热态启动高缸保护动作的原因及处理1

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1、330MW中压缸启动汽轮机热态启动切缸时高压缸保护动作的原因浅析及处理方式赵子军宁夏发电集团有限责任公司马莲台发电厂（宁东镇750411）摘要：宁夏发电集团有限责任公司马莲台发电厂Ⅰ期安装的2×330MW汽轮机组采用中压缸启动，在启动过程中除了要严格按照技术规定操作，还要采用必要、安全的技术措施，在不同的工况下，安全地将机组启动起来。根据同类型机组的运行经验，分析北重汽轮电机厂生产的N330-17.75/540/540汽轮机中压缸热态启动过程中由中压缸切至高压缸控制的过程中高缸保护动作的原因以及处理方法。关键词：汽轮机启动安全稳定一：设备概况宁夏发

2、电集团有限责任公司马莲台发电厂Ⅰ期2×330MW汽轮机为北京北重汽轮电机有限责任公司引进阿尔斯通公司技术生产的N330-17.75/540/540型亚临界一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机。为了配合中压缸启动，配置了70％（高旁）和2×65％（低旁）额定压力的两级串联旁路。主要特点是暖缸时间短，启动速度快，与同类型机组相比效率较高。二：机组启动过程机组启动时，锅炉微油点火启磨升压至0.8MPa后，先由高、低压旁路建立主、再热蒸汽最小循环。当启动条件满足，具备冲转条件，机组挂闸。此时高中压主汽门开启，高压缸排汽逆止门旁通阀开启，主蒸汽通过高

3、旁到冷再热汽系统，然后通过高排旁通阀进入高压缸，由高压缸第一级疏水和高导管上、下游疏水阀将疏水排至凝汽器。以此来对高压缸进行倒暖。当高压外缸下阀兰中壁金属温度高于195℃时，高排旁通阀自动关闭后，高缸抽真空阀自动打开，此后高压缸进行真空法暖缸。直至机组冲转、并网带负荷大于33MW以及其它切缸条件满足后，自动在70秒之内由中压缸控制带负荷切换到有高压缸控制。即切缸动作过程为，高压主汽门在4秒钟左右的时间全部打开，高压调门开启并与高旁关闭相配合控制机组负荷不变，即高压缸做功逐步增高，低旁与高旁配合逐步关闭来控制再热汽压，维持中压缸做功能力缓慢下降。同时

4、高压缸抽真空阀联关（时间是38秒），使高压缸排汽逆止门前压力快速升高至1.5MPa以上，打开高排逆止门，此时高低压旁路自动全部关闭，进入跟随状态。汽轮机在带35MW负荷期间，暖缸30min后可以继续升负荷。三：问题析出因为本汽轮机设置有一套高压缸保护装置。主要是在启动初期和切缸时对高缸进行保护，其保护有；（1）高压缸暖缸期间的保护：汽机转速＜1050rpm，高压缸排汽逆止阀后汽压≥1.7MP汽机自动跳闸。（2）高压缸真空保护：汽机转速＞1050rpm，高压调节阀关闭，高压缸排汽（启动）压力≥0.14MPa延时4分钟，汽机自动跳闸。（3）高压缸抽真空

5、阀保护：当高压缸抽真空阀打开（关闭）指令给出70秒后高压缸抽真空阀还没有打开（关闭），或者在抽真空阀过流的情况下抽真空阀后压力＞0.8Mpa（此为切缸过程），延时15秒汽轮机自动跳闸。而机组在冷态启动过程中，从来没有发生过高压缸保护动作跳机的现象，只有在热态和极热态启动时才发生。自我厂投产以来，＃1、＃2机组先后发生了十几次高缸保护动作跳机的现象，并且都是在由中压缸切至高压缸的过程中，高压缸抽真空阀关闭的过程中，其后压力大于0.8MPa延时15秒钟跳闸。尤其是2008年2月11日，在一次极热态启动恢复过程中，就发生了4次高压缸保护动作跳机的事故，对

6、机组的安全稳定运行和运行人员的正常操作带来了巨大的负面影响。四：原因分析通过对几次跳机后热态启动过程中的现象、数据分析，发现在热态切缸时，抽真空阀联关开始后的5秒钟左右，开始发高压缸抽真空阀后压力大于0.8MPa信号，延时15秒钟后汽轮机跳闸。而在冷态启动过程中就没有发过高压缸抽真空阀后压力大于0.8MPa的信号。由此根据汽轮机组启动时的缸体金属温度分析得出结论，由于在冷态启动过程中，由中压缸切至高压缸控制时，由于高压缸金属温度在1000rpm暖机时，高压外缸下发兰中部金属温度达到195℃时，高压缸排汽逆止门的旁通阀就联关，同时高压缸抽真空阀在38

7、秒钟之内联开，高压缸进入真空法暖缸阶段，因此高压缸金属温度较低。在汽轮机由中压缸启动带负荷至33MW自动切缸时，主蒸汽进入高压缸后（温度380℃，压力4MPa），在刚开始的几分钟之内大部分蒸汽凝结放热，只有少部分做功，蒸汽流过高压缸末级叶片时的压力很低。高低压旁路关闭较慢，以维持中压缸做功，保持机组负荷不低于33MW。因而不会造成高压缸抽真空阀后的压力达到0.8MPa。但是在热态或极热态启动过程中，由于高压缸的金属温度很高（高压缸金属温度485℃左右，主蒸汽温度510℃以上），蒸汽进入高压缸后，没有发生凝结放热，而是全部用来做功，高压缸做功能力急剧

8、增大，同时由于高压旁路自动逐步关闭以维持主汽压力不变，高压主汽门快速开启，高压调门在70秒钟之内开至切缸时的负荷所对应的开