【正文】 2022/2/15 1 燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)運(yùn)行與維護(hù) 華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 2022/2/15 2 燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的啟動(dòng)和停運(yùn) ? 燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng) ? 燃?xì)廨啓C(jī)的停運(yùn) ? 余熱鍋爐一汽輪機(jī)的啟動(dòng) ? 余熱鍋爐一汽輪機(jī)的停運(yùn) ? 母管制余熱鍋爐的并汽 ? 無煙氣旁路的聯(lián)合循環(huán)啟停特點(diǎn) 2022/2/15 3 燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng) ? 燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)是指機(jī)組從 靜止零轉(zhuǎn)速狀態(tài)加速達(dá)到全速空載 、 并網(wǎng) 、 并帶至滿負(fù)荷的過程 。 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)方式一般可分為 正常啟動(dòng) 和 快速啟動(dòng) ；帶負(fù)荷又分 自動(dòng) 和 手動(dòng) 方式 。 ? 燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)過程可以 自動(dòng)按程序控制進(jìn)行 ，亦可以 分段進(jìn)行 。 在調(diào)試過程中可以分段進(jìn)行機(jī)組啟動(dòng) ， 而通常采用自動(dòng)程序控制啟動(dòng) 。 2022/2/15 4 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 ? 機(jī)組啟動(dòng)步驟 ： 1） 啟動(dòng)前的檢查 、 準(zhǔn)備階段 ? 啟動(dòng)前的準(zhǔn)備是一項(xiàng)內(nèi)容繁多而又細(xì)致的工作 。 ? 啟動(dòng)前 ， 必須對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)全面地檢查；確認(rèn)設(shè)備具備啟動(dòng)條件和確定應(yīng)該采取的措施 ，并進(jìn)一步掌握設(shè)備現(xiàn)狀和特性 。 ? 當(dāng)一切設(shè)備均處于預(yù)啟狀態(tài)時(shí) ， 方可開始啟動(dòng)操作 。 2022/2/15 5 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 2）啟動(dòng)盤車 主機(jī)轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)，需要盤車裝置有比較大的扭矩才能克服轉(zhuǎn)子的慣性和靜摩擦把轉(zhuǎn)子緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 檢查機(jī)組動(dòng)靜部分有無摩擦和異聲。通常規(guī)定燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)前盤車系統(tǒng)必須至少連續(xù)運(yùn)行 1h。 2022/2/15 6 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 3）冷拖、清吹 ? 盤車運(yùn)行后 ， 啟動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)子升速 。 ? 清吹的目的是在機(jī)組點(diǎn)火之前 ， 在一定的轉(zhuǎn)速 （ 約 20％ — 25％ n0） 下 ， 利用壓氣機(jī)出口空氣對機(jī)組舉行一定時(shí)間的吹掃 ， 吹掉可能漏進(jìn)機(jī)組熱通道中的燃料氣或因積油產(chǎn)生的油霧 。 2022/2/15 7 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 ? 清吹的時(shí)間要根據(jù)排氣道的容積來選擇 ， 至少能將整個(gè)排氣道體積三倍的空氣吹除掉 ， 這樣可避免爆燃 。 