燃气轮机的运行(ZJ)课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,联合循环发电机组技术讲课,燃气轮机的运行,联合循环发电机组技术讲课燃气轮机的运行,讲课目的,了解,燃气轮机是在高温、高转速下运行的动力机械，而且运行工况常常变化很快，热冲击,问题严重。特别是在启停过程中。,为了保证机组能够长期安全运行，并获得最长的运行寿命对机组运行与维护都有严格的要求，如不超温、不超速、不喘振以及定期检,查与维修等。,运行人员必须熟悉设备的工作原理与特性以及由此而制定的运行和维护的要求；了解MARK 操作界面并认真执行操作规程；燃,气轮机运行涉及机组启动与停机、加载与减载、操作与故障处理以及维护等问题。,讲课目的了解燃气轮机是在高温、高转速下运行的动力机械，而且运,讲课目录,燃气轮机启停概述,燃气轮机启动过程,燃气轮机的停机,PG9171E,型机组及联合循环运行的基本操作,PG9171E,型机组运行的特殊操作及维护,燃气轮机发电机组变工况运行,讲课目录燃气轮机启停概述,第一节燃气轮机启停概述,燃气轮机的整个启动过程是指转子由静止状态(或盘车)逐步加速至额定转速、负荷由零逐渐增至额定值或某一预定值的过程。,在启动过程中，机内流动工质的参数逐渐升高，零部件被加热，其金属温度将由启动前的温度水平被加热而升高至额定功率所对应的温度水平。,第一节燃气轮机启停概述燃气轮机的整个启动过程是指转子由静止状,燃气轮机的停机过程是指转子由正常运转状态逐步至静止状态的过程。,在停机过程中，其金属零部件将被冷却，温度相应降低，负荷逐渐降至零，转速也逐渐降至零。,燃气轮机启动和停机过程不仅操作复杂，而且其主要零部件的受力状态和金属的温度分布也会发生较大的变化，因此造成机组的启停速度受到诸多因素的制约，如燃气轮机零件的热应力、热疲劳、热变形、转子和气缸的胀差、机组的振动等。,燃气轮机的停机过程是指转子由正常运转状态逐步至静止状态的过程,一、燃气轮机启动状态和方式,燃气轮机启动状态可分为冷态、温态和热态三种,(1)冷态启动。停机在72小时以上；,(2)温态启动。停机在10至72小时之间；,(3)热态启动。停机不到10小时。,其加载过程的共同点是：燃气轮机并网后不能立即加载至满负荷，只能加载至满负荷的l020或更小，并在此负荷下运行一段时间，目的是逐步提升燃气轮机的排烟温度，对燃气轮机进行暖机。特别是联合循环机组，暖机时间将更长一些，因为还要使锅炉升温升压，直至锅炉内蒸汽压力和温度稳定,。,一、燃气轮机启动状态和方式燃气轮机启动状态可分为冷态、温态和,启动方式,按启动时间的长短，燃气轮机的启动操作方式分为三种 ：,(1)正常启动(Normal start)正常启动是按设定程序进行的一种启动，启动过程中需要暖机，严格控制机组加速率和加载率，避免在机体内产过大的热应力，保证机组启动过程中的热应力在一个安全水平内。因此，这种启动方式所需时间较长，9E机组大约需2022分钟。,启动方式,(2)快速启动(Fast start)适应简单循环燃气轮机发电装置调峰的需要，一些机组设置了快速启动功能。这也是按设定程序进行的一种启动，但提高了加速率和加载率，减少了暖机时间，启动时间缩短。启动过程中的热应力的水平提高，但必须保证在可以接受的水平之内。9E机组快速启动时间约9-10min。,(3)紧急启动(Eraergency start)。 这是一种强制性启动，即在很短时间内超越正常程序强行将机组从静止带至满负荷。这种启动对机组的损害很大，除非万不得巳，是不能进行这种操作的。9E机组紧急启动时间约5-7min。,(2)快速启动(Fast start)适应简单循环燃气轮机发,二、燃气轮机的停机,停机的方式通常分为正常停机和事故停机两大类 。,正常停机根据实际运行的情况，又分为调峰停机和维修停机。,调峰停机是指机组调峰运行或接受地调指令而需要进行的短时停机，当电网负荷增加或缺陷消除后，机组很快再启动带负荷，直至恢复正常运行状态。,维修停机是机组为了进行大修、小修或维修而进行的停机，为了满足检修工期的要求，在停机过程中应尽量降低燃气轮机的金属温度，使机组尽快冷却，以便缩短检修的时间。,事故停机是指机组监视参数超限，保护装置动作，机组从运行负荷瞬间降至零负荷，发电机与电网解列，燃气轮机转子进入惰走阶段的停机过程,。,二、燃气轮机的停机停机的方式通常分为正常停机和事故停机两大类,2,停机过程中的主要问题,停机过程中由于转子被冷却，燃气轮机会出现负胀差，如果减负荷的速度太快，热应力的负值也会增加，转子负应力的增大比正应力的增加对机组造成的危害更大。,为了进行检修而停机，在停机过程中应尽可能降低气缸和转子的金属温度，以便尽快开缸检修；,只是进行短时停机，很快机组又要启动，则在停机过程中应尽可能地保持金属的温度，使燃气轮机不被冷却，以便机组能够 尽快地进行热态启动。,燃气轮机停机后，气缸和转子的金属温度还较高，需要一个逐步冷却 的过程，此时，必须保持盘车的连续运行，一直到金属温度冷却到满足要求后，才允许停止盘车。盘车运行时，润滑油系统必须维持运行，盘车停止后，润滑油系统才可以停止运 行。,2停机过程中的主要问题停机过程中由于转子被冷却，燃气轮机会,三、燃气轮机启停过程中的热问题,1热膨胀和热胀差 ：启停过程中转子的膨胀或收缩速度都比气缸快，因而产生了相对膨胀差。转子轴向膨胀大于气缸轴向膨胀之差，称为正胀差，反之为负胀差。启停过程中为了避免出现过大的胀差，应合理控制温升速度和变负荷速度。,2热变形： 燃气轮机在启、停过程中，若加热过快或冷却不当，就会使金属部件受热不均匀，出现温差，从而产生热变形，造成通流部分动、静间隙变化，严重时间隙甚至消失，使动、静部分产生摩擦。