命，避免局部热(冷）损伤冷）损伤是汽轮机在启动、是汽轮机在启动、负荷变化、甩负荷等各种工况运行中最基本的要求负荷变化、甩负荷等各种工况运行中最基本的要求主蒸汽主蒸汽工况之间温差工况之间温差带旁路带旁路不带旁路不带旁路再热蒸汽再热蒸汽金属与蒸汽金属与蒸汽之间温差之间温差金属温度金属温度寿命损耗寿命损耗变变化化速速率率按按（温差、寿命温差、寿命损耗、变化速率）损耗、变化速率）规律避免热应力规律避免热应力损伤损伤按气动原理，注按气动原理，注意小容积流量下意小容积流量下（高背压）的鼓（高背压）的鼓风发热损伤风发热损伤幻灯片 12上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司汽机启动前参数的要求汽机启动前参数的要求 汽机的参数是个范围汽机的参数是个范围 一定温差范围内可不计寿命损耗一定温差范围内可不计寿命损耗;冷冲击温差要求更严冷冲击温差要求更严 汽机对压力限制更松汽机对压力限制更松;压力要求往往来自锅炉压力要求往往来自锅炉 *汽包炉汽包炉4.2MPa,甚至可更低甚至可更低 *杨柳青杨柳青6MPa;聊城聊城 5MPa(冷),10MPa(热)*超临界超临界(日立日立)5.4MPa;ABB超超-8MPa；三菱超三菱超8.92MPa 要注意启动阀门流量要注意启动阀门流量-压力特性的匹配压力特性的匹配 *STC主汽门小阀启动，切换转速与阀门的能力；主汽门小阀启动，切换转速与阀门的能力；*西门子、三菱及西门子、三菱及STC核电主调门启动核电主调门启动上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司STC汽机启动参数的要求汽机启动参数的要求冷态最高温度冷态最高温度 426（最高压力不大于12.8MPa)56过热度（其他20 、50 ）再热温度260;再热压力 0.828MPa(*)热态对转子(第一级后温度)的冷冲击 56？（日立-28，其他0）点评:参数要求全面、合理，统一以温差为基准再热压力与背压再热压力与背压 对背压对背压要求，考要求，考虑温度影虑温度影响响-保护低保护低压缸压缸上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司超、超超临界冷态：主蒸汽超、超超临界冷态：主蒸汽温度温度:360-400 ;最高压力最高压力9MPa;冷态（冷态（150）：360-440;压力无限制压力无限制.西门子启动参数要求西门子启动参数要求-冷态冷态点评：点评：360，压力超过9MPa，过热度小于56，压力无限制是？上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司超临界热态：主蒸汽温度超临界热态：主蒸汽温度:min-430;压力无限制压力无限制.超超热态超超热态：主蒸汽温度主蒸汽温度:min-560;压力无限制压力无限制.西门子启动参数要求西门子启动参数要求-热态热态点评：超临界热态点评：超临界热态430 ，意，意味着第一级约味着第一级约-56 的冷温差。的冷温差。超超临界热态超超临界热态560 ，意味着，意味着第一级第一级0 的冷温差。双重热的冷温差。双重热应力标准？应力标准？-欧洲大旁路，炉不欧洲大旁路，炉不停，易满足热态启动停，易满足热态启动0温差要求温差要求上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司 汽机进汽参数范围汽机进汽参数范围 按选定的进汽参数求出第一级处蒸汽温度按选定的进汽参数求出第一级处蒸汽温度 第一级处的转子与蒸汽温差第一级处的转子与蒸汽温差 由温差决定寿命损耗和变化速率由温差决定寿命损耗和变化速率温差，变化速率及寿命损耗温差，变化速率及寿命损耗幻灯片幻灯片 7q 弹性计算力学理论弹性计算力学理论-局部应力（应力集中）超过材料的屈服极限，局部应力（应力集中）超过材料的屈服极限，应力重新分配，材料的硬化。重复一定次数出现足够引起损伤的裂应力重新分配，材料的硬化。重复一定次数出现足够引起损伤的裂纹，为低周疲劳极限。它与应力大小有关。纹，为低周疲劳极限。它与应力大小有关。q 应力由两部分组成应力由两部分组成转速有关的转速有关的离心力；热应力离心力；热应力。作为合理的设。作为合理的设计，离心力应为低周疲劳应力的计，离心力应为低周疲劳应力的40%以下。对一特定的机组，可控以下。