如果余熱鍋爐無旁通煙囪 ， 則每次點(diǎn)火前都應(yīng)進(jìn)行清吹 ， 而且清吹時(shí)間要相對延長 。 ? 冷拖還用于機(jī)組假啟動(dòng)或啟動(dòng)失敗時(shí) ， 以及運(yùn)行停機(jī)及熄火以后 。 在這些情況下冷拖的目的是吹掉燃燒室內(nèi)的積油或冷卻機(jī)組 。 2022/2/15 8 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 4） 點(diǎn)火 、 暖機(jī) ? 清吹結(jié)束后 ， 機(jī)組轉(zhuǎn)速 降至點(diǎn)火轉(zhuǎn)速 ， 可進(jìn)行點(diǎn)火 。 點(diǎn)火轉(zhuǎn)速 ni一般為機(jī)組額定轉(zhuǎn)速的 15％ — 20％ 。 ? 為了保證點(diǎn)火成功 ， 點(diǎn)火時(shí)給出的燃料行程基準(zhǔn) FSR比較大 ， 即相應(yīng)的燃料量比較多 ，使燃燒室啟動(dòng)富油點(diǎn)火燃燒 ， 而且點(diǎn)火裝置連續(xù)點(diǎn)火 30— 60s。 2022/2/15 9 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 ? 如果火焰探測器探測到燃燒室中的火焰 ，控制系統(tǒng)便 發(fā)出暖機(jī)信號 ， 使機(jī)組進(jìn)入 暖機(jī)階段 。 暖機(jī)的目的是使高溫燃?xì)馔ǖ乐惺軣岵考?、 氣缸與轉(zhuǎn)子有一個(gè)均勻受熱膨脹的時(shí)間 ， 減少熱應(yīng)力 ，保證 機(jī)組在啟動(dòng)過程中有良好的 熱對中 ， 防止 轉(zhuǎn)子與靜子之間出現(xiàn)過大的相對膨脹而發(fā)生 動(dòng)靜碰擦 ， 從而安全啟動(dòng)機(jī)組 。 在 1min的暖機(jī)期間 ， 燃料行程基準(zhǔn) FSR從點(diǎn)火值降到暖機(jī)值 ， 供入機(jī)組的燃料量比點(diǎn)火時(shí)要少 。 2022/2/15 10 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 ? 假啟動(dòng) ? 用以在燃?xì)廨啓C(jī)檢修后 ， 檢查機(jī)組或燃料系統(tǒng)的密封性和工作情況 。 ? 由啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)至燃油噴油點(diǎn)火轉(zhuǎn)速時(shí)只讓燃油系統(tǒng) 噴油而不點(diǎn)火 （ 切除點(diǎn)火電源開關(guān) ） 。 ? 假啟動(dòng)并不是每次正常啟動(dòng)所必需經(jīng)過的步驟 。 2022/2/15 11 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 5） 升速 ? 暖機(jī)階段結(jié)束時(shí) ， 由暖機(jī)計(jì)時(shí)器發(fā)出信號 ， 使機(jī)組進(jìn)入升速階段 。 ? 燃料行程基準(zhǔn) FSR由控制系統(tǒng)按控制規(guī)范的規(guī)定上升 。 啟動(dòng)機(jī)的功率和透平發(fā)出的功率會(huì)使機(jī)組轉(zhuǎn)速迅速上升 。 2022/2/15 12 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 ? 隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的上升 ， 通過壓氣機(jī)的空氣流量增加 ， 壓氣機(jī)出口壓力也增加 ， 供入機(jī)組的燃料量也增加 ， 因此透平的輸出功率也增大 。 ? 當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速在啟動(dòng)機(jī)的幫助下上升到 50％ — 60％ n0的范圍 ， 且 透平已有足夠的剩余功率使機(jī)組升速時(shí) ， 啟動(dòng)機(jī)可以脫開而停止工作 ， 這稱為 脫扣 。 脫扣之后燃?xì)廨啓C(jī)靠自身加速至空載工況 。 2022/2/15 13 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 2022/2/15 14 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 6）全速空載 ? 