,3热应力： 机组启停过程中，燃气轮机内燃气温度逐渐升高或降低，其零部件被加热或冷却，由于温度变化而产生热变形。当热变形受到约束时在零件内部产生应力，这种应力称为温度应力或热应力。热应力的大小与温差成正比。启停过程是一个相反的过程故机组产生的热应力是一种交变应力，交变的热应力将引起零件金属材料的疲劳损伤，机组每启停一次就在转子上施加了一次交变应力的循环，在转子经历了若干次应力循环之后，最终将产生裂纹,。,三、燃气轮机启停过程中的热问题1热膨胀和热胀差 ：启停过程,第二节燃气轮机启动过程,机组启动之前，需要有一系列准备工作，并要求各种辅助设备预先处于正常工作状态。,燃气轮机的启动需要靠外部的动力实现，通常启动机的功率大约是主机功率的13。,第二节燃气轮机启动过程机组启动之前，需要有一系列准备工作，并,禁止启动的几种情况,盘车时机组转动部分有摩擦声，或大轴不转动。,滑油箱油温低于18，滑油箱油质化验不合格，油箱液位不在EF之间。,主要仪表、控制元件缺少或失灵。,保护装置失灵。,任意一台油泵或风机、盘车装置失灵。,燃油截止阀关不严或关不到底。,进口导叶动作失灵。,进气室滤网破损、堵塞或除雾器严重破损。,主要管道系统严重泄漏。,禁止启动的几种情况盘车时机组转动部分有摩擦声，或大轴不转动。,1,启动前的检查和准备,启动前的准备是一项内容繁多而又细致的工作。启动前，必须按操作规程对设备系统进行详细全面地检查，确认设备具备启动条件和确定应该采取的措施。当一切设备均处于预启状态时，方可开始启动操作。,以下按深圳钰湖电厂操作规程列出9E机组的启动前的检查和准备条例。,调试前的燃机检查及要求,1控制室； 2直流系统； 3滑油系统； 4液压油系统,5跳闸油系统； 6起动系统； 7冷却水系统； 8雾化空气系统,9燃油系统； 10水洗系统； 11密封冷却系统；,12油雾分离系统 13反吹系统； 14消防系统；,15顶轴油系统； 16输变电； 17轮控盘,1启动前的检查和准备 启动前的准备是一项内容繁多而又细致的,起动前的检查,检查发电机空冷器进水压力在3.Obar以上，板式换热器后的内循环水温在45以下。,确认仪用空气母管压力在6bar以上。,确认轻、重油罐油位正常。,检查启动马达88CR电源送上，操作开关投入“REMOTE”，启动马达报警已复位。,检查辅助润滑油泵88QA电源开关合上，操作开关投入自动。,检查辅助液压油泵88HQ电源开关合上，操作开关投入自动。,检查辅助雾化泵88AB电源开关合上，操作开关投入自动。,检查紧急润滑油泵88QE电源开关合上，操作开关投入自动。,检查油雾分离机88QV电源开关合上，操作开关投入自动。,检查透平框架冷却风机88TK-1、2电源开关合上，操作开关投入自动。,起动前的检查检查发电机空冷器进水压力在3.Obar以上，板式,检查盘车马达88TG电源开关合上，操作开关投入自动。,检查扭矩马达88TM电源开关合上，操作开关投入自动。,检查发电机顶轴油泵88QB-1、2电源开关合上，操作开关投入自动。,检查透平间冷却风机88BT-1、2电源开关合上，操作开关投入自动。,检查负荷间冷却风机88VG-1、2电源开关合上，操作开关投入自动。,检查轻油前置泵88FD-1、2电源开关台上，操作开关投入自动。,检查重油前置泵88FU-1、2电源开关合上，操作开关投入自动。,检查加热器23HA、23HT电源开关合上，操作开关投入自动。,检查火焰探测端冷却水进出口水阀阀门位置正常(打开状态)。,检查主燃油泵冷却水进出口水阀阀门位置正常(打开状态)。,检查抑钒剂泵88FA-1、2电源开关合上，操作开关投入自动。,检查冷却水泵88WC-1、2电源开关合上，操作开关投入自动。,检查MCC柜内各小开关，位置正确。,检查轮机间与各燃油管道上所有阀门位置正确。,检查滑油箱油位在12以上。,检查辅助雾化泵滑油油位在34位。,检查主燃油泵驱动端、非驱动端滑油油位在正常油位。,检查盘车马达88TG电源开关合上，操作开关投入自动。,转速级逻辑,MarkV顺序控制程序采用软件方式，发出的各控制指令首先要依赖于现时燃气轮机转子的转动速度，因而转速的正确检测在启动过程中是至关重要的。燃气轮机采用电涡流式磁性传感器测量转速，通过8个复合型比较器，当转速达到一系列关键值时将发出一系列控制指令使相应设备动作，这些关键的转速级见下表。其中关键的转速逻辑有4个,动作转速启，停,名称 代号 转速 对应燃机转速 % 主要功能,零转速 L14HR TNK 14 HR 12 006 05 停转信号,冷拖转速 L14HP TNK 14 HP 12 4 32 盘车马达停、启,最小点火转速,L14HM TNK 14 HM 12 1 00 95 进入清吹阶段,清吹转速 L14HT TNK 14 HT 12 1 70 1 60 完成清吹，准备点火,升速转速 L14HA TNK 14 HA 12 50 46 机组加速,自持转速 L14HC TNK 14 HC 12 60 50 启动电机脱扣,启励转速 L14HF TNK 14 HF 12 95 91 发电机磁场启励,运行转速 L14HS TNK 14 HS 12 95 94 启动完成,转速级逻辑MarkV顺序控制程序采用软件方式，发出的各控制,燃气轮机的启动控制,燃气轮机的启动过程是由启动程序控制和主控制系统中启动控制共同作用完成的。前者从启动开始给出顺序控制逻辑信号，后者从燃气轮机点火开始控制燃料命令信号FSR值。是相互作用关系。,启动控制作为开环控制是用预先设置的燃料命令信号FSR来操作。这些预设的FSR值为“最小”、“点火”、“暖机”、“加速”和“最大”值。