大型汽轮机组的开停车总结

樊少波

(山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司山西稷山043200)



大型汽轮机组的开停车总结

樊少波

(山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司山西稷山043200)

2015年10月30日，山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司新建的30 000 m3/h(标态)空分装置投入使用，运行正常，其中汽轮机组于2015年9月20日开始单体试车，2015年10月1日联动试车完成，机组运行达到了设计能力和理想效果。

该汽轮机组为一拖二的形式，即汽轮机为双出轴，一端拖动空气压缩机，一端拖动空气增压机。汽轮机组设计参数:耗汽量126.2 t/h、蒸汽压力8.9 MPa(表压)、蒸汽温度520 ℃、轴功率28 250 kW(其中拖动的空气压缩机轴功率为10 540 kW、增压机轴功率为17 710 kW)、额定转速5 645 r/min。空气压缩机的设计参数：进口压力0.094 MPa(绝压)、出口压力0.630 MPa(绝压)、进口流量223 560 m3/h(标态)。空气增压机的设计参数：进口压力0.6 MPa(绝压)、出口压力7.1 MPa(绝压)、进口流量90 000 m3/h(标态)。

1　机组开车前的准备工作

1.1主蒸汽管道吹扫

主蒸汽管道支撑、管托以及各蒸汽导淋配管、管道的压力测点、温度测点、管道流量计全部安装完毕，锅炉才具备启炉条件；进汽轮机的临时吹扫管线配置完成并进行了加固；放空口的消音设施安装到位；管道疏水沟配置完成；人员能接触到的地方采取防烫措施完成。

吹扫前，先进行暖管工作，首次暖管控制温升为5 ℃/min，温度升至200 ℃以上后控制温升为10 ℃/min；当温度升至450 ℃以上后，开始进行管道吹扫工作。吹扫采取间歇吹扫方法，即温度升至450 ℃以上后，用额定流量60%(75 t/h)蒸汽量进行吹扫，吹扫时间为1 h，然后进行自然降温至100 ℃以下，让管道内壁的附着杂物充分脱离。然后再次升温至450 ℃以上，再用75 t/h蒸汽进行吹扫，吹扫时间为1 h，如此反复进行吹扫。吹扫合格的验收标准为打靶实验(靶的宽度为吹扫管道直径的1/10，长度为管道直径的1.2倍，厚度采用3 mm的铝板)，在管道温度降至100 ℃以下后，将靶牢固地固定在吹扫管道的中间，然后开启蒸汽吹扫，吹扫时间为15 min；吹扫完毕后，停吹扫蒸汽，将靶取出并冷却，观察靶板上的点痕，当点痕数<2个/cm2、点的大小<Φ0.3 mm、痕深<0.5 mm 时视为合格，否则需继续采用以上方式进行吹扫，直至合格。根据吹扫经验，新配的蒸汽管道吹扫合格所用时间约为10 d。

1.2机组油循环

油系统的配油管全部采用304不锈钢材质，并做好机油循环前的所有工作。注油完成后启动油泵进行油循环，并全开油泵的进、出口阀，保证油在系统内的流量和压力达到最大；循环72 h后，用电加热器将油温加热至50 ℃，再循环72 h；然后停油泵并检查回油管滤网。循环合格的验收标准：目测Φ74 μm(200目)的回油滤网上黑点数≤1个/cm2视为合格。内部油循环即用油将设备内各轴瓦的杂质全部带出，保证系统内部绝对干净。油循环的时间为35 d。

1.3校核所有测点

该环节主要是将机组在微机上显示的各个测点和现场的位置一一对应，并保证现场测点的准确性，该环节是一个细致的工作，必须专人负责和落实。

1.4逻辑联锁试验

所有逻辑联锁试验必须在机组停止装态下完成，全部模拟运行，凡与联锁有关联的每个测点和振动点都必须全部做模拟试验，以确保正常运行后能够起到联锁作用。逻辑联锁试验中速关阀试验尤为重要，因为汽轮机每个联锁都是将速关阀迅速关闭，从而截断进汽轮机组的蒸汽，使汽轮机停机。除各测点达到联锁值时能使速关阀快速关闭外，还有3个位置(中控室的紧急停车按钮、现场控制盘上的紧急停车按钮、速关阀组合件上的手动停车拉杆)能让速关阀迅速关闭。此3个位置应作重点保护，以免人员误动作造成机组的突然停车，对企业带来不必要的损失。

1.5气密性试验

气密性试验是全面检查机组的所有法兰连接处和焊缝处有无泄漏点，对真空系统充入干燥空气，系统压力维持在0.1 MPa(表压)，1 h后当系统压降≤1 kPa时视为合格，否则需查找其泄漏点并加以处理。如果存在泄漏点，在机组的抽真空试验时，机组真空度会下降，严重时造成机组无法启动。

