(1) X準則
一方面, 為了提高機組的經濟性, 應盡可能快的啟動;另一方面, 蒸汽參數及汽輪機熱應力必須保持在規定值內, 以延長汽輪機使用壽命。 運行狀態改變時, 進入汽輪機的蒸汽參數及傳熱量也會相應改變。 為了限制汽輪機的熱應力, 汽輪機應力評估TSE使用可調整的溫度準則——X準則判斷機組是否能夠接受運行方式的改變, 並將判斷後的結果作為允許條件送到汽輪機啟動順控子組SGC, 以決定汽輪機是否能夠進行相應的操作。 其中, X1準則和X2準則用於判斷是否允許打開主汽門對主調門進行暖閥;X4、X5和X6準則用於判斷是否允許打開主調門並沖轉至360r/mim進行低速暖機;X7A和X7B準則用於判斷在360 r/mim時汽輪機暖機程度是否合適、是否允許繼續升速至3000r/mim;X8準則用於判斷在3000r/mim時汽輪機暖機程度是否合適、是否允許汽輪機並網。
a) X1準則
X1準則是在冷態啟動時使主蒸汽溫度高於汽輪機閥體溫度, 避免汽輪機閥體被主蒸汽冷卻。 即在打開汽輪機主汽門對主調門暖閥時, 主蒸汽溫度要比主調門閥體溫度高一定值。 而在極熱態啟動時,允許主蒸汽溫度低於主調門閥體溫度。
X1準則為:θMS>θmCV + X1
式中, θMS為鍋爐側過熱器出口的主蒸汽溫度,由A、B側主蒸汽管道蒸汽溫度4 個測點小選得出;θmCV為汽輪機主調門閥體50%深度(中心點)溫度, 由主調門A、主調門B閥體溫度大選得出;X1為允許的最低溫差。
圖1 X1準則
θmCV=0, θMS>100;
θmCV=550, θMS>530;
θmCV=600, θMS>530;
b) X2準則
X2準則是為確保主蒸汽的飽和溫度低於汽輪機主調門閥體溫度一定值, 避免主汽門打開後,主調門溫升過快。 冷態啟動時, 如果汽輪機主調門閥體的溫度低於主蒸汽的飽和溫度, 打開主汽門後, 主蒸汽與主調門接觸,
X2 準則為:θSatSt<θmCV + X2
式中, θSatSt為主蒸汽的飽和溫度, 通過汽輪機前主蒸汽壓力計算得到。 汽輪機前主蒸汽壓力由A、B側主蒸汽管道蒸汽壓力4個測點大選得出;X2為允許的最高溫差, 是θmCV對應的允許上限溫差Δθu perm mCV的1.3倍, 即:X2=1.3×Δθu perm mCV。
圖2 X2準則
c) X4準則
X4準則是為汽輪機沖轉, 防止時濕蒸汽進入汽輪機。 蒸汽對金屬的放熱係數與蒸汽的狀態有很大的關係, 濕蒸汽的放熱係數較大, 微過熱蒸汽的放熱係數較小。 汽輪機冷態啟動時, 為了避免在金屬部件內產生過大的溫差, 要採用微過熱蒸汽衝動轉子。 所以要使主蒸汽溫度高於其飽和溫度一定值。
X4準則為:θMS>θSatSt + X4
式中, θMS為汽輪機主汽門前主蒸汽溫度, 由A、B側主蒸汽管道主汽門前主蒸汽溫度小選得出;X4為允許的最低溫差。
圖3 X4準則
θSatSt=100, θMS>120;
θSatSt=380, θMS>430;
d) X5準則
X5準則是為確保主蒸汽溫度高於高壓缸缸體50%深度(中心點)溫度和高壓轉子50%深度(中心點)溫度一定值。 即主調門開啟沖轉汽輪機時, 避免汽輪機高壓缸缸體和轉子被冷卻。 而在極熱態啟動時, 允許主蒸汽溫度低於高壓缸缸體和高壓轉子溫度。
X5準則為:θMS>θmHPC/HPS + X5
式中,θmHPC/HPS為由高壓缸缸體50%深度溫度和高壓轉子50%深度溫度大選得出,轉子的50%深度溫度是計算得出;X5為允許的最低溫差。
圖4 X5準則
θmHPC/HPS=0,θMS>100;
θmHPC/HPS=540,θMS>530;
θmHPC/HPS=650,θMS>530;
e) X6準則
X6準則是為確保再熱蒸汽溫度高於中壓轉子50%深度(中心點)溫度一定值,即再熱主調門開啟沖轉汽輪機時,避免汽輪機中壓轉子被冷卻。而在極熱態啟動時,允許再熱蒸汽溫度低於中壓轉子溫度。
X6準則為:θRS>θmIPS + X6
式中,θRS為中壓主汽門前再熱蒸汽溫度,由A、B側再熱蒸汽管道中壓主汽門前再熱蒸汽溫度小選得出;θmIPS為中壓轉子50%深度溫度,該溫度值為計算得出;X6為允許的最小溫差。
圖5 X6準則
θmIPS=0,θRS>50;
θmIPS=560,θMS>560;
θmIPS=650,θMS>560;
f) X7A準則
X7A準則是為確保在360r/mim低速暖機時,使主蒸汽充分加熱汽輪機高壓轉子。汽輪機啟動是蒸汽對汽輪機各部件的加熱過程,為確保轉子的熱應力不超過允許值,必須使轉子的內外溫差小,所以必須對其進行暖機。高壓轉子暖機是否合適,由X7A 準則判斷。
X7A準則為:θMS<θmHPS + X7A
式中,θmHPS為高壓轉子50%深度溫度;X7A為允許的最高溫差,是θmHPS對應的允許上限溫差Δθu perm mHPS的1.4倍,即:X7A =1.4×Δθu perm mHPS。