機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到 95%n0時(shí) ， 運(yùn)行轉(zhuǎn)速繼電器 14HS投入發(fā)出信號 ， 此時(shí)壓氣機(jī)防喘放氣閥關(guān)閉 ， 輔助滑油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn) 。 ? 機(jī)組繼續(xù)加速進(jìn)入全速空載狀態(tài)運(yùn)行 ， 此時(shí)的機(jī)組轉(zhuǎn)速略高于電網(wǎng)頻率 。 在機(jī)組升速過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組的振動(dòng)情況 ， 當(dāng)轉(zhuǎn)子通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的最大振動(dòng)值的變化是分析燃?xì)廨啓C(jī)通流部分結(jié)垢或異常的最有效手段之一 。 2022/2/15 15 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 2022/2/15 16 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程 ? 燃?xì)廨啓C(jī)投運(yùn)時(shí)的 標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)曲線 是比較和評價(jià)機(jī)組以后運(yùn)行過程中參數(shù)變化的一個(gè) 極好的參考標(biāo)準(zhǔn) 。 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程各個(gè)環(huán)節(jié)上的時(shí)間和轉(zhuǎn)速以及燃料量信號 、 排氣溫度等均可自動(dòng)記錄下來 。 一旦這些系統(tǒng)和裝置發(fā)生故障 ， 通過啟動(dòng)過程中所記錄的曲線 ， 經(jīng)過對比 ， 能很快地找出故障所在部位或整定值的變化以及有關(guān)零件損壞情況 。 2022/2/15 17 并網(wǎng)、帶負(fù)荷 1）同期階段 當(dāng)機(jī)組進(jìn)入全速空載狀態(tài)后，啟動(dòng)控制系統(tǒng)退出控制，機(jī)組進(jìn)入同期控制。 所謂 同期，就是發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電，其頻率、電壓和相位與電網(wǎng)的這三個(gè)參數(shù)相匹配 。當(dāng)同期條件滿足時(shí)，發(fā)電機(jī)斷路器自動(dòng)閉合（稱之為 并網(wǎng) ）。 2022/2/15 18 并網(wǎng)、帶負(fù)荷 2）帶負(fù)荷 當(dāng)機(jī)組完成同期并網(wǎng)后，機(jī)組轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)操作者指令，機(jī)組可以按如下方式帶負(fù)荷： ① 如果運(yùn)行人員沒有下達(dá)帶負(fù)荷指令，并網(wǎng)后，則 機(jī)組自動(dòng)加載到旋轉(zhuǎn)備用負(fù)荷 （典型值為 5％額定負(fù)荷），以防止系統(tǒng)頻率升高、機(jī)組逆功率保護(hù)動(dòng)作。 并網(wǎng)、帶負(fù)荷 2022/2/15 19 ② 如果選擇 自動(dòng)帶基本負(fù)荷 運(yùn)行指令 ， 則 機(jī)組按規(guī)定的升荷率自動(dòng)加載 。 MS7001E燃?xì)廨啓C(jī)加載滿負(fù)荷時(shí)間為 12min， 加載過程機(jī)組仍為 轉(zhuǎn)速控制 ；當(dāng)機(jī)組帶滿基本負(fù)荷 ， 機(jī)組由轉(zhuǎn)速控制進(jìn)入 溫度控制 狀態(tài) 。 ③ 如果選擇中間某一負(fù)載值進(jìn)行加載 ， 則 首先要向控制盤輸入負(fù)載指令值 ， 然后再按預(yù)選值進(jìn)行加載 ， FSR逐漸增大 ， 機(jī)組以規(guī)定的速率進(jìn)行加載 。 2022/2/15 20 二、并網(wǎng)、帶負(fù)荷 ④ 當(dāng)操作者 選擇手動(dòng)加負(fù)載 時(shí) ， 則通過發(fā)電機(jī)控制盤上調(diào)節(jié)速度控制整定點(diǎn)升 /降按鈕 70RS/L4來進(jìn)行 。 ? 通常 ， 手動(dòng)加減負(fù)載的速率是自動(dòng)加減負(fù)載速率的兩倍 。 手動(dòng)加載時(shí)其加載數(shù)值只能加到基本負(fù)載以內(nèi) 。 