具体数值由控制技术条件根据现场考虑给出适当的值。这些FSR值存储在 Mark的启动控制系统。,启动控制FSR信号通过最小值门来起作用，以保证其他控制功能能按要求限制FSR燃料命令信号都是由控制系统启动软件发出的。除了三个启动值(点火、暖机、加速)外，软件还设置最大和最小FSR，并提供手动控制FSR。按下“MANUAIJ CONTROL(手动控制)开关和“FSR GAG RAISE OR LOWER (FSR升或降)开关，就可以在FSRMIN,(FSR最小)和FSRMAX(FSR最大)之间手动调整FSR给定值。,燃气轮机的启动控制燃气轮机的启动过程是由启动程序控制和主控制,主控系统燃料行程基准FSR,启动控制系统(Start Up Contr01) 启动控制燃料行程基准FSRSU,转速控制系统(Speed Contr01) 转速控制燃料行程基准FSRN,温度控制系统(Temperature Contr01) 温度控制燃料行程基准FSRT,加速控制系统(Acceleration Contr01) 加速控制燃料行程基准FSRACC,停机控制系统(Shut down Contr01) 停机控制燃料行程基准FSRSD,手动控制系统(Man Contr01) 手动控制系统燃料行程基准FSRMAN,启动控制系统仅控制从点火开始直到启动程序完成过程的燃料量,转速控制系统控制从并网开始直到带满负荷过程的燃料量,温度控制系统控制燃气轮机超温时的燃料量,加速控制系统仅控制转速增加的动态过程的加速度的燃料量,停机控制系统控制停机过程降温速度的燃料量,控制器故障或调试机组时可采用手动控制系统,主控系统燃料行程基准FSR启动控制系统(Start Up C,2,冷态加速阶段,在这个阶段中，由外界动力带动燃气轮机冷加速，直到允许向燃烧室中喷入燃料的点火转速为止；这时需要的能量主要是用来加速机组的转子，并克服轴承的摩擦耗功。通常，单轴机组的点火转速大约等于,1520,no(n0,表示额定转速,),。这一阶段的具体操作有：,2冷态加速阶段 在这个阶段中，由外界动力带动燃气轮机冷加速,(1),启动盘车,如果主机转子在静止状态，首先需要利用启动装置用比较大的扭矩克服转子的惯性和静摩擦把转子缓慢转动起来，并检查机组动静部分有无摩擦和异声。通常规定燃气轮机冷启动前盘车系统必须至少连续运行,1,小时。,(1)启动盘车 如果主机转子在静止状态，首先需要利用启动装置,(2),冷拖、清吹,盘车运行后，启动机带动转子升速至,2025,no,，并在此转速下稳定一段时间。此时利用压气机出口空气对机组进行一定时间的吹扫，吹掉可能漏进机组热通道中的燃料气或因积油产生的油雾，此操作简称为清吹。清吹的时间要根据排气道的容积来选择，至少能将整个排气道体积三倍的空气吹除掉，这样可避免爆燃。如果余热锅炉无旁通烟囱，则每次点火前都应进行清吹，而且清吹时间要相对延长。清吹完成后，减小启动机的输出，使机组转速降至点火转速,(1520,no),。,(2)冷拖、清吹 盘车运行后，启动机带动转子升速至202,3,热态加速阶段,从燃烧室开始喷入燃料并点火燃烧的瞬间起，一直到启动机把机组转子增速到脱扣转速,时为止。单轴燃气轮机的脱扣转速大约为,5060,no,。当机组达到脱扣转速时，透平发出的,功率将大于压气机、辅助设备和摩擦耗功，就可以不需要启动机的帮助而使转子继续加速。,3热态加速阶段 从燃烧室开始喷入燃料并点火燃烧的瞬间起，一,(1),首先是供入燃料同时点火装置点火、暖机。,为了保证点火成功，点火时给出的燃料行程基准,(FSR),比较大，即相应的燃料量比较多，使燃烧室富油点火燃烧，而且点火装置连,续点火,30,60,秒。如果火焰探测器探测到燃烧室中的火焰，说明点火成功。,点火成功后控制系统便发出暖机信号，使机组进人暖机阶段。暖机的目的是让机组的高温燃气通道中的受热部件、气缸与转子有一个均匀受热膨胀的时间，减少它们的热应力以及保证机组在启动过程中有良好的热对中，并且防止转子与静子之间出现过大的相对膨胀而发生动静碰擦。在大约12分钟的暖机期间，燃料行程基准(FSR)从点火值降到暖机值，供入机组。,(1)首先是供入燃料同时点火装置点火、暖机。 为了保证点火成,(2),升速阶段,暖机阶段结束时，由暖机计时器发出信号，使机组进入升速阶段。,在这一阶段中，燃料行程基准,(FSR),由控制系统按控制规范的规定上升。这时启动机的功率和透平发出的功率会使机组转速迅速上升。,随着机组转速的上升，通过压气机的空气流量 增加，压气机出口压力也增加，供入机组的燃料量也增加，因此透平的输出功率也增大。,机组在启动机和自身透平做功的帮助下转速上升到5060n0的范围，且透平已有足够的剩余功率使机组升速时，启动机可以脱开而停止工作，称为脱扣。,从启动机脱扣到燃气轮机自己加速到准备加载工况转速,(95,96,n0,为止。在这个阶,段，启动机停止工作，机组将全靠燃气透平发出的剩余功率使转子继续升速。,(2)升速阶段 暖机阶段结束时，由暖机计时器发出信号，使机组,4,并网加载阶段,并网加载阶段中也有两项基本操作：,(1)同期。当机组进入全速空载状态后，启动控制系统退出控制，机组进入同期控制。所谓同期，就是发电机发出交流电，其频率、电压和相位与电网的这三个参数相匹配。当同期条件满足时，发电机断路器自动闭合(称之为并网)。,(2),带负荷。当机组完成同期并网后，机组由同期控制转为转速控制。,4并网加载阶段 并网加载阶段中也有两项基本操作：,机组可以按如下方式带负荷：,1)如果运行人员没有下达带负荷指令，并网后，则机组自动加载到旋转备用负荷(典型值为510额定负荷)。,2)如果选择自动带基本负荷运行指令，则机组按规定的加载率自动加载。