对一特定的机组，可控的是热应力的是热应力-大小取决于温差和变化速率；该大小又决定了疲劳次数大小取决于温差和变化速率；该大小又决定了疲劳次数。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司汽轮机冲转曲线汽轮机冲转曲线举例举例:金属温度金属温度250,启动参数 8MPa/425,并网5%负荷时,温度升到475,则启动时间为40min+30min=70min上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司变负荷曲线变负荷曲线举例举例:5%负荷蒸汽负荷蒸汽475,8MPa,升到满负荷-调节级后温升80(由430到510),蒸汽温度升高63(由475到538),总温升80+63=143 按0.01%寿命损耗,求得时间83min;从冲转到满负荷共153min幻灯片 47上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司转子寿命损耗计算转子寿命损耗计算对高中压转子分别以高压调节级后，中压以第对高中压转子分别以高压调节级后，中压以第三级后按图表决定寿命损耗率，取大的数值作为三级后按图表决定寿命损耗率，取大的数值作为转子的损耗。高中压可采用同样的图表转子的损耗。高中压可采用同样的图表寿命损耗对应一个回合的升降负荷，如升降损寿命损耗对应一个回合的升降负荷，如升降损耗率不同，应求取当量损耗率耗率不同，应求取当量损耗率还要单独计算启动及停机时，转子汽封处温差还要单独计算启动及停机时，转子汽封处温差变化引起的寿命损耗，显然温差越大，损耗越大变化引起的寿命损耗，显然温差越大，损耗越大在其他规定的运行参数内，不另计寿命损耗在其他规定的运行参数内，不另计寿命损耗幻灯片 13上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司2.2 旁路容量匹配旁路容量匹配 高低压旁路设置高低压旁路设置 旁路容量旁路容量上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司 HP旁路由锅炉厂提供旁路由锅炉厂提供q 为实现锅炉启动及保护过热器为实现锅炉启动及保护过热器q 满足锅炉启动要求，汽包炉满足锅炉启动要求，汽包炉5%；超临界；超临界25-35%q 为满足汽机的参数要求，容量越大，时间越短为满足汽机的参数要求，容量越大，时间越短q 为调峰、过热器安全门功能、甩负荷的稳定安为调峰、过热器安全门功能、甩负荷的稳定安全，欧洲普遍配全，欧洲普遍配100%容量高压旁路容量高压旁路q 高旁容量定义通常为高旁容量定义通常为BMCR压力下的流量与压力下的流量与BMCR流量之比流量之比上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司q 锅炉再热器可干烧时，锅炉方面没容量要求；但锅炉再热器可干烧时，锅炉方面没容量要求；但LP旁配旁配置可加快提升再热压力及温度；高低串联流量连续。置可加快提升再热压力及温度；高低串联流量连续。LP旁路由设计院配置旁路由设计院配置q 容量定义：容量定义：按额定负荷再热压力下通流量与额定再热按额定负荷再热压力下通流量与额定再热量之比量之比；也有按；也有按70%负荷再热压力下通流量与额定再热负荷再热压力下通流量与额定再热量之比量之比基准压力越低，同样比例下的旁路容量越大。基准压力越低，同样比例下的旁路容量越大。q 汽机对再热压力有限制（取决于锅炉负荷、汽机对再热压力有限制（取决于锅炉负荷、LP容量）；容量）；35%容量满足冷、热态汽机参数要求（包括主汽容量满足冷、热态汽机参数要求（包括主汽56过热度及中压大于260 ）冷态可省时间3小时。q 45%-50%满足极热态汽机启动参数要求满足极热态汽机启动参数要求q 85%以上可满足甩负荷时，锅炉维持在以上可满足甩负荷时，锅炉维持在40%负荷不投油；负荷不投油；FCB功能；替代再热安全门功能。功能；替代再热安全门功能。