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【專家解說】：">9FA單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟停過程中的幾個(gè)異常問題分析

杭州華電半山燃機(jī)電廠3臺(tái)S 109FA燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)
電機(jī)組作為國家重點(diǎn)工程“西氣東輸”的下游配套項(xiàng)
目而建設(shè)，1號(hào)機(jī)于2005年7月29日順利通過168 h
試運(yùn)行，并投人商業(yè)運(yùn)行。它的2號(hào)、3號(hào)機(jī)組也分
別于2005年11月12日和2005年12月26日通過了
168 h試運(yùn)行。從而創(chuàng)下了一年投產(chǎn)三臺(tái)9FA重型燃
機(jī)的記錄。
在運(yùn)行了近一年后，截止到2006年7月31日，
它的三套機(jī)組分別啟動(dòng)了:1號(hào)機(jī)263次，2號(hào)機(jī)145
次，3號(hào)機(jī)50次。通過對(duì)三套機(jī)組在啟停操作中，曾
經(jīng)出現(xiàn)過的幾個(gè)異常問題分析，提出了相應(yīng)的處理
方法，供同行參考。
1 冷態(tài)開機(jī)投旁路時(shí)跌真空
9FA單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組按設(shè)計(jì)，在所有運(yùn)行條件
下，汽機(jī)旁路系統(tǒng)將100%蒸汽從余熱鍋爐(HRSG)
直接輸人凝汽器。系統(tǒng)包括:高壓(HP)旁路系統(tǒng)、
中壓(IP)旁路系統(tǒng)、低壓(LP)旁路系統(tǒng)。它的
作用是在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)及甩負(fù)荷情況下起調(diào)節(jié)、
保護(hù)作用，具有縮短啟動(dòng)時(shí)間，甩負(fù)荷時(shí)旁通汽機(jī)
過量蒸汽，并回收工質(zhì)，節(jié)約能源及保護(hù)過熱器等
功能。
在開機(jī)過程中投旁路系統(tǒng)，機(jī)組的真空都會(huì)瞬
間略有下降，一般都在2%以內(nèi)。但在冷態(tài)開機(jī)過程
中，如果熱力系統(tǒng)管道內(nèi)的空氣排放不夠徹底，機(jī)
組啟動(dòng)投旁路過程中，往往會(huì)使汽機(jī)的凝結(jié)器真空
下降較多，特別是低壓旁路，有時(shí)甚至?xí)绊懙綑C(jī)
組的安全性，見圖1所示。
在圖1的58 min時(shí)刻，開始投低壓旁路操作，
真空急跌至一82.21 kPa，備用真空泵自動(dòng)啟動(dòng)。在
62 min時(shí)刻，手動(dòng)撤出低壓旁路，真空開始恢復(fù)。同
時(shí)，開出低壓過熱器向空排汽，排除管道中殘存的
空氣，大約1-2 min。在圖1的64 min時(shí)刻，重投低
壓旁路，系統(tǒng)正常。
因此，在以后的機(jī)組啟動(dòng)中，特別是冷態(tài)開機(jī)
過程中，要增加疏水、排空的時(shí)間;在投旁路過程
中要密切監(jiān)視凝結(jié)器的真空。在以后的數(shù)次冷態(tài)啟
動(dòng)時(shí)，均采用對(duì)低壓系統(tǒng)短時(shí)開向空排汽的方法來
排出空氣，基本上排除了在投低壓旁路過程中真空
大幅下降的現(xiàn)象，真空下降一般在2%以內(nèi)，備用真
空泵當(dāng)然也不會(huì)自啟動(dòng)了。
當(dāng)然，如能在DCS控制邏輯上改進(jìn)最好，因?yàn)?br/>現(xiàn)在DCS聯(lián)鎖保護(hù)項(xiàng)目規(guī)定:

低過蒸汽向空排汽電動(dòng)閥自動(dòng)開條件:(任一
條件滿足時(shí))
在溫態(tài)和熱態(tài)模式時(shí)，燃機(jī)暖機(jī)完成，且低壓
汽包壓力不高(小于0.035 MPa)延時(shí)5s，或冷態(tài)
模式時(shí)，低壓汽包壓力不高(小于0.035 MPa)且順
控指令。
低過蒸汽向空排汽電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)條件:低壓汽
包壓力高(0.035 MPa) o
如改DCS控制邏輯的話，只要在自動(dòng)關(guān)條件上
增加1一2 min的延時(shí)即可。但由于冷態(tài)啟動(dòng)的次數(shù)
畢竟不多，只要注意有此事，在投低壓旁路前，手
動(dòng)干預(yù)開一下向空排氣，DCS不改問題也不大。
2 汽機(jī)高壓旁路撤出時(shí)，高壓旁路壓力控制
閥關(guān)不嚴(yán)密，泄漏
9FA單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的高壓旁路系統(tǒng)允許蒸
汽從高壓聯(lián)合主汽閥(MSCV)前的高壓蒸汽管通過
高壓旁路壓力控制閥及其下游管道和擴(kuò)壓系統(tǒng)流人
凝汽器。在壓力調(diào)節(jié)閥(減壓區(qū)下游)，凝結(jié)水泵
提供的凝結(jié)水將蒸汽減溫。控制閥調(diào)整減溫水的流
量，以控制高壓旁路閥后的蒸汽溫度、焙值。
GE公司提供高壓旁路壓力控制閥、高壓旁路減
溫水流量控制閥及其電動(dòng)隔離閥，將它們安裝在高
壓旁路管道上。有關(guān)的系統(tǒng)如圖2

圖2 高壓旁路系統(tǒng)簡圖
高壓旁路系統(tǒng)的控制原理:
(1)機(jī)組啟動(dòng)
機(jī)組啟動(dòng)期間，調(diào)整燃機(jī)負(fù)荷以獲得一個(gè)可以
與汽機(jī)金屬溫度匹配的HRSG高壓蒸汽溫度。一旦
HRSG啟動(dòng)達(dá)到一個(gè)階段，產(chǎn)生足夠的高壓蒸汽把
高壓蒸汽壓力增加到控制器設(shè)定點(diǎn)，此時(shí)高壓旁路
壓力控制閥將打開以使蒸汽通過該閥到達(dá)凝汽器，
并將高壓蒸汽壓力保持在啟動(dòng)設(shè)定點(diǎn)。
當(dāng)高壓蒸汽溫度達(dá)到符合要求范圍內(nèi)，高壓旁
路壓力控制閥行程顯示有足夠的高壓蒸汽流量，則
高壓聯(lián)合主汽閥(MSCV)等變率打開使高壓蒸汽進(jìn)
人汽輪機(jī)高壓缸。隨著高壓聯(lián)合主汽閥的逐漸開啟，
高壓蒸汽從進(jìn)人高壓旁路管道轉(zhuǎn)為進(jìn)人汽輪機(jī)高壓
缸，此時(shí)，在控制高壓主蒸汽壓力的同時(shí)，高壓旁
路壓力控制閥逐漸關(guān)小。當(dāng)幾乎所有的高壓蒸汽都
進(jìn)人了汽輪機(jī)高壓缸，且高壓旁路壓力控制閥到達(dá)
其最小行程位置時(shí)，此時(shí)旁路控制閥等變率完全關(guān)
閉。與高壓旁路壓力控制閥等變率全關(guān)的同時(shí)，高
壓旁路壓力控制設(shè)定點(diǎn)，被設(shè)定為稍高于實(shí)際高壓
蒸汽壓力。
(2)正常運(yùn)行
高壓旁路壓力控制設(shè)定點(diǎn)是動(dòng)態(tài)的。機(jī)組正常
運(yùn)行期間，它被設(shè)定為一個(gè)稍高于當(dāng)時(shí)高壓蒸汽壓
力的設(shè)定值。因此，正常運(yùn)行期間，高壓旁路控制
閥保持在關(guān)閉狀態(tài)。
(3)正常停機(jī)時(shí)的高壓旁路蒸汽系統(tǒng)
當(dāng)停機(jī)程序開始后，高壓旁路壓力控制器設(shè)定
點(diǎn)立即被設(shè)定為當(dāng)時(shí)的高壓蒸汽管道進(jìn)口壓力，此
時(shí)汽機(jī)進(jìn)口壓力控制器停止控制。由高壓旁路控制
器維持高壓蒸汽壓力，汽機(jī)高壓聯(lián)合主汽閥
(MSCV)逐漸關(guān)閉，所有高壓蒸汽通過高壓旁路系
統(tǒng)通人凝汽器。在停機(jī)的最后階段，燃機(jī)停止工作
時(shí)，應(yīng)將高壓旁路控制器動(dòng)態(tài)設(shè)定點(diǎn)設(shè)定為跟隨高
壓蒸汽壓力，因?yàn)樵跈C(jī)組靜止時(shí)高壓蒸汽壓力逐漸