汽輪機切缸實踐秘笈

某汽輪機集團生產的第一批150MW、330MW汽輪機無論在機組性能還是金屬材質方面都有不少的問題， 加之， 機組運行年限較長， 閥門內漏較多， 嚴密性較差， 增加了機組進冷水冷汽的幾率， 在抗干擾性方面較差， 容易造成汽輪機大軸彎曲事故。 在實際生產中， 曾出現個別機組主汽門、調門嚴密性試驗均不合格， 但機組還需暫時啟動並網運行一段時間的情況， 此種情況， 機組啟動面臨一個很矛盾的問題：在中壓缸啟動後， 鍋爐點火升壓後， 由於主汽門、調門嚴密性試驗均不合格， 在旁路系統投入後， 非常容易發生汽輪機進入低溫的水汽，

造成缸溫下降， 因此， 從這方面考慮的話， 應該儘量降低汽輪機缸溫， 來降低汽缸進冷水冷汽帶來的不利影響；但是， 機組中壓缸啟動除了檢查機組運行狀況是否良好外， 有一個重要的目的就是儘量提高缸溫， 增大汽缸的膨脹量， 進而達到快速啟動， 節省燃油的目的。

經過慎重考慮， 我們選擇了中壓缸啟動後進行切汽源、切缸操作（進行過六次類似非常規啟動）。 下面將切汽源、汽缸的步驟、危險點、及在實際操作中出現的一些問題與大家分享一下。

一、切缸步驟

首先， 中壓缸啟動定速3000r/min， 暖機結束後， 鍋爐點火， 通過一級旁路與過熱器對空排汽門， 將主汽溫度提至預計沖轉溫度（與高壓缸調節級缸溫匹配）。

其次， 進行汽源切換工作， 即：將一級旁路開啟， 同時解列臨機冷再汽源， 完成汽輪機汽源切換操作。

再次， 進行調門運行方式調整， 即將高壓調門由“維修開關”投入狀態逐一釋放為自動狀態。

最後， 開啟高排逆止門， 全面檢查系統正常後， 準備並網帶負荷。

二、操作中的危險點及預控措施

在經過多次實踐後， 對整個操作過程存在的危險點和防範措施總結如下：

1、再熱汽溫過熱度不滿足要求。 中壓缸啟動定速3000r/min後， 由於暖機時間較長， 缸溫一般可以達到270℃左右， 此時， 中壓導管溫度基本穩定在280℃左右， 蒸汽過熱度滿足80-100℃， 但在鍋爐啟動風機後， 由於爐膛通風量增大， 再熱器對流換熱增強， 散熱損失增大， 直接導致再熱器出口蒸汽溫度大幅下降，

蒸汽過熱度迅速下降， 甚至蒸汽過熱度低於80℃， 給汽輪機安全運行造成巨大威脅。 針對此種情況， 要求鍋爐增加風量時， 必須緩慢操作， 在滿足燃燒需求的前提下， 儘量減少爐膛通風量， 減少散熱損失， 降低對再熱蒸汽的影響， 同時汽機監盤人員加強對汽輪機軸承、瓦振、中主門前蒸汽溫度的監視， 及時調整二級旁路調節閥開度， 適當降低中主前壓力， 維持再熱蒸汽有足夠過熱度， 但當過熱度低於80℃時， 必須無條件進行汽輪機打閘， 防止出現大軸彎曲事故。

2、汽源切換時， 再熱器壓力突變， 造成中壓調門全開， 機組超速。 汽輪機在3000r/min下進行切換汽源， 高壓調門全部處於“維修開關”投入位置， 緊靠中壓調門調整汽輪機轉速，

若操作不當， 造成再熱器壓力下降過多， 將會造成中壓調門突然全開， 若此時操作人員再慌亂中盲目提高再熱器壓力， 此時必將造成汽輪機超速事故；若再熱器壓力一直維持過高， 將造成中壓調門迅速關小， 甚至接近全關， 此時將造成中導溫度的迅速下降， 進而影響到缸溫， 因此， 必須要保持就地操作人員與監盤人員的完美配合， 維持再熱器壓力穩定， 方能保證汽源切換的成功進行。