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司旁路容量匹配旁路容量匹配 高旁容量由锅炉决定；容量定义为高旁容量由锅炉决定；容量定义为XX%的的BMCR流量，额定压力流量，额定压力 低旁流量低旁流量=HP的流量的流量+喷水量；喷水量；低旁容量确定：低旁容量确定：（1）容量（）容量（GV）还取还取决于决于LP的压力定义；（的压力定义；（2）校核能否满足）校核能否满足汽机对旁路压力的要求；（汽机对旁路压力的要求；（3）校核能否）校核能否满足启停及特别工况的溢流要求满足启停及特别工况的溢流要求上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司LP旁路进口压力定义影响旁路进口压力定义影响容量的大小以及通流量容量的大小以及通流量LP压力越低，容量（尺寸及通流量）越大压力越低，容量（尺寸及通流量）越大-见下例见下例LP压力按压力按BMCR定义定义LP压力按压力按70%负荷定义负荷定义高旁进口高旁进口高旁出口高旁出口低旁进口低旁进口高旁出口高旁出口低旁进口低旁进口低旁出口低旁出口Po-MPa17.274.03.62.492.25G-t/h30%BMCR=608608+HP喷水喷水(如如100t/h)608+HP喷水喷水+LP喷水喷水To-541305537305537600MW举例举例(BMCR=2028t/h)上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司启动时启动时LP旁路容量的校核旁路容量的校核 按按BMCR压力定义压力定义,30%高旁容量配置的高旁容量配置的LP旁路旁路在启动再热压力在启动再热压力0.828MPa时的通流量为时的通流量为:GLP 0.828/3.61 (30%BMCR+HP喷水量喷水量)约等于约等于9%的额定主流量的额定主流量 按按70%负荷的压力定义负荷的压力定义,30%高旁容量配置的高旁容量配置的LP旁路旁路在启动再热压力在启动再热压力0.828MPa时的通流量为时的通流量为:GLP 0.828/2.25 (30%BMCR+HP喷水量喷水量)约等于约等于15%的额定主流量的额定主流量 进入凝汽器的低旁出口流量为进入凝汽器的低旁出口流量为GLP再加低旁喷水流量。再加低旁喷水流量。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司FCB要求的要求的LP旁路容量旁路容量(锅炉锅炉40%BMCR)举例举例 甩负荷甩负荷,汽机空转汽机空转,锅炉不投油锅炉不投油40%工况工况:*高旁出口流量高旁出口流量40%=712t/h;LP旁路容量计算旁路容量计算(按额定再热参数定义按额定再热参数定义)为为:*折算到基准压力下的通流量折算到基准压力下的通流量 GHP 3.234/1.354 712=1700 t/h;*考虑温度修正，通流量考虑温度修正，通流量 GHP为为1400 t/h;*空载流量空载流量5%,约约90 t/h;*应配置低旁通流量应配置低旁通流量GLP 1310 t/h;容量比例约为容量比例约为90%上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司2.3 保证安全运行的设计与控制保证安全运行的设计与控制 带与不带旁路启动带与不带旁路启动 防防HP鼓风损伤关键技术鼓风损伤关键技术 *单、双回路单、双回路 *各种带旁路启动模式各种带旁路启动模式 *高排压力及温度保护高排压力及温度保护 *高中压流量调节高中压流量调节 流量升程特性设计流量升程特性设计 *高中压阀门流量升程曲线高中压阀门流量升程曲线 *通风阀、主门小阀启动通风阀、主门小阀启动上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司汽机带旁路启动汽机带旁路启动汽机不带旁路启动汽机不带旁路启动锅炉再热压力、温度提升快，锅炉再热压力、温度提升快，易满足汽机启动参数要求易满足汽机启动参数要求锅炉再热量锅炉再热量 汽机再热量；汽汽机再热量；汽机再热压力机再热压力Pr由旁路决定由旁路决定,与与中压进汽量不成比例，中压进汽量不成比例，中压中压调门必须控制调门必须控制。除低压排汽端外，除低压排汽端外，高压排汽高压排汽端要防鼓风发热损伤端要防鼓风发热损伤要求旁路压力稳定、可控要求旁路压力稳定、可控锅炉再热压力、温度提升慢；锅炉再热压力、温度提升慢；对冷态的对冷态的260;对热态造成冷冲击锅炉再热量锅炉再热量=汽机再热量；汽机再热量；汽机再热压力汽机再热压力Pr与中压进汽与中压进汽量成比例，中压调门全开量成比例，中压调门全开,不控制不控制。