一种H159型汽轮机加速暖机的优化方法与流程

一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法
技术领域
1.本发明涉及一种加速暖机的方法，具体的为一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法。


背景技术：

2.现阶段火力发电厂担任着电网调峰的重要作用，同时机组频繁启停也日益常态化。机组冷态启动过程中，汽轮机进行暖机目的是使汽轮机各部位金属得到充分的预热，是保障汽轮机能安全冲至额定转速重要操作步骤。
3.h159型汽轮机是上海汽轮机厂制造的c350-24.2/0.4/566/566型350mw超临界中间再热抽汽凝汽式、单轴、一次中间再热、两缸两排汽、凝汽式（可抽汽）汽轮机。
4.汽轮机组在冷态启动过程中，汽轮机进行暖机目的是使汽轮机各部位金属得到充分的预热，是保障汽轮机能安全冲至额定转速重要操作步骤，但是h159汽轮机暖机时间占锅炉点火后至并网总时长的一半，这使得h159汽轮机组启动阶段大量消耗燃煤和燃油。该汽轮机组投运初期，汽轮机冲转时间约13h，明显比其他机型用时偏长。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，在汽轮机冲转过程中，通过启动过程中对各环节的优化，来提升开机效率。
6.本发明一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，包括加速暖机步骤；加速暖机步骤如下：步骤s1：降低初参数，提高再热汽温，增加蒸汽进汽量；初参数包括主汽压、再热汽压、再热汽温；步骤s2：提高终参数，增加蒸汽进气量；步骤s3：逐步开启汽轮机的高压抽汽和低压抽汽，并将高低加疏水通过事故疏水直接排到汽轮机的凝汽器，以增加暖机时的蒸汽量；步骤s4：将x7d准则中，汽轮机的中压缸温度的限制条件由温度＞261℃降低至温度＞231℃。
7.本发明的进一步改进在于，步骤s1中，将主汽压由8.4mpa降至2.8-4mpa，再热汽压由0.828mpa降低至0.4mpa，再热汽温提高至400-420℃，当汽轮机转速至600rpm后，再热汽温度进一步提升至430℃。
8.本发明的进一步改进在于，步骤s2中，当汽轮机600rpm开始后，将汽轮机的主机的真空压力由-93kpa降低至-82kpa左右，增加蒸汽进汽量；汽轮机的循环水泵频率由40hz降低至35hz，减少汽轮机的凝汽器冷却水量。
9.本发明的进一步改进在于，还包括加速暖阀步骤；在加速暖机步骤之前，先进行加速暖阀步骤。
10.本发明的进一步改进在于，加速暖阀的步骤如下：
步骤s01：调整再热蒸汽压力以及中压主汽门温度，以此来使汽轮机快速通过x6准则；步骤s02：当x6准则通过后，再热蒸汽压力恢复至冲转参数。
11.本发明的进一步改进在于，步骤s01中，在投入汽轮机主顺控sgc后，快速将再热蒸汽压力提升至0.9mpa，通过高压驱动蒸汽流动的方式将中压主汽门前蒸汽温度由400℃提高至430℃，以便快速通过x6准则。
12.本发明的进一步改进在于，步骤s02中，冲转参数为0.4mpa。
13.本发明的进一步改进在于，步骤s3中，汽轮机的高压抽汽和低压抽汽是通过汽轮机的第五抽汽接口完成的，第五抽汽接口的开启度为8%-12%。
14.本发明的有益效果：本发明的优化方法应用在h159型汽轮机暖机过程中，能大幅度减少暖机时间，从投汽轮机主顺控sgc开始至汽轮机冲至3000rpm，由之前的13 h缩短到8 h左右，节省开机时间5 h。高压缸、中压缸上下温差能控制在
±
20℃以内，安全性大大提高。
具体实施方式
15.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
16.本发明的目的是提供一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，应用在h159型汽轮机上，可减少汽轮机的暖机时间。
17.汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备。
18.上海汽轮机厂制造的c350-24.2/0.4/566/566型350mw超临界中间再热抽汽凝汽式、单轴、一次中间再热、两缸两排汽、凝汽式（可抽汽）汽轮机，该型汽轮机在上海汽轮机厂内部的编号为h159型。采用高中压合缸，低压缸双流的布置方式。高中压部分采用整体内、外缸，通流反流布置。低压部分为分流结构，向下排汽。
19.新型h159汽轮机采用领先的aibt整体设计平台进行设计，通流效率显著提高。高、中压部分采用整体内缸设计，结构简单、整洁，并且从根本上杜绝了由于持环及内缸密封面不严所致的漏汽现象。低压部分采用斜撑内缸结构，增强汽缸的密封效果，减少缸体内漏。汽轮机的tha工况保证热耗为7723.2kj/(kw