3、高壓調門由“維修開關”投入狀態逐一釋放時， 蒸汽帶水， 造成調節級溫度大幅突降。 由於主蒸汽管道疏水並非安裝在緊靠高壓主汽門前的位置， 兩者之間有一定的距離， 加上高壓主汽門與高壓調門之間可能存在積水（尤其進行過熱器水壓試驗後更容易積水），

高壓導管溫度較低等因素影響， 一旦將某一個高壓調門解除“維修開關”後， 高壓調門會自動開至8%-10%之間， 中壓調門自動回關， 機組維持轉速3000r/min， 由於高壓調門的突然開啟， 將會使上述管道中積存的水或溫度低的蒸汽， 或者蒸汽經高壓導管冷卻後， 大量進入高壓缸調節級， 造成調節級溫度大幅下降， 有時甚至造成軸振波動範圍增大。 因此， 為防止出現類似異常情況， 通常採取兩方面措施：首先， 保證主汽疏水全開， 儘量提高主汽過熱度， 同時， 保證高壓閥殼、高壓導管疏水門全部開啟、保證調節級疏水門全部開啟， 溫度測點準確無誤；其次， 在即將釋放某一個高壓調門之前， 可以手動開啟該高壓調門2%左右的開度， 待對應的高導溫度上升至穩定數值後，再將該高壓調門解除“維修開關”位置，待調節級溫度穩定後，再使用類似方法將其餘三個高壓調門逐一釋放即可。

三、操作過程中出現過的異常匯總

實際操作中，也出現過一些小的異常，現將部分異常展示出來，以防後續再出現類似問題:

1、切換機組汽源時再熱器壓力控制不當，造成中壓調門全開。

如圖一示：機組定速3000r/min切換冷再汽源時，就地人員與監盤人員配合不默契造成再熱器壓力由0.8Mpa降至0.19Mpa，造成中壓調門開啟至100%，轉速有小幅下降至2985r/min。

圖一

2、切缸過程中操作速度過快，造成轉速小幅上升。

如圖二示：將#1高壓調門解除“維修開關”位置後，該高壓調門自動開至10%，開度偏大，造成機組轉速有小幅上升至3050r/min。

圖二

四、總結

切缸作為一種機組啟動手段有其優點：節省啟動時間、能達到經濟安全啟動目的，但也有致命的缺點：就是對操作人員的要求很高，一旦操作失誤或者配合不當，很容易造成汽輪機超速或者汽缸進冷水冷汽，造成大軸彎曲或者動靜摩擦事故，所以在機組狀況允許的情況下，儘量不要採用該方法，應以安全啟動為主。所以，對該型號機組，更應加強設備治理，尤其是閥門內漏方面的治理，必須不遺餘力的進行徹底治理。

待對應的高導溫度上升至穩定數值後，再將該高壓調門解除“維修開關”位置，待調節級溫度穩定後，再使用類似方法將其餘三個高壓調門逐一釋放即可。

三、操作過程中出現過的異常匯總

實際操作中，也出現過一些小的異常，現將部分異常展示出來，以防後續再出現類似問題:

1、切換機組汽源時再熱器壓力控制不當，造成中壓調門全開。

如圖一示：機組定速3000r/min切換冷再汽源時，就地人員與監盤人員配合不默契造成再熱器壓力由0.8Mpa降至0.19Mpa，造成中壓調門開啟至100%，轉速有小幅下降至2985r/min。

圖一

2、切缸過程中操作速度過快，造成轉速小幅上升。

如圖二示：將#1高壓調門解除“維修開關”位置後，該高壓調門自動開至10%，開度偏大，造成機組轉速有小幅上升至3050r/min。

圖二

四、總結

切缸作為一種機組啟動手段有其優點：節省啟動時間、能達到經濟安全啟動目的，但也有致命的缺點：就是對操作人員的要求很高，一旦操作失誤或者配合不當，很容易造成汽輪機超速或者汽缸進冷水冷汽，造成大軸彎曲或者動靜摩擦事故，所以在機組狀況允許的情況下，儘量不要採用該方法，應以安全啟動為主。所以，對該型號機組，更應加強設備治理，尤其是閥門內漏方面的治理，必須不遺餘力的進行徹底治理。