仅低压排汽端要防鼓风发热仅低压排汽端要防鼓风发热损伤损伤上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司汽机不带旁路启动汽机不带旁路启动 旁路系统状况旁路系统状况（1）仅锅炉）仅锅炉5%的启动疏水旁路，的启动疏水旁路，不配低压旁路不配低压旁路-如大多美国机组（如大多美国机组（2）仍配容量）仍配容量30%左右的高低压两级串联旁路左右的高低压两级串联旁路-中国电厂，加快参数到中国电厂，加快参数到位的时间位的时间-冷态省冷态省3小时，极热态难以升温。小时，极热态难以升温。锅炉点火到汽机冲转前，带旁路运行。锅炉点火到汽机冲转前，带旁路运行。当参数达到汽机要求时，旁路切除。再热器处在当参数达到汽机要求时，旁路切除。再热器处在“干烧干烧”状态。状态。仅控制高压进汽，中压门全开仅控制高压进汽，中压门全开-称高压缸启动模式；称高压缸启动模式；单回路蒸汽系统。单回路蒸汽系统。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司高压缸启动高压缸启动-不带旁路的单回路蒸汽不带旁路的单回路蒸汽 启动时间长，热态与汽机无限制的快速启动不匹配启动时间长，热态与汽机无限制的快速启动不匹配 单回路单回路-主调门进汽主调门进汽高压缸排再热器高压缸排再热器进中压缸进中压缸低压缸低压缸凝汽器凝汽器 各段压力各段压力流量；流量；2640r/min-3%额定流量；额定流量；3000r/min 5%额定流量额定流量；并网并网5%负荷负荷-10%额定流量。额定流量。安全性节点：安全性节点：*热应力热应力-控制温差（高压第一控制温差（高压第一级、中压第三级、汽封）及速率级、中压第三级、汽封）及速率*鼓风仅在低压末端鼓风仅在低压末端上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司 汽机带旁路启动汽机带旁路启动 锅炉点火到汽机冲转，带负荷，始终带旁路运行。锅炉点火到汽机冲转，带负荷，始终带旁路运行。启动时锅炉再热器不处在启动时锅炉再热器不处在“干烧干烧”状态。状态。加快锅炉参数的提升；可适应特殊工况的要求（加快锅炉参数的提升；可适应特殊工况的要求（FCB、停机不停炉、大幅度快速调峰）停机不停炉、大幅度快速调峰）汽机汽机“压力压力-流量流量”不连续，再热压力不取不连续，再热压力不取决于进中低压缸的流量，中压调门控制启动决于进中低压缸的流量，中压调门控制启动过程。过程。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司 汽机带旁路启动汽机带旁路启动 关键是中压调门控制启动关键是中压调门控制启动 带旁路启动的本质是带旁路启动的本质是“中压调门控制启动过程中压调门控制启动过程”，实际有：，实际有：*中压缸启动模式：仅中压调门控制，高压调门不再控制。中压缸启动模式：仅中压调门控制，高压调门不再控制。*高高-中压联合启动模式：除中压缸调门控制外，高压调门中压联合启动模式：除中压缸调门控制外，高压调门仍继续参与控制。仍继续参与控制。安全性节点：安全性节点：*热应力热应力-控制温差、速率控制温差、速率*低压末端鼓风低压末端鼓风*高压末端鼓风高压末端鼓风上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司防止防止HP鼓风损伤的关键技术点鼓风损伤的关键技术点 单、双回路及通风阀单、双回路及通风阀 压力限制、压比、温度保护压力限制、压比、温度保护 高中压汽量调节控制高中压汽量调节控制上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司单、双回路及通风阀单、双回路及通风阀幻灯片幻灯片 3 双回路双回路-冲转到并网，高压排汽与低压旁路隔离，高排冲转到并网，高压排汽与低压旁路隔离，高排逆止门关闭，高压排汽通过高排通风阀与凝汽器连接。逆止门关闭，高压排汽通过高排通风阀与凝汽器连接。中压中压缸启动必须双回路。缸启动必须双回路。单回路单回路-高排汽与低压旁路相通，高排逆止门开。高排汽与低压旁路相通，高排逆止门开。高中高中压缸联合启动可单回路，也可双回路。压缸联合启动可单回路，也可双回路。避免双回路高压排汽鼓风损伤的两个关键：避免双回路高压排汽鼓风损伤的两个关键：*连接高压排汽与凝汽器的高排通风阀。连接高压排汽与凝汽器的高排通风阀。*高压缸的进汽流量。高压缸的进汽流量。