•
h)，背压5.2kpa，其相比上一代159型降低热耗60kj/(kw
•
h)。
20.h159型汽轮机采用了全新的滑销系统，高、中压汽缸死点设于前轴承座，转子死点设于前轴承座内的高、中压径向推力联合轴承处。低压内缸通过轴承座直接支撑在基础上，高、中压外缸热膨胀通过推拉杆(位于中轴承座)直接传递到低压内缸上。低压外缸座落在凝汽器上，低压外缸与凝汽器焊接成刚性连接。而凝汽器支撑在基础上，也可沿轴向往发电机方向膨胀。综上所述，汽轮机静子的绝对死点和转子的相对死点均位于前轴承座，转子和静子部件均由径向推力联合轴承向发电机端膨胀。得益于新型的滑销系统，该汽轮机在实
际的启停过程中几乎不用考虑胀差引起的动静摩擦问题。
21.h159型汽轮机结构上吸收并应用了许多上汽超临界汽轮机技术，其运行控制上也采用了上汽超临界机组的数字式电液调节系统(deh)控制。该deh控制系统的优越性主要体现在将汽轮机的热应力计算应用于汽轮机启停的整个控制过程当中，实现了汽轮机自启动功能。h159型汽轮机通过汽机热应力评估器(tse)对汽轮机的转子、进汽阀门的阀体和汽缸缸体等厚重部件的温差进行监视，来控制汽轮机的启停和变负荷。蒸汽温度与金属温度的不匹配会导致金属部件产生过大的热应力，进而影响部件的使用寿命，采用汽轮机tse可以避免这种情况的发生。该汽轮机deh自动化程度较高，通过执行汽轮机主顺控sgc来自动完成汽轮机的整个启动过程。汽轮机冲转、升速到600rpm、低速暖机、升速到3000rpm、高速暖机、并网带负荷。x准则是控制主汽温、主汽压、再热汽温与主汽门、调门、高压外缸中间层温度或高、中压转子平均温度间的允许温差，在以上各个阶段，主顺控会通过x准则的判断来确定热应力是否符合要求，以决定是否可以进行下一步，或继续在本步等待。这些判断由程序自动实现，不需运行人员干预。否则，反而会导致应力超限。
22.汽轮机包括主汽门、调节阀、汽轮机、凝汽器、抽汽器、循环水泵、水泵凝结、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、供油系统、调节装置和保护装置。
23.具体的实施例1：本发明的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，包括加速暖机步骤。
24.加速暖机步骤如下：步骤s1：降低初参数，提高再热汽温，增加蒸汽进汽量；初参数包括主汽压、再热汽压、再热汽温；具体的说：主汽压由8.4mpa降至2.8-4mpa，再热汽压由0.828mpa降低至0.4mpa，再热汽温提高至400℃-420℃，当汽轮机转速至600rpm后，再热汽温度进一步提升至430℃。
25.步骤s2：提高终参数，增加蒸汽进气量；具体的说：当汽轮机600rpm开始后，将汽轮机的主机的真空压力由-93kpa降低至-82kpa左右，增加蒸汽进汽量；汽轮机仅保持一台水环真空泵运行，其余两台水环真空泵停运，开启部分真空系统对大气阀门，进一步降低真空。
26.汽轮机的循环水泵频率由40hz降低至35hz，减少汽轮机的凝汽器冷却水量3000t。夏季真空降低后，凝结水温度会上升，化学精处理有跳闸可能，此时应全开凝结水再循环调门，将部分凝结水喷淋在凝汽器的钢管上进行再次冷却，以达到降温效果。
27.步骤s3：逐步开启汽轮机的高压抽汽和低压抽汽，并将高低加疏水通过事故疏水直接排到汽轮机的凝汽器，以增加暖机时的蒸汽量。
28.当汽轮机达到600rpm暖机时，逐步开启高压抽汽和低压抽汽（四抽至除氧器除外），高低加的疏水通过事故疏水直接排到凝汽器，以增加暖机蒸汽量。第五段抽汽接口处位于高压缸、中压缸内外夹层处，汽源来自中压缸排汽。抽汽应少量开启，具体为8%-12%的开启度。若开启过大会导致高压缸、中压缸上下温差负向增大，威胁机组安全。
29.步骤s4：将x7d准则中，汽轮机的中压缸温度的限制条件由温度＞261℃降低至温度＞231℃。
30.脆性转变温度是金属材料随着温度下降而发生塑性明显下降、脆性明显上升的特性，脆性转变温度是指用冲击试验方法测定出转变温度。在脆性转变温度区域以上，金属材
料处于韧性状态，断裂形式主要为韧性断裂；在脆性转变温度区域以下，材料处于脆性状态，断裂形式主要为脆性断裂，脆性转变温度越低，说明钢材的抵抗冷脆性能越高。因此，在汽轮机的暖机过程中，会根据高压转子、中压转子脆性转变温度（fatt）而对中压缸温度有一定的限制。而h159型汽轮机的高压转子、中压转子的脆性转变温度高于常规的机型。因此，将x7d准则中，汽轮机的中压缸温度＞261℃的限制条件降低至231℃，减少低速暖机时长。
实施例2
31.本实施例与实施例1在加速暖机步骤下的过程相同；不同的是，本实施例进一步改进在于，在进行加速暖机步骤之前还有一加速暖阀步骤。