如某燃气轮,机加载至满负荷时间为12min，加载过程机组为转速控制；当机组带满基本负荷，机组由转速控制进入温度控制状态。,3)如果选择中间某一负载值进行加载，则首先要向控制盘输入负载指令值，然后再按预选值进行加载，FSR逐渐增大，机组以规定的速率进行加载。,4)当操作者选择手动加负载时，则通过发电机控制盘上调节速度控制整定点升降按钮来进行。通常，手动加减负载的速率是自动加减负载速率的两倍。手动加载时，其加载数,值只能加到基本负载以内。,机组可以按如下方式带负荷：,燃气轮机的启动时间,燃气轮机的启动时间因机组功率、负载和结构型式而异，对于大型发电机组，启动时间,约为,10,22,分钟。,联合循环发电装置的启动过程也可认为四个阶段，前三个阶段为燃气轮机从静止启动至满转速及并网的独立过程，基本与余热锅炉和汽轮机无关。,联合循环装置从全速空载到满载的加载过程更为复杂，必须充分考虑余热锅炉和汽轮机加载的需要，按一定的程序控制整个加载过程，因此其总的启动过程要比前者慢得多。,燃气轮机的启动时间燃气轮机的启动时间因机组功率、负载和结构型,燃气轮机的运行(ZJ)课件,9F机组联合循环启机过程,1)燃气轮机启动，在20额定转速下清吹5分钟；,2)降转速至10额定转速时点火，暖机后加速，至第22分钟加速至满转速（加速过程约12分钟）。,3)因为燃气轮机与汽轮机共轴，为防止汽轮机的通流部分因摩擦鼓风而发热，在向燃气轮机喷入燃料点火的同时。向汽轮机注入一定数量的冷却用蒸汽；,4)燃气轮机达到额定转速并网；,5)燃气轮机并网后在2.5分钟内加载至满负荷的20，提升,4,至390运行40分钟，对燃气轮机和余热锅炉暖机，直至锅炉内高、中压蒸汽的压力和温度稳定；,6)启动后第65分钟左右向汽轮机提供高、中压蒸汽，汽轮机冲转、暖机、加速。,7)汽轮机供汽后15分钟内蒸汽负荷达15，运行20分钟进一步暖机。,8)机纽启动后第100分钟时燃气轮机增加负荷，汽轮机也相应增加负荷。,9)70分钟后两者的负荷分别从20和15增加至100。整个启动过程约耗时170分钟。,9F机组联合循环启机过程1)燃气轮机启动，在20额定转速下,燃气轮机的运行(ZJ)课件,二、启动过程中参数的变化,启动过程中的一个关键参数是T3* ，从图9-3可以看出，启动过程中的一个特点是燃气温度T3*在点火后不久出现峰值。排气温度T4的变化要比T3*平缓，原因是燃烧室点火前，,燃气透平中热部件是“凉”的，点火后,T3*,然升高，燃气与机件之间的温差增大，传热速率加快。使T4,*温升变慢。,二、启动过程中参数的变化 启动过程中的一个关键参数是T3*,燃气轮机的运行(ZJ)课件,启动过程特性线,将机组的启动过程画在压气机性能曲线上，就得到了图9-4所示的启动过程特性线。ni为点火转速，ns为自持转速，nb为启动机脱扣转速。图中表达的ni为点火成功的转速，该处T3有一突升，使启动过程线向上弯曲，突增量越大时启动有可能越快，但这时机组不仅容易喘振，且部件的瞬时热应力大，热冲击现象严重。在放气阀关闭后，压气机性能曲线发生突变，也使启动过程线出现突跳，即由图中的a点变至a点。该图表明，启动过程中一定要限制T3值，对于重型燃气轮机，常使启动过程中的最高T3比额定值低200300或更大些。,启动过程特性线将机组的启动过程画在压气机性能曲线上，就得到了,燃气轮机的运行(ZJ)课件,机组启动过程中各种扭矩的变化,图,9-1,中给出了在机组启动过程中，压气机的阻力矩,M,c,透平发出的扭矩,M,T,、启动机提供的扭矩,M,n,用以加速转子的剩余扭矩,M,以及燃气初温,T,3,*,随机组转速,n,的变化关系。在低转速情况下，转子的加速主要是依靠启动机所提供的扭矩,M,n,来实现的。在点火后，透平就开始产生扭矩。当达到自持转速,n,s,时，透平发出的扭矩正好能带动压气机工作，但是还没有多余的扭矩可以用来加速转子。因此，启动机尚不能停止工作，机组还需要依靠它带着转子继续增速，直到燃气透平已具有足够的剩余扭矩，机组可以自行加速时，启动机便可以脱开，停止工作。,机组启动过程中各种扭矩的变化图9-1中给出了在机组启动过程中,燃气轮机的运行(ZJ)课件,升速过程中,FSR,变化规律。,从图,9,5,上可以看到，在升速过程中,FSR,有两次减少。,为使启动时点火可靠，初始喷入的燃料量较多，在点燃后再适当减少，之后则随着转速的升高而增加。,当机组到达了运行转速之后，不需再继续升速，因而对燃气透平的输出功率要求减小，所以燃料行程基准,(FSR),又减少一些。,升速过程中FSR,也,代表了燃料Gf的变化规律。,升速过程中FSR变化规律。 从图95上可以看到，在升速过程,燃气轮机的运行(ZJ)课件,三、快速启动,对于担任应急或尖峰负载的燃气轮机，在某些情况F要求机组尽快投入运行，甚至牺牲一些燃气轮机的寿命。为了实现快速启动，应该改变以下几个参数：,(1)重新调整点火转速信号的触发值，使其在1012no提前动作，进行点火；,(2)减少或取消暖机时间：,(3)提高升速时FSR的上升速率；,(4)提高排气温度上升速率，典型值由28Cs改为4 C s：,(5)提高机组加速率限制，典型值从1nos改为2%nos。,快速启动对机组寿命不利，所以非不得己时一般不采用。,另一种快速启动的方法是仅仅在加载时的加载速率与手动加载相同，而启动过程和正常启动是一样的。为了区别与前者，通常称之为快速加载启动,三、快速启动 对于担任应急或尖峰负载的燃气轮机，在某些情况F,四、启动过程中的问题与影响因素,在启动过程中，燃气轮机由冷态变为热态，热应力问题严重，会对高温部件形成热冲击，影响机组寿命：压气机还可能发生喘振问题，高压比机组的喘振问题将更为突出，需要采取放气等防喘振措施。