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司高中压联合启动高中压联合启动中压缸启动中压缸启动日立日立ABB西门子西门子三菱三菱STCSTC日立日立AST回路配置单单双双单单双双双双双双双双双双通风阀/高排逆止门关关/开开开开/关关关关/开开开开/关关高中压流量控制高排温度自动高排温度自动开度开度比例比例HP带带600r/minHP带带400r/min汽机带旁路启动的配置汽机带旁路启动的配置上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司点评：日立（东汽）主推中压缸启动模式点评：日立（东汽）主推中压缸启动模式 高中压启动：通风阀关闭的单回路；高中压启动：通风阀关闭的单回路；1.2MPa压力下压力下,高排最高鼓风温度到高排最高鼓风温度到424 中压缸启动：通风阀开的双回路；：通风阀开的双回路；1.2MPa压力（并压力（并网时降到网时降到0.8MPa）下下,高排最高温度为高排最高温度为310 v 日立高中压启动不足的原因在于采用了单回路形式。日立高中压启动不足的原因在于采用了单回路形式。v 日立的通风阀是可调节的，在中压缸启动切换到高日立的通风阀是可调节的，在中压缸启动切换到高压调门过程中，通风阀逐渐关闭。压调门过程中，通风阀逐渐关闭。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司点评：点评：中压缸启动模式中压缸启动模式 必须双回路，通风阀起抽真空作用。必须双回路，通风阀起抽真空作用。冷态冲转前，高压缸要预暖，由高压排汽进冷态冲转前，高压缸要预暖，由高压排汽进通过进汽回路通过进汽回路通风阀通风阀凝汽器。凝汽器。启动升速过程要有暖机：启动升速过程要有暖机：AST倒暖到倒暖到1000r/min；对高中压合对高中压合缸机组日立在缸机组日立在400r/min 热泡后，热泡后，1500r/min暖机暖机2.5小时，使高压小时，使高压缸得到加热（约缸得到加热（约370）。STC也为高压缸设置也为高压缸设置600r/min流量。流量。增加倒暖系统，并设置倒暖背压保护，抽真空保护；增加倒暖系统，并设置倒暖背压保护，抽真空保护；仅仅IP进汽，对旁路稳定性要求更高，否则易波动。进汽，对旁路稳定性要求更高，否则易波动。本本体的差胀特性对参数要求严格，否则易振动及体的差胀特性对参数要求严格，否则易振动及LP正差胀跳正差胀跳机机对再热参数要求严格；冷态不能大于对再热参数要求严格；冷态不能大于400度，热态必度，热态必须超过金属温度须超过金属温度50-100度度上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司点评：西门子主推高中压启动模式点评：西门子主推高中压启动模式 高中压启动：旁路压力低于高中压启动：旁路压力低于2MPa，采用通风阀关闭的采用通风阀关闭的单回路；但其圆筒结构的高排压力限制为单回路；但其圆筒结构的高排压力限制为2MPa，高排温高排温度限制为度限制为530（正式曲线为（正式曲线为510 ）与单回路相配。）与单回路相配。热应力关注的重点是高压缸：冷态启动前阀门要加热，热应力关注的重点是高压缸：冷态启动前阀门要加热，然后高压缸先进汽；高中压流量按高排温度自动控制，然后高压缸先进汽；高中压流量按高排温度自动控制，如高排温度高，则增加高压开度，减小中压缸开度。如高排温度高，则增加高压开度，减小中压缸开度。两个调门及两个再热调门控制转速两个调门及两个再热调门控制转速上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司点评：西门子启动独特之处点评：西门子启动独特之处 除极冷态（大小修后），所有的启动均除极冷态（大小修后），所有的启动均5分钟达到分钟达到3000r/min。以操作充分简化。以操作充分简化。要求差胀性能特别好。要求差胀性能特别好。按速率与温差，热应力肯定大，由一系列应力特性特按速率与温差，热应力肯定大，由一系列应力特性特别好的结构来实现，包括大量的膨胀波纹管、别好的结构来实现，包括大量的膨胀波纹管、L型密封。型密封。启动状态启动状态西门子西门子其他机型其他机型冷态冷态5约约140温态温态5约约30热态热态515极热态极热态515上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司点评：点评：STC启动模式启动模式 *主汽门小阀控制转速，主汽门小阀控制转速，控制更平稳；控制更平稳；*高中压调门开度可设比例高中压调门开度可设比例调整流量调整流量比；比；*为防高压鼓风损伤，为防高压鼓风损伤，设置多道保护控制设置多道保护控制；*高压排汽通过通风阀与凝汽器相连，保证高排不超温。