2022/2/15 21 快速啟動(dòng)和快速加載啟動(dòng) ? 燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行方式一般可分為 應(yīng)急型 、 尖峰負(fù)荷型 、 中間負(fù)荷型 和 基本負(fù)荷型 四大類 。 ? 它們的年運(yùn)行時(shí)間數(shù) 、 年啟動(dòng)次數(shù) 、 每次的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間數(shù)以及啟動(dòng)加載時(shí)間 ， 彼此都有很大差異 。 2022/2/15 22 三、快速啟動(dòng)和快速加載啟動(dòng) ? 擔(dān)任應(yīng)急或尖峰負(fù)載的燃?xì)廨啓C(jī) ， 快速啟動(dòng)時(shí)需注意以下參數(shù)的調(diào)整 。 ① 重新調(diào)整點(diǎn)火轉(zhuǎn)速信號的觸發(fā)值 ， 使其在 10％ — 12％ n0提前動(dòng)作 ， 進(jìn)行點(diǎn)火； ② 減少或取消暖機(jī)時(shí)間； ③ 提高升速時(shí) FSR的上升速率； ④ 提高排氣溫度上升速率 ， 典型值由 ℃ /s改為 ℃ /s； ⑤ 提高機(jī)組加速率限制 ， 典型值從 1％ n0/s改為 2％ n0/s。 2022/2/15 23 快速啟動(dòng)和快速加載啟動(dòng) ? 快速啟動(dòng)對機(jī)組壽命不利，所以 非不得已時(shí)一般不采用 。 ? 快速加載啟動(dòng)，僅僅在加載時(shí)的加載速率與手動(dòng)加載不同，而啟動(dòng)過程和正常啟動(dòng)是一樣的。 2022/2/15 24 啟動(dòng)過程中參數(shù)的變化 點(diǎn)火 自持 脫扣 2022/2/15 25 啟動(dòng)過程中燃?xì)鉁囟? 點(diǎn)火后不久出現(xiàn)峰值。排氣溫度 變化要比 緩慢。 點(diǎn)火前透平中熱部件是涼的，點(diǎn)火后透平入口溫度突然升高時(shí)要吸熱，使得排氣溫度變化較為平緩。 點(diǎn)火成功后的透平入口溫度 有一突升，使得啟動(dòng)過程曲線向上彎曲，突增量越大啟動(dòng)可能越快，但機(jī)組容易發(fā)生喘振，部件熱應(yīng)力增大，熱沖擊嚴(yán)重。放氣閥關(guān)閉后，使啟動(dòng)過程曲線出現(xiàn)突跳。 啟動(dòng)過程要限制透平入口溫度，重型燃機(jī)啟動(dòng)過程透平入口最高溫度要比 低 200300?C或更大。 *3T*4T*3T*30T*3T啟動(dòng)過程中參數(shù)的變化 2022/2/15 26 啟動(dòng)過程中參數(shù)的變化 2022/2/15 27 升速過程中 FSR兩次減少 ： ? 升速過程中原來冷的部件已經(jīng)”吸足”了熱量因而不再從燃?xì)庵袩崃课諢崃?，稍小一點(diǎn)的 FSR仍能滿足機(jī)組加速的需要； ? 機(jī)組到達(dá)運(yùn)行轉(zhuǎn)速之后不再繼續(xù)升速，對透平輸出功率要求減小。 ? 減小 FSR有利于控制燃?xì)鉁囟炔粫?huì)急劇升高或急劇降低，避免受熱部件熱沖擊。 啟動(dòng)過程點(diǎn)火噴入燃料量較多，點(diǎn)燃后適當(dāng)減少，之后隨轉(zhuǎn)速增加而增加。啟動(dòng)加速至空載工況，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入，燃料量降至空載值。 啟動(dòng)過程中參數(shù)的變化 2022/2/15 28 透平入口溫度和出口排氣溫度達(dá)到峰值下降的原因 ? 壓氣機(jī)在較低轉(zhuǎn)速范圍時(shí) ， 空氣流量隨著轉(zhuǎn)速的升高增量較小 ， 而燃料量在點(diǎn)火時(shí)的突增量大 ， 并且隨后燃料量還在增加 ， 使得透平入口溫度很快增加 。 ? 壓氣機(jī)加速至較高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) ， 空氣流量隨著轉(zhuǎn)速的升高增量變大 ， 但燃料量增加量與原來差不多 ， 使得透平入口溫度升高變慢 。 ? 壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉開啟后空氣流量突然增大 ， 透平入口溫度最終由升高變?yōu)榻档投霈F(xiàn)峰值 。 ? 由于熱部件的吸熱作用 ， 排氣溫度變化曲線較入口溫度曲線變化平緩 。 