提高启动成功率对保证机组运行的可靠性和可用率是重要的。在机组启动过程中，防止发生超温故障，不仅是机组安全运行所必要的，而且也是保证机组能够顺利启动起来的关键。,缩短启动时间对机组经济性和及时满足外界负荷需求来说都是必要的。也是衡量机组启动性能的重要指标。,四、启动过程中的问题与影响因素 在启动过程中，燃气轮机由冷态,1,启动过程中可能出现的故障,(1)没有控制好启动过程中燃气温度的增升规律。如果燃料供入量控制不当，常使机组的启动加速过程线接近于或是进入了喘振区。那时透平进口温度太高，而转速却无法顺利地上升。,(2)燃料系统和点火系统发生故障。例如喷嘴被磨损或是由于点火器积炭，不能正常形成点火火炬等现象，都会导致启动失败。,(3)压气机通流部分污染。通流部分污染致使压气机效率降低，特性曲线变陡，启动时压气机耗功增大，出现启动机功率不足而导致启动失败。,(4),透平通流部分结垢。结垢致使透平的阻力增加，在启动过程中机组的运行线就会向压气机的喘振边界线方向靠近，甚至进入喘振工况而使机组启动失败等。,1启动过程中可能出现的故障 (1)没有控制好启动过程中,“热悬挂”简称热挂的故障。它发生在启动机脱扣之后，即在启动机脱扣后，机组转速停止上升，运行声音异常，若继续增加燃料量，,T3,随之升高，但转速却不上去，反而呈现下降的趋势，最终导致启动失败。产生热挂现象的主要原因是启动过程线比较靠近压气机喘振边界，当启动机脱扣后剩余扭矩,M,显著减少。如果在脱扣前操作不当，燃料增加较快，,T3,比预定的高，运行点靠向喘振边界，压气机中可能发生失速现象。启动机脱扣后M就可能变为零，转子停止升速，就像被“挂”住似的，故称热挂。如果这时增加燃料，就往往是适得其反。,“热悬挂”简称热挂的故障。它发生在启动机脱扣之后，即在启动机,2,影响机组启动时间的一些因素（略）,燃气轮机启动性能好坏是指能否在较短的时间内启动起来投入运行，且在启动过程中产生的热冲击在允许范围内。改善启动过程特性，也就是指设法缩短启动时间，而热冲击观象仍在允许的范围。影响燃气轮机启动时间长短的因素很多，概括起来主要有：,(1),压气机特性线的影响,。向燃烧室猛喷燃料以加快启动速度也常常是不允许的，因为在低转速情况下透平前的燃气温度过高，就会使机组的平衡运行点超越压气机的喘振边界线进入喘振工况。为此，常在压气机的进口处安装可调导叶，启动时可调导叶处于关的位置，不仅扩大了压气机的运行区，避免了发生喘振，同时还减少了空气流量与压气机耗功，使启动过程加快或能选用功率较小的启动机。,2影响机组启动时间的一些因素（略） 燃气轮机启动性能好坏是,(2),机体热应力的影响。在启动过程中燃气初温,T3,增升太快时，机组的转子表面和气缸内壁就会迅速地受热膨胀。而气缸外壁以及转子内部的温度却还来不及增升上去，这样就会产生热应力。机组在这种情况下多次以动后，就有可能使转子因热疲劳而开裂报废。为了避免发生这类事故，在启动时就不允许使燃气初温增升得过于迅速，但这样就会增加机组的启动时间。透平的叶片、气缸和转子的冷却方式。对于所产生的热应力大小也是有关系的。如果这些元件的冷却能够组织得很好，其外面温度就低，内外温差就小，热应力就会减小；,(2)机体热应力的影响。在启动过程中燃气初温T3增升太快时，,五、首次运行前的检查和准备,无论是新安装的机组还是大修检查后的首次运行，都要对机组进行全面的检查。,首先应 确认安装或大修工程己全部竣工并验收，施工设旌已全部拆除。,仔细检查机组现场周围的杂 物及易燃品，有则彻底清除；检查并清除进气系统内的杂物；按系统(管路)示意图 检查各管路系统是否与示意图一致；管路中的阀门、窥窗、仪表、孔板是否正确齐全；按电气接线图检查各种接线是否正确，接线的线头足否包扎牢靠，各种接线盒盖是否按要求装好；,检查时应结合各系统的特点，对下列事项予以特别注意。,五、首次运行前的检查和准备 无论是新安装的机组还是大修检查后,1,润滑油系统、液压油系统和控制油系统,所有泵的进口滤网都应冲洗干净。润滑油滤，液压油滤和控制油滤都应该干净，必要时更换滤芯。,按要求调整好润滑油箱的液位指示器，确保油箱的各个油位正确，如“空”、“满”、“低位报警”和“高位报警”等油位。向油箱灌润滑油至“满”位，手启动应急油泵对系统充油，观察管路泄漏和各窥窗油流情况。,停止应急油泵，待系统各处油流回到油箱后，再次加油至满位。,1润滑油系统、液压油系统和控制油系统 所有泵的进口滤网都应,2,燃料系统,如若机组配有燃料分配器，检查分配器转子是否可以用手自由转动，分配器上转速传感器的间隙是否合适。检查燃料截止阀的开关功能。检查气体燃料系统的泄漏情况。建议在气体燃料系统的进口处接入压缩空气,(,压力大于,600kPa),，然后在管路法兰连接处、管接头连接处和焊缝处涂上肥皂水，查看是否有气泡冒出，无气泡冒出则可以认为不泄漏,2燃料系统 如若机组配有燃料分配器，检查分配器转子是否可以,3,其他系统,检查冷却和密封空气系统是否和管路示意图相符，各孔板直径是否正确，管道是否可以自由膨胀。检查润滑油冷却水系统的温度调节阀(通过改变冷却水流量调节油温的阀门)是否处于自动位置。,3其他系统检查冷却和密封空气系统是否和管路示意图相符，各,六、运行人员职责,燃气轮机的运行人员，必须熟悉机组制造厂所提供的运行文件及其他相关资料，必须学会从控制规范中查询控制系统的整定值，从管路示意图中查询各辅助系统的功能及有关元件的整定值；运行人员必须知道机组控制盘上的各种仪表和设备的位置及用途必须学会通过人机接口,(,如控制盘面上的操作键盘和显示器或单独设置的台式电脑,),向机器发出指令或接受提示，并通过这一终端显示查找机器的各种参数；运行人员必须清楚与燃气轮机有机械或电气连接的电站的其他设备及这些设备对正常运行可能的影响。