當高壓轉子溫度低於220℃,取平均轉子溫度θmHPS函數的θMS(右圖)和平均轉子溫度θaxHPS函數的θMS(左圖)間的最小值,作為允許的主蒸汽溫度θMS。
圖6 X7A準則
θmHPS=0,θMS<117;
θmHPS=650,θMS<658;
g) X7B準則
X7B準則是為確保在360r/mim低速暖機時,使主蒸汽充分加熱汽輪機高壓缸缸體。高壓缸缸體的暖機程度是否合適,由X7B準則判斷。
圖7 X7B準則
θmHPC=0,θMS<117;
θmHPC=650,θMS<658;
X7B準則為:θMS<θmHPC + X7B
式中,θmHPC為高壓缸缸體50%深度溫度;X7B為允許的最高溫差,是θmHPC對應的允許上限溫差Δθu perm mHPC的2.2倍,即:X7B =2.2×Δθu perm mHPC。
h) X8準則
X8準則是為確保在機組並網之前使汽輪機中壓轉子充分暖機。中壓轉子暖機是否合適,由X8 準則判斷。
X8準則為:θRS<θmIPS + X8
式中,θmIPS為中壓轉子50%深度溫度;X8為允許的最大溫差,是θmIPS 對應的允許上限溫差Δθu perm mIPS的2.3倍, 即:X8=2.3×Δθu perm mIPS。
當中壓轉子溫度低於100℃,取平均轉子溫度θmIPS函數的θRS(右圖)和平均轉子溫度θaxIPS函數的θRS(左圖)間的最小值,作為允許的再熱蒸汽溫度θRS。
圖8 X8準則
(2) Z準則
a) Z1準則
b) Z2準則
c) Z3準則
主蒸汽過熱度>30K。
d) Z4準則
再熱蒸汽過熱度>30K。
X5準則為:θMS>θmHPC/HPS + X5
式中,θmHPC/HPS為由高壓缸缸體50%深度溫度和高壓轉子50%深度溫度大選得出,轉子的50%深度溫度是計算得出;X5為允許的最低溫差。
圖4 X5準則
θmHPC/HPS=0,θMS>100;
θmHPC/HPS=540,θMS>530;
θmHPC/HPS=650,θMS>530;
e) X6準則
X6準則是為確保再熱蒸汽溫度高於中壓轉子50%深度(中心點)溫度一定值,即再熱主調門開啟沖轉汽輪機時,避免汽輪機中壓轉子被冷卻。而在極熱態啟動時,允許再熱蒸汽溫度低於中壓轉子溫度。
X6準則為:θRS>θmIPS + X6
式中,θRS為中壓主汽門前再熱蒸汽溫度,由A、B側再熱蒸汽管道中壓主汽門前再熱蒸汽溫度小選得出;θmIPS為中壓轉子50%深度溫度,該溫度值為計算得出;X6為允許的最小溫差。
圖5 X6準則
θmIPS=0,θRS>50;
θmIPS=560,θMS>560;
θmIPS=650,θMS>560;
f) X7A準則
X7A準則是為確保在360r/mim低速暖機時,使主蒸汽充分加熱汽輪機高壓轉子。汽輪機啟動是蒸汽對汽輪機各部件的加熱過程,為確保轉子的熱應力不超過允許值,必須使轉子的內外溫差小,所以必須對其進行暖機。高壓轉子暖機是否合適,由X7A 準則判斷。
X7A準則為:θMS<θmHPS + X7A
式中,θmHPS為高壓轉子50%深度溫度;X7A為允許的最高溫差,是θmHPS對應的允許上限溫差Δθu perm mHPS的1.4倍,即:X7A =1.4×Δθu perm mHPS。
當高壓轉子溫度低於220℃,取平均轉子溫度θmHPS函數的θMS(右圖)和平均轉子溫度θaxHPS函數的θMS(左圖)間的最小值,作為允許的主蒸汽溫度θMS。
圖6 X7A準則
θmHPS=0,θMS<117;
θmHPS=650,θMS<658;
g) X7B準則
X7B準則是為確保在360r/mim低速暖機時,使主蒸汽充分加熱汽輪機高壓缸缸體。高壓缸缸體的暖機程度是否合適,由X7B準則判斷。
圖7 X7B準則
θmHPC=0,θMS<117;
θmHPC=650,θMS<658;
X7B準則為:θMS<θmHPC + X7B
式中,θmHPC為高壓缸缸體50%深度溫度;X7B為允許的最高溫差,是θmHPC對應的允許上限溫差Δθu perm mHPC的2.2倍,即:X7B =2.2×Δθu perm mHPC。
h) X8準則
X8準則是為確保在機組並網之前使汽輪機中壓轉子充分暖機。中壓轉子暖機是否合適,由X8 準則判斷。
X8準則為:θRS<θmIPS + X8
式中,θmIPS為中壓轉子50%深度溫度;X8為允許的最大溫差,是θmIPS 對應的允許上限溫差Δθu perm mIPS的2.3倍, 即:X8=2.3×Δθu perm mIPS。
當中壓轉子溫度低於100℃,取平均轉子溫度θmIPS函數的θRS(右圖)和平均轉子溫度θaxIPS函數的θRS(左圖)間的最小值,作為允許的再熱蒸汽溫度θRS。
圖8 X8準則
(2) Z準則
a) Z1準則
b) Z2準則
c) Z3準則
主蒸汽過熱度>30K。
d) Z4準則
再熱蒸汽過熱度>30K。