高压排汽通过通风阀与凝汽器相连，保证高排不超温。*中压缸从开始冲转就有足够的加热中压缸从开始冲转就有足够的加热,在加负荷过程不会出在加负荷过程不会出现其他方式中压转子热应力高的问题。现其他方式中压转子热应力高的问题。安全节点控制严格安全节点控制严格：先保证低压不鼓风损伤，中压先进汽，先保证低压不鼓风损伤，中压先进汽，达到达到2640r/min，即即3%流量后，中压停开，并转到流量后，中压停开，并转到HP主门，主门，在在2900切换到调门时高中再同时进汽：切换到调门时高中再同时进汽：上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司点评：点评：STC启动模式启动模式 阀门切换、转速停顿多：先阀门切换、转速停顿多：先IP600开开HP主主（暖机（暖机2000）2640停停IP 转转HP主主 2900转转HP调门调门小阀控制要注意转速（流量）与压力参数的匹配；小阀控制要注意转速（流量）与压力参数的匹配；高压缸汽量，即通风阀流量受参数及尺寸限制；高压缸汽量，即通风阀流量受参数及尺寸限制；低速过程中通风阀可能使高压转子温度太低，停机时高压降低速过程中通风阀可能使高压转子温度太低，停机时高压降温太快；如改为可调式，增加控制程序；温太快；如改为可调式，增加控制程序；通风阀易漏，影响运行经济性；通风阀易漏，影响运行经济性；ABB及西门子按高排温度自动调整流量的功能更为科学。及西门子按高排温度自动调整流量的功能更为科学。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司点评：西门子点评：西门子HP缸能承受更恶劣的鼓风工况缸能承受更恶劣的鼓风工况 单回路启动的高排压力高单回路启动的高排压力高,更为不利更为不利 启动时高排保护限制启动时高排保护限制西门子西门子STC三菱三菱日立日立AST高排高排Pmax（MPa）20.8281.01.21.7高排高排Tmax（）510（530）426(399)450420高排高排min1.081.71.7HP/IP启动回路启动回路单单双双双双单单双双通风阀通风阀/高排逆止门高排逆止门关关/开开开开/关关开开/关关关关/开开开开/关关上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司按高排温度控制高中压进汽流量按高排温度控制高中压进汽流量 ABB无启动时态划分，全过程由热应力控制。无启动时态划分，全过程由热应力控制。AST 按转子热应力控制主调门及再热调门开度，并按转子热应力控制主调门及再热调门开度，并有高排真空及高排压力（有高排真空及高排压力（1.7MPa)跳机保护。跳机保护。STC中压先进汽，设置开度比例，显示转子热应力。中压先进汽，设置开度比例，显示转子热应力。有高排压力、温度及高压缸压比的限制及保护有高排压力、温度及高压缸压比的限制及保护 西门子高压先进汽，并按高排温度调整高压与中压西门子高压先进汽，并按高排温度调整高压与中压门的开启度。门的开启度。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司ABB：热应力控制全过程热应力控制全过程实时的相对应力实时的相对应力%-转子应力与极限允许应力之比控制转子应力与极限允许应力之比控制启动的速率，决定是否定速、定负荷暖机启动的速率，决定是否定速、定负荷暖机。q 先按金属温度确定转速初始速率：先按金属温度确定转速初始速率：200 -5%;300 -10%q 升速过程：100%下降转速。中压下降转速。中压/高压阀门开度高压阀门开度比比K，冲转时为冲转时为1（高压略超前）；并网后逐步升到（高压略超前）；并网后逐步升到5（即（即中压开中压开100%，高压开，高压开20%）；开度比按）；开度比按 自动调整，如自动调整，如高排温度超，高排温度超，K下降，即增加高压进汽流量。下降，即增加高压进汽流量。K最小为最小为0.2。q 并网初始设定并网初始设定5MW-10MW/min。