,六、运行人员职责 燃气轮机的运行人员，必须熟悉机组制造厂所提,养成良好的运行作风是保证机组安全可靠运行的关键因素之一,(1)对报警显示的反应。一旦屏幕上出现报警信息，应立即查明原因及时采取措施。特别是来自保护系统的报警，如低润滑油压力、超温、超振动、超速等等，更要及时处理，不得有半点延误；,(2)检查控制系统。控制系统在进行任何形式的维修之后，不管是检修还是更换零件，都应作功能检查。此项检查应在再启动前进行，切忌不经功能测试，就认为维修后的控制系统能正常工作；,(3),整个启动过程中密切监视排气温度。运行人员要清醒地认识到超温会损坏燃气轮机的热通道部件。第一次启动和机组维修后都要监视排气温度是否受正常控制,。,养成良好的运行作风是保证机组安全可靠运行的关键因素之一(1),七、运行注意事项,1温度限制,温度限制主要是指机组运行时排气温度应限制在正常范围，对于监测透平叶轮空间温度的机组，轮间温度也不允许超出其最大值。建立排气温度分散度的“原始数据”，以便和将来的数据作比较,。,2压力限制,各种供油压力如润滑油、液压油、控制油等和供水压力应控制在规定范围内,。,3振动限制,燃气轮机的振动水平无沦是用振动速度衡或用振幅衡量，都不能超过允许值。当机组振动大于报警值时，应采取相应的措施。,七、运行注意事项 1温度限制,4负载限制,燃气轮机的超载运行有两个方面，一是超过环境温度所对应的出力，造成超温运行；二是在低环境温度,下,超过最大负载限制，尽管在此低环境温度下，透平进口温度不会被超过，但超过了燃气轮机转子和负荷联轴器的设计应力。,5,消防系统运行注意事项,消防系统投入时，除了使灭火介质释放系统动作外，还引发下面项功能：遮断机组，发出音响报警，显示屏上显示报警信息，通风口被相关的动作机构关闭。,6燃烧系统运行注意事项,机组在运行时突然冒出黑烟，表明燃烧室可能有故障或燃烧系统存在其他严重问题。在这种情况下应当立即停机并对燃烧系统进行全面的检查。为了减少燃烧室故障的可能性，运行人员应遵守下列规定：,(1)运行期间通过控制系统监视排气温度。将排气温度分散度与允许的分散度作比较。必要时应采取纠正措施：,(2)机组在75或更高在负载下被遮断后，应在重新启动时观察排气是否有黑烟或不正常烟雾。将排气温度分散度与正常启动时记录的分散度作比较。由此检查排气温度分散度是否过高。遮断次数过多，应查明原因并设法排除；,(3),遵照推荐的时间间隔，检查燃烧室火焰筒、过渡段和燃料喷嘴。,4负载限制,第三节燃气轮机的停机,燃气轮机的停运方式可以分为以下几种：,(1)正常停机。亦称热态停机。当接到电网调度命令或运行中发现影响正常运行的故障，但尚不需采取紧急停机时，可以进行正常停机。停机过程中逐步减少燃料量，直到较低转速才切断燃料。减速过程中燃气温度不断降低，热部件中产生与加速过程作用方向相反的暂时热应力，减速越快，该热应力也越大。一般的重型燃气轮机都以暂时热应力来限制减载的速度；,(2)自动停机。在运行中，控制系统检测到某些可能会影响机组的正常、安全运行的因素时，如压气机进气滤网压差高、轴承振动传感器失效等，自动地触发燃气轮机的减负载、停机程序；,(3)保护跳机。在运行中，控制系统检测到某些危及机组安全运行的因素时，自动切断燃料供给，机组迅速停机，如机组的超速、超温、振动、熄火保护和燃烧监测保护系统动作。以及滑油母管压力和控制油工作压力降至最低值、润滑油母管温度高于上限值、机组各舱室发生火灾时等等；,(4)紧急停机。在运行中，发现某些危及人身、设备安全运行的因素时，立即手动切断机组燃料供给，迅速停机的过程。,第三节燃气轮机的停机 燃气轮机的停运方式可以分为以下几种：,一、正常停机,(1)运行人员通过计算机向机组发出停机指令。此时如果发电机断路器在闭合状态，则转速负荷给定点TNR开始下降，以正常速率减少FSR，机组开始减负载。机组的厂用电切为备用电源供电：,(2)当发电机负载减至零出现逆功率时，逆功率继电器动作，发电机断路器跳闸，发电机与电网解列。这以后FSR继续降低，机组开始减速；,(3)转速下降至95no或以下值，转速继电器14HS返回，压气机防喘放气阀打开，压气机可转导叶角度逐渐关小，辅助润滑油泵、辅助液压油泵等辅助设备投入工作：,(4)在正常情况下，FSR逐渐下降，直至降到约20n0或火焰探测器指明已熄火时，主保护逻辑置0，FSR至零，关闭截止阀而切断燃料，机组则进入惰走：,(5)当转速降至“零”转速时，盘车装置投运，机组开始冷机程序。,一、正常停机 (1)运行人员通过计算机向机组发出停机指令。,2正常停机注意事项,(1)检查机组各部位振动情况、内部声音以及润滑油母管油压；,(2)记录机组熄火转速和惰走时间(正常停机时燃气轮机熄火至盘车投入的时间)。惰走时间的长短可以判断燃气轮机设备的某些性能，并可以检查设备的某些缺陷；,(3),自动投入盘车后，加强监视转子转动情况，倾听机组内部声音，并注意烟囱的冒烟情况，防止燃料漏入燃烧室,2正常停机注意事项 (1)检查机组各部位振动情况、内,二、手动紧急停机,通常，如果遇到下列情况之一，可实施手动紧急停机。,(1)运行参数达到跳机限额，而自动保护装置拒动：,(2)机组内部有明显的金属撞击声；,(3)机组任何一轴承断油或冒烟时：,(4)压气机发生喘振；,(5)轮机舱室燃油管路大量漏油；,(6)机组突然发生强烈振动，振动值突增127mms;,(7)运行中烟囱大量冒黑烟，机组燃烧恶化；,(8),发生其他危及人身和设备安全的情况时。,二、手动紧急停机通常，如果遇到下列情况之一，可实施手动紧急停,2,手动紧急停机操作及其注意事项,(1)可按压Mark V控制盘上紧急停机按钮。