啟動(dòng)過程中參數(shù)的變化 2022/2/15 29 燃?xì)廨啓C(jī)的停運(yùn) ? 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組 從帶負(fù)荷的正常運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)到靜止?fàn)顟B(tài)的過程稱為 停機(jī) 。 ? 停機(jī)過程 實(shí)質(zhì)上是燃?xì)廨啓C(jī)各金屬部件的冷卻過程 ，起主導(dǎo)作用的是停止向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室供給燃料的過程 。 燃?xì)廨啓C(jī)的停運(yùn)方式 1) 正常停機(jī) 。 亦稱熱態(tài)停機(jī) ， 既不同于燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火前 （ 冷拖時(shí) ） 停機(jī) ， 又區(qū)別于緊急停機(jī) 。 2022/2/15 30 ? 當(dāng) 接到電網(wǎng)調(diào)度命令 或運(yùn)行中 發(fā)現(xiàn)影響正常運(yùn)行的故障 ， 但尚不需采取緊急停機(jī) 時(shí) ， 可以進(jìn)行正常停機(jī) 。 ? 停機(jī)過程中逐步減少燃料量 ， 直到較低轉(zhuǎn)速才切斷燃料 。 ? 減速過程中燃?xì)鉁囟炔粩嘟档?， 熱部件中產(chǎn)生與加速過程時(shí)作用方向相反的 暫時(shí)熱應(yīng)力 ， 減速越快 ，該熱應(yīng)力也越大 。 一般的重型燃?xì)廨啓C(jī)都以暫時(shí)熱應(yīng)力來限制減載的速度 。 燃?xì)廨啓C(jī)的停運(yùn) 2022/2/15 31 2)自動(dòng)停機(jī) 在運(yùn)行中 ， 控制系統(tǒng) 檢測到某些可能會(huì)影響機(jī)組的正常 、 安全運(yùn)行的因素 時(shí) ， 如壓氣機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差高 、 軸承振動(dòng)傳感器失效等 ， 自動(dòng)觸發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)的減負(fù)載 、 停機(jī)程序 。 3）保護(hù)跳機(jī) 在運(yùn)行中 ， 控制系統(tǒng) 檢測到某些危及機(jī)組安全運(yùn)行的因素時(shí) ， 自動(dòng)切斷燃料供給 ， 機(jī)組迅速停機(jī) 。 超速 、 超溫 、 振動(dòng) 、 熄火保護(hù) 和 燃燒監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作 ，以及 滑油母管壓力和控制油工作壓力降至最低值 、 潤滑油母管溫度高于上限值 、 機(jī)組各艙室發(fā)生火災(zāi) 時(shí)等 燃?xì)廨啓C(jī)的停運(yùn) 2022/2/15 32 4）緊急停機(jī) 在運(yùn)行中 ， 發(fā)現(xiàn)某些危及人身 、 設(shè)備安全運(yùn)行的因素 時(shí) ， 立即手動(dòng)切斷機(jī)組燃料供給 ， 迅速停機(jī)的過程 。 ? 正常停機(jī)和緊急停機(jī)過程除切斷供給燃料的時(shí)間不同外 ， 停機(jī)速度快慢相應(yīng)地也不同 ， 其他過程完全相同 。 燃?xì)廨啓C(jī)的停運(yùn) 2022/2/15 33 正常停機(jī)程序 正常停機(jī)包括停機(jī)前的準(zhǔn)備工作 、 減負(fù)載 、 解列及降低轉(zhuǎn)速等過程 。 燃?xì)廨啓C(jī)的停運(yùn) 2022/2/15 34 ? 當(dāng) 發(fā)電機(jī)負(fù)載減至零出現(xiàn)逆功率 時(shí) ， 逆功率繼電器動(dòng)作 ， 發(fā)電機(jī) 斷路器跳閘 ， 發(fā)電機(jī)與電網(wǎng) 解列 。 這以后 FSR繼續(xù)降低 ， 機(jī)組開始減速 。 ? 轉(zhuǎn)速下降至 95％ n0或以下值 ， 轉(zhuǎn)速繼電器 14HS返回 ，壓氣機(jī)防喘放氣閥打開 ， 壓氣機(jī) 可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉角度逐漸關(guān)小 ， 輔助潤滑油泵 、 輔助液壓油泵 、 輔助霧化空壓機(jī)等輔助設(shè)備投入工作 。 2022/2/15 35 正常停機(jī)的程序 ? 在正常情況下 ， FSR逐漸下降 ， 直至降到