按按 自动增减速率或自动增减速率或决定是否定荷暖机决定是否定荷暖机上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司ABB：热应力控制全过程热应力控制全过程 两个关键点：两个关键点：因冲转主要关注因冲转主要关注HP进汽，中压进汽很小，故进汽，中压进汽很小，故带负荷后，中压转子热应力带负荷后，中压转子热应力 易超，低负荷要定易超，低负荷要定荷暖机；要求再热温度必须较大的正温差（冷态荷暖机；要求再热温度必须较大的正温差（冷态20 ，温热态，温热态50-100 ）高排温度保护，投高排温度保护，投 自动调整开度外，还有温自动调整开度外，还有温度及压力跳机保护度及压力跳机保护上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司AST中压缸热应力监视器中压缸热应力监视器 高压缸暖机高压缸暖机190开始冲转，到1050r/min结束。中压启动压力1.5MPa:满足15%负荷;要使切换到HP时,高压排汽不超温420;高排压力限制为1.7MPa 热应力监视器计算热应力余量系数热应力监视器计算热应力余量系数K%,理想为理想为0。q 全过程高压及中压转子热应力监视全过程高压及中压转子热应力监视.q 指导运行人员控制指导运行人员控制q 保护设置保护设置:在超限时在超限时,决定定负荷暖机决定定负荷暖机上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司主调门流量特性设计主调门流量特性设计中压调门流量特性设计中压调门流量特性设计在在0-2600r/min为保证中低压为保证中低压至少至少3%流量，高中压阀门升流量，高中压阀门升程比例按小于等于程比例按小于等于1考虑。考虑。在下列两种情况下，可增加在下列两种情况下，可增加中压的开度：中压的开度：启动压力低，启动压力低，或启动阀尺寸小时，为了留有或启动阀尺寸小时，为了留有使高压进汽独立升速使高压进汽独立升速2600-2900的能力，的能力，通风阀能力达不到通风阀能力达不到5%时可增加中压的开度比例时可增加中压的开度比例 DEH中均要设立压力修正中均要设立压力修正流量升程特性设计流量升程特性设计上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司 通风阀尺寸通风阀尺寸：1981年年300MW-6寸；杨柳青寸；杨柳青300MW为高中压联合启动为高中压联合启动-10寸；寸；600MW也多为也多为10寸。寸。q 对高压缸启动模式，对单回路的高中压启动，该阀对高压缸启动模式，对单回路的高中压启动，该阀没用。仅停机时放汽用。没用。仅停机时放汽用。q 对双回路的高中压启动要通过高压缸的流量，该阀对双回路的高中压启动要通过高压缸的流量，该阀对高中压流量匹配有关系对高中压流量匹配有关系:如如10寸阀对寸阀对300MW杨柳青杨柳青5%-60t/h，对对600MW仅仅2.5%流量。流量。q 在确定阀门流量时，为保护高压排汽，以压力不超在确定阀门流量时，为保护高压排汽，以压力不超过过0.6MPa，温度温度360为基准。阀门流量按临界计算 通风阀可否可不用通风阀可否可不用q 300MW有的用户不选用，仅能高压缸启动。有的用户不选用，仅能高压缸启动。q 单回路：如日立，西门子通风阀仅放汽功能单回路：如日立，西门子通风阀仅放汽功能上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司主汽门小阀启动主汽门小阀启动 STC核电由核电由456mm口径的阀门启动，开度也仅口径的阀门启动，开度也仅0.4mm；三菱三菱-哈汽在超临界哈汽在超临界600MW没小阀，直接用主门或调门冲没小阀，直接用主门或调门冲转启动转启动;其他公司均直接用主调门。其他公司均直接用主调门。无小阀，流量特性太陡，影响低转速稳定性；沁北超临无小阀，流量特性太陡，影响低转速稳定性；沁北超临界界600MW的启动出现主门开度太小，高中压流量控制不的启动出现主门开度太小，高中压流量控制不准确，易受干扰，不稳定的问题，对将来运行留下隐患：准确，易受干扰，不稳定的问题，对将来运行留下隐患：q 暖机时高压转子始终暖机时高压转子始终90（说明高压没汽），采取手动调节通风阀开度。q 金属温度波动大q 对蒸汽参数要求高，临时由三菱的8.92MPa/360 改为5.4MPa/360(其中也有日立锅炉的问题)上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司3。为用户提供三种形式的启动运行规程。