若在辅机舱室则扳动手动紧急事故跳闸装置或手击危急遮断器杆，均能使机组立即停机；,(2)机组紧急停机，主保护逻辑立即转“零”，FSR降到0，发电机断路器跳闸，机组熄火：,(3)如属轮机转动部分故障，停机后，不应投入盘车：,(4),紧急停机后，一定查明原因。,2手动紧急停机操作及其注意事项 (1)可按压Mark V,三、冷机,正常停机要立即进行盘车冷机，防止转子弯曲和叶片变形。在冷机状态任何时刻，机组可以启动、带负荷。盘车过程中转子缓慢冷却，一般情况下不少于,24,小时，直到透平轮间温度低于,60,后，可以停止盘车。,三、冷机 正常停机要立即进行盘车冷机，防止转子弯曲和叶片变形,四、停机后的操作,在紧急停机的情况下，如果怀疑转动部件有损坏，那么停机后不要转动转子，保持润滑油泵运行。因为在热停机后中断润滑油会导致轴承温度升高，损坏轴承表面。如果引起停机的故障能很快被排除，或经检查后没有发现影响到转动部件则要对机组冷却盘车。,如果机组紧急停机而又未盘车，则应注意下列事项：,(1)停机后最多15min内，燃气轮机可用正常启动程序，不必经过盘车而启动；,(2)停机后15rain至48h内，燃气轮机至少经l2h的盘车，才能进行启动；,(3)如果机组已经停机，并且一直没有盘车，那么必须停足48h以上，无转轴弯曲危险时才能重新启动。,四、停机后的操作 在紧急停机的情况下，如果怀疑转动部件有损坏,第四节,PG917lE,型机组及联合循环运行的基本操作,一、启动的准备工作,PG917lE,型燃气轮机发电机组在启动前一定要仔细的做好相关准备工作，要确认控制系统、机组本身以及所有附属设备和系统都处于良好的适用状态。具体讲，应该做好下述两方面的准备工作。,第四节PG917lE型机组及联合循环运行的基本操作 一、启动,1,机组及输油管网检查,(1)保证整个机组设备的清洁。保证整个机组设备的清洁能够帮助运行人员检测出泄漏：防止由于泄漏引起的火灾的蔓延；防止机组的氧化和堵塞；能够帮助机组提高效率，保护工作人员的安全：,(2)检查流体液位。开机前必须检查润滑油箱中润滑油的液位、燃气轮机机组和发电机的冷却水的液位、电池组溶液的液位、凝结水的液位、变压器中电介质的液位。如果发现液位高于设定值，应迅速检奄是否有其它流体进入其中，比如说水或燃油进入润滑油中。同样，如果发现液位低于设定值，应检查是否存在泄露：,(3)检查过滤器。流体通过滤器产生的压降是运行人员应密切注意的参数，这些参数的规定值在操作规程或燃机设备上都被明确标出。如果压降超出规定值，一定要清洗或替换过滤器。请注意，当清洗过滤器时，不要用棉布去擦洗过滤器内表面，而要用无棉的布料。不要用汽油去清洗内表面，要用合适的溶液；,(4)检查指示灯。指示灯能在运行出现故障和启动时做出提示，也能给出机组工作状况的信息。要检查并确认所有指示灯都处于正常状态，如果指示灯被损坏要及时更换：如果指示灯给出错误的信息，一定要检查相关的控制和监视系统；,1机组及输油管网检查 (1)保证整个机组设备的清洁。保证,2,电气回路的检查,在启动前要检查输变电设备及系统、需要供电的设备及它们的连接状态。机组的主要用电设备都在机组集控室(TCC)实施控制和监视。集控室有6个主要控制柜，分别是：,(1)MARKV控制柜(A503)：,(2)发电机控制柜(A502)；,(3)励磁控制柜(A501)；,(4)马达控制中心控制柜(MCC)；,(5)低压电源控制柜：,(6),备用电源控制柜。,2电气回路的检查 在启动前要检查输变电设备及系统、需要供电,MCC(马达控制中心)柜说明,MCC(马达控制中心)是所有电动设备的控制中心。在MCC每个控制柜的前面板可以看到两个指示灯，一个是绿灯，如果它发亮，意味着该控制柜处于供电状态，但辅助设备和马达没有投入运行；另一个是红灯，意味着该控制柜处于供电状态，相应的辅助设备和马达正在运行；,还有一个黑色的手柄，可以选择,ON,（开）和,OFF,（关）位置。手柄处于,ON,位置，控制柜处于供电状态；处于,OFF,位置，,控制柜处于断电状态，并且相应的辅助设备不能运行；在指示灯的下方有一个功能选择旋钮，MANUAL(手动)、AUTO(自动)和(STOP)停止三项功能。处于自动栏意味着在正常运行时相应的辅助设备能够自动的启动；处于手动档意味着在正常启动前运行人员可以通过手动方式检查测试相应的辅助设备；处于停止档意味着在保持控制柜供电时停止辅助设备运行。,MCC(马达控制中心)柜说明MCC(马达控制中心)是所有电动,MCC控制柜的前面板,MCC控制柜的前面板,3,启动前检查的重点注意项目,机组的运行操作说明书中列出了启动前要求检查的近百项项目。在众多的检查项目中，必须重点关注下列问题：,（1）燃料单元；,（2）发电机保护盘报警复归。若不复归报警，启动时将无法自动起励，只能复归报警后手动起励；,（3）火灾保护控制柜是否正常；,（4）进线电源开关、辅机马达电源开关以及柜内小开关的位置是否正确；,（5）火花塞是否向下插入；,（6）润滑油温度、压力、液位是否正常；,（,7,）启动马达开关柜是否有异常报警，控制方式是否设在远程控制。,3启动前检查的重点注意项目 机组的运行操作说明书中列出了启,二、辅助设备的启动和停止,1概述,在机组的启停过程中涉及到的主要辅助设备是滑油系统的设备和盘车装置。旋转机械安全可靠运行的最基本要求是要有一个可靠的润滑系统。这个系统为轴承、液压控制系统、发电机、辅助齿轮箱以及其它相关设备提供经冷却和过滤处理的压力油。,在机组的启停过程主要辅助设备的启停由启动程序控制，因而启动前检查这些设备及其控制开关位置正确。