32.加速暖阀的步骤如下：步骤s01：调整再热蒸汽压力以及中压主汽门温度，以此来使汽轮机快速通过x6准则；在投入汽轮机主顺控sgc后，快速将再热蒸汽压力提升至0.9mpa，通过高压驱动蒸汽流动的方式将中压主汽门前的蒸汽温度由400℃提高至430℃，以便快速通过x6准则。本步骤实施后，x6准则通过时间由5h降低至2.5h。
33.步骤s02：当x6准则通过后，再热蒸汽压力恢复至冲转参数。冲转参数为0.4mpa。
34.本发明的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，在不增设任何设备的前提下，能加速暖机的过程，从汽轮机的主顺控sgc开始到冲至3000rpm,由之前的13h缩短到8h左右，节省时间5h。高压缸、中压缸的上下温差能控制在
±
20℃以内，安全性大大提高。
35.本发明的优化方法在机组全面实施后，可节省机组启动时间5h，单次机组启动可节省费用39.3万元，三大污染物中可减少二氧化硫排放量7.15kg、减少氮氧化物排放量629.5kg、减少粉尘排放量3.55kg，具有可观的经济和环境效益。
36.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，包括加速暖机步骤；加速暖机步骤如下：步骤s1：降低初参数，提高再热汽温，增加蒸汽进汽量；初参数包括主汽压、再热汽压、再热汽温；步骤s2：提高终参数，增加蒸汽进气量；步骤s3：逐步开启汽轮机的高压抽汽和低压抽汽，并将高低加疏水通过事故疏水直接排到汽轮机的凝汽器，以增加暖机时的蒸汽量；步骤s4：将x7d准则中，汽轮机的中压缸温度的限制条件由温度＞261℃降低至温度＞231℃。2.根据权利要求1所述的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，步骤s1中，将主汽压由8.4mpa降至2.8-4mpa，再热汽压由0.828mpa降低至0.4mpa，再热汽温提高至400-420℃，当汽轮机转速至600rpm后，再热汽温度进一步提升至430℃。3.根据权利要求2所述的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，步骤s2中，当汽轮机600rpm开始后，将汽轮机的主机的真空压力由-93kpa降低至-82kpa左右，增加蒸汽进汽量；汽轮机的循环水泵频率由40hz降低至35hz，减少汽轮机的凝汽器冷却水量。4.根据权利要求1所述的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，还包括加速暖阀步骤；在加速暖机步骤之前，先进行加速暖阀步骤。5.根据权利要求4所述的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，加速暖阀的步骤如下：步骤s01：调整再热蒸汽压力以及中压主汽门温度，以此来使汽轮机快速通过x6准则；步骤s02：当x6准则通过后，再热蒸汽压力恢复至冲转参数。6.根据权利要求5所述的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，步骤s01中，在投入汽轮机主顺控sgc后，快速将再热蒸汽压力提升至0.9mpa，通过高压驱动蒸汽流动的方式将中压主汽门前蒸汽温度由400℃提高至430℃，以便快速通过x6准则。7.根据权利要求5所述的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，步骤s02中，冲转参数为0.4mpa。8.根据权利要求1-5任一项所述的一种h159型汽轮机加速暖机的优化方法，其特征在于，步骤s3中，汽轮机的高压抽汽和低压抽汽是通过汽轮机的第五抽汽接口完成的，第五抽汽接口的开启度为8%-12%。

技术总结
本发明一种H159型汽轮机加速暖机的优化方法，包括加速暖机步骤；加速暖机步骤如下：步骤S1：降低初参数，提高再热汽温，增加蒸汽进汽量；初参数包括主汽压、再热汽压、再热汽温；步骤S2：提高终参数，增加蒸汽进气量；步骤S3：逐步开启汽轮机的高压抽汽和低压抽汽，并将高低加疏水通过事故疏水直接排到汽轮机的凝汽器，以增加暖机时的蒸汽量；步骤S4：将X7D准则中，汽轮机的中压缸温度的限制条件由温度＞261℃降低至温度＞231℃。本发明的优化方法，能大大的缩减开机时间，提高安全性的同时还能节省费用，减少污染物的排放，具备良好的经济效益。具备良好的经济效益。


技术研发人员：杨增岐 公立新 董洪涛 杜树磊 杜明明 张杨科 孟凡龙
受保护的技术使用者：建投遵化热电有限责任公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/7/6