为用户提供三种形式的启动运行规程 无差级的寿命损耗计数的指导规程无差级的寿命损耗计数的指导规程 按时态提供启动曲线按时态提供启动曲线 简易的升速及变负荷率简易的升速及变负荷率上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司无差级的寿命损耗计数的指导规程无差级的寿命损耗计数的指导规程 无差级启动规程无差级启动规程-包含在包含在DEH程序中程序中q 人工设置升速及升负荷率作为初始人工设置升速及升负荷率作为初始q 然后的启动全过程均由然后的启动全过程均由DEH程序执行程序执行q 机组自动进行寿命损耗计数机组自动进行寿命损耗计数 提供温差、速率及寿命损耗的升速及升负荷率图表提供温差、速率及寿命损耗的升速及升负荷率图表q 对有中心孔转子：按金属温度确定加热到对有中心孔转子：按金属温度确定加热到121的暖机时间；再根据蒸汽及金属温度、目标的寿命损耗率决定速率。幻灯片幻灯片 13q 对无中心孔转子按蒸汽及金属温度、目标的寿命损耗率决定速率。上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司按时态提供启动曲线按时态提供启动曲线 同一时态的转子温度最大可相差同一时态的转子温度最大可相差200。曲线实际仅对应某一特定金属温度，实际应用误差很大 曲线由汽机、锅炉及旁路三方共同提供：q 汽机定义一个金属温度和寿命损耗值汽机定义一个金属温度和寿命损耗值q 汽机提供启动蒸汽的参数范围给锅炉汽机提供启动蒸汽的参数范围给锅炉q 锅炉提供初步的启动蒸汽参数及变化规律，汽锅炉提供初步的启动蒸汽参数及变化规律，汽机按机按“温差、损耗、速率温差、损耗、速率”曲线提出初步启动曲曲线提出初步启动曲线线q 按汽机曲线及旁路容量参数，锅炉核实提出最按汽机曲线及旁路容量参数，锅炉核实提出最终的启动曲线终的启动曲线上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司典型的启动曲线典型的启动曲线上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司时态划分定义时态划分定义从热应力及寿命损耗角度，几个时态仅是汽轮机的一个从热应力及寿命损耗角度，几个时态仅是汽轮机的一个状态点，同一时态的差异很大。状态点，同一时态的差异很大。极冷态极冷态冷态冷态温态温态热态热态极热态极热态IEC-45停机停机72h温度的温度的40%停机停机 72h温度的温度的40%停机停机10h温度的温度的80%停机停机1h温度的温度的100%AST温度温度190停机停机 40h温度温度300停机停机 9h温度温度 380ABB汽机不划分时态，汽机不划分时态，DEH程序控制程序控制三菱三菱温度温度120停机停机 72h温度温度280停机停机 10-72h温度温度415停机停机 1-10h温度温度450停机停机 450西门子西门子50 停机停机150h温度温度200/110 停机停机 56h温度温度380/250 停机停机 8h温度温度540/410 停机停机 2h温度温度560/500 STC不划分时态，因不划分时态，因DEH程序略不同分：冷态温度程序略不同分：冷态温度 204上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司简易的升速及变负荷率简易的升速及变负荷率-通用的，最保守的，也是没科通用的，最保守的，也是没科学依据的。学依据的。50%-100%负荷之间负荷之间-负荷变化率负荷变化率 5%/min 30%-50%负荷之间负荷之间-负荷变化率负荷变化率 3%/min 30%负荷之间负荷之间-负荷变化率负荷变化率 2%/min没科学依据的，没科学依据的，允许10%负荷突跳q 实际不同运行方式的温差变化规律完全不同；滑压运实际不同运行方式的温差变化规律完全不同；滑压运行负荷变化时，温度基本不变，再大的负荷变化速率不行负荷变化时，温度基本不变，再大的负荷变化速率不影响寿命损耗。影响寿命损耗。(滑压不到定压的滑压不到定压的1/5）q 按按“温度、速率、寿命损耗温度、速率、寿命损耗”图表，图表，70温差内的任何负荷变化都没有寿命损耗上海汽轮机有限公司上海汽轮机有限公司目次目次1.汽轮机及锅炉旁路系统汽轮机及锅炉旁路系统2.旁路与汽轮机运行旁路与汽轮机运行3.2.1 汽轮机启动汽轮机启动4.2.2旁路容量匹配旁路容量匹配5.2.3 保证安全运行的设计与控保证安全运行的设计与控制制6.3.三种启动规范三种启动规范
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