,二、辅助设备的启动和停止 1概述,2,辅助设备的启动,（1）启动操作,启动辅助设备必须事先确认机组具备启动条件。主操作员站和,MARK V,控制柜必须处在有电状态。,1）查看主显示屏上操作靶标是否处于,OFF,，如果不是，选择,OFF,，然后选择,EXECUTE COMMAND,（键F6）；,2）接通辅助润滑油泵（,88QA,）控制柜；,3）接通应急润滑油泵（,88QE,）控制柜；,4）接通盘车马达（,88TG,）和液力变矩器（,88TC,）控制柜；,5）接通润滑油箱浸入式加热器（,23QT,）控制柜；,6）接通启动马达（,88CR,）控制柜；,上述控制柜面板上的功能选择旋钮必须置于,AUTO,（自动）位置。,7,）当上述一切都准备好了后，在主显示上选择“,Turn gear,”，下达启动的命令。,2辅助设备的启动 （1）启动操作,零起盘车步骤,1 检查准备条件满足后，即可进行零起盘车。进行如下操作：,2在MAKE-显示屏上的“,CONTROL”界面下,选择“START-UP”画面，(1)点击“,C00LDOWN CONTROL,”中的“ON”，弹出确认对话框，点击“OK”；(2)点击“,MODE SELECT,”中的“COOLDOWN”，弹出确认对话框，点击“OK” () 点击“,MASTER CONTROL,”中的“START”，弹出确认对话框，点击“OK”。,3。进行完上述操作后，辅助滑油泵88QA将启动，建立滑油压力；液力变矩器导叶角度保持为50度。滑油压力正常后，顶轴油泵88QB-1或2启动，建立顶轴油压力；油雾分离机88QV将启动，燃机启动马达88CR将启动，2秒后液力变矩器充油电磁阀20TU-1将带电，燃机将由零起升速。当燃机转速升至4转速后，燃机起动电机88CR将停运，同时液力变矩器充油电磁阀20TU-1失电，燃机转速开始下降。当燃机转速降至3.3后，燃机盘车电机88TG将启动，20TU-1再次带电，液力变矩器导叶角度将由50度43度。燃机转速由3.3TNH升至正常盘车转速4左右，燃机进入正常盘车状态。,零起盘车步骤,3,辅助设备的停机,轮间温度在65 以下可由当班值长下令停盘车。停盘车操作过程如下：,（1）进入,Control,画面的,Start-up,子画面，点击,Mode Select,栏目下的,Off,靶标,Off,灯亮。再点击,Cooldown Control,栏目下的,Off,靶标；,（2）检查盘车马达（,88TG,）是否已停止运转，转子转速是否开始下降；,（3）转子转速降至零后，检查辅助滑油泵（,88QA,）、顶轴油泵（,88QB,）是否自动退出。,Cooldown Control,栏目下的,Off,靶标灯亮；,（4）断开盘车马达（,88TG,）开关刀闸，将启动马达（,88CR,）开关转换至试验位，控制方式置为自动。,3辅助设备的停机 轮间温度在65 以下可由当班值长下令停,三、机组按自动控制程序启动（,LOCAL-AUTOMATIC,模式）,自动启动操作,（1）完成启动前检查，并确认机组符合启动要求。得到启动命令后，在启动检查画面中确认有,READY TO START,(准备启动)靶标。,（2）进入,Control,画面的,Start-up,子画面，点击,Mode Select,栏目下的,Auto,靶标,Auto,灯亮。再点击,Master Control,栏目下的,Start,靶标发出启动命令，10秒后,Start,灯亮。然后确认设备符合下列要求：,1）机组已经进入启动程序，,Startup Status,栏目显示：,STARTING,；,2）燃料供给系统投入正常，燃料入口压力正常；轻油泵启动，轻油站入口压力正常（0.52MPa），轻油站系统投入正常，管道无漏油无渗油现象；,3）启动马达,（,88CR,）,启动，电流正常，声音正常；,。,三、机组按自动控制程序启动（LOCAL-AUTOMATIC模,燃机启动界面,燃机启动界面,4）盘车马达（,88TG,）退出，辅助雾化泵（,88AB,）、辅助液压泵（,88HQ,）投入，液压油压力正常（10MPa）。,（3）机组转速上升，当透平转速升至10%,n,0,时，转速继电器（,14HM,）,动作，液力变矩器马达（,88TM,）启动，将液力变矩器角度调至28。,（4）清吹、点火。机组进入清吹程序，同时开始60秒清吹计时。清吹计时结束后，转速约为17%,n,0,，,88TM,又自动启动，将液力变矩器角度调至15，,20TU-1,电磁阀失电泄油。转速逐渐下降至12%,n,0,时,20TU-1,电磁阀又带电进油，转速又上升，进入点火程序，转速为12.1%,n,0,左右点火,4）盘车马达（88TG）退出，辅助雾化泵（88AB）、辅助液,点火,记录点火时的以下参数：,FQLM1,（燃油流量）、,FSR,（燃料的电控制信号）、,TTXSP1,（最大温差）、,TNH,（燃气轮机速度信号）、,TTXM,（排气温度信号）。确认设备（参数）符合下列要求：,1）主画面显示：“,Startup Status,”栏目显示：,FIRING,、“,Speed Level,”栏目显示：,14HM,；,2）主燃油泵离合器电磁阀,20 CR-1,动作（逻辑量,L20CF1X,由“0”变为“1”），使辅助齿轮箱带动主燃油泵工作，燃油截止阀打开，燃油流量基准,FSR,升至点火值（25%左右）；,3）30秒内至少有两个及以上火焰探测器测得火焰信号，点火成功；,点火记录点火时的以下参数：FQLM1（燃油流量）、FSR（燃,点火失败处理,4）如机组点火失败，报警栏显示“,FAILURE TO IGNITE,”报警，此时按下列程序操作：点击“,Mode Select,”栏目下的“,Crank,”靶标，“