1.6泵自启试验

泵自启试验主要是油泵和凝结水泵自启试验。备用油泵如果在运行泵故障情况下不能迅速自启，达到油压指标，则机组会联锁停车；备用凝结水泵如果在运行泵故障情况下不能迅速自启，则凝汽器内液位会迅速上升，从而破坏真空度，使凝汽器内压力升至联锁值，造成机组联锁停车。因此，这2套泵必须进行自启试验，且运行过程中自启必须投入。

2　汽轮机的单体开车

(1)暖管。暖管主要是将锅炉蒸汽引至汽轮机速关阀前，暖管时的蒸气流量视管道温度而定。当管道温度升至450 ℃以上、压力达4.0 MPa(表压)、流量达50 t/h以上后，则暖管结束，准备给汽轮机送汽。此环节应确保疏水管管道畅通，管道不能存在水击现象。

(2)启动循环水系统。通知循环水单元供循环水，将凝汽器、汽封冷却器的循环水进出口阀全部打开，建立循环水系统。

(3)启动密封气系统。山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司采用的密封气为螺杆机所供的干燥空气(露点<-40 ℃)，密封气通过减压阀将压力由0.50 MPa(表压)降至0.08 MPa(表压)后送入空气压缩机前后气封，即汽轮机前、后气封和空气增压机前、后气封共6处，送入后严禁任何人关闭密封气系统，并且密切观察密封气的压力必须维持在>0.05 MPa(表压)。因为密封气压力不足，有可能造成油进入空气系统，从而被带入分馏塔系统而造成爆炸事故。

(4)启动润滑油系统。首先，检查油位和油温是否满足要求，油位控制在最高指标，一旦油泵启动，系统内部将存留一部分流动油，所以应考虑到；否则，会造成油泵抽空后被迫停泵而再次补油。油温控制在40 ℃左右，油温过低，可开电加热器加热；油温过高，可开冷却器进行冷却。其次，开启油泵进口阀和出口阀后再启动油泵，用回流阀将润滑油压力控制在0.40 MPa(表压)、油压力控制在0.85 MPa(表压)，然后进各轴瓦的润滑油压力调整至0.18 MPa(表压)。在此期间，应密切观察各回油视镜是否回油均匀，并观察有无露点。

油循环正常后，给高位油箱充油。充油时，应慢开阀门，观察到回油视镜有油流回后关闭充油阀，开启充油孔板前、后截止阀，润滑油将通过孔板对高位油箱补油，其目的是使高位油箱内的油流动起来，在突然停电后能给机组各轴瓦充分的润滑，保证机组惰转结束。

(5)投入盘车。油系统正常后，投入盘车系统，对汽轮机进行盘车。

(6)启动凝结水泵系统。通知水单元送脱盐水，将凝汽器液位补到80%后启动凝结水泵，将外送调节阀关闭、内部循环阀打开，建立凝结水循环系统。在此期间，应观察有无露点。

(7)启动抽真空系统。开始抽真空前，应先向抽汽安全阀注入密封水进行阀板密封，然后关闭汽轮机中抽蒸汽的导淋阀和放空阀，再启动抽引器。启动抽引器时，应先启动辅助抽引器，因辅助抽引器抽真空量大，所以开车前先用辅助抽引器抽真空。启动时，应先开蒸汽阀，待真空度降低到-80 kPa(表压)后再缓慢开启系统抽气阀，此时系统真空度会缓慢下降，待压力降至-45 kPa(表压)后，真空度将不再下降，然后投用汽轮机的蒸汽密封系统，打开蒸汽密封系统的进汽调节阀的前、后截止阀，中控室应将密封汽后压力控制在10 kPa(表压)以上；现场观察汽轮机本体两端有蒸汽微冒后，投用汽封抽汽系统，当汽封系统压力达到-25 kPa(表压)后，观察凝汽器内系统真空度再次缓慢下降；当降至-65 kPa(表压)后，表明真空系统达到条件。

(8) 打开速关阀。真空系统正常后，通知中控室给速关阀的电磁阀带电，现场手动打开速关阀，开速关阀应先建立启动油，待启动油压力达到0.8 MPa(表压)后，打开速关油阀门，同时缓慢卸启动油，此时速关阀会缓慢打开，中控室显示速关阀开到位后再准备启动汽轮机。

(9)启动汽轮机。中控室将按钮切换到冷态启动上，点击启动按钮，汽轮机将自动按照提前设定好的升速曲线进行升速，此时，应将各测点指标严密控制在正常指标内。如果出现指标超标、联锁未动作时，必须手动按停车按钮，停运汽轮机并处理存在问题；处理完成后，再继续按规定步骤启动。汽轮机转速升速过程：冲转升速至500 r/min检查并停留10 min；紧急停车试验后，再升至500 r/min并维持50 min；升速至2 800 r/min并维持50 min；升速至4 000 r/min并维持50 min；升至工作转速5 573 r/min并维持30 min；升速至5 645 r/min并维持50 min无异常后，准备进行汽轮机超速停车试验。

(10)汽轮机超速试验。继续提升汽轮机的转速，此时现场和总控人员应随时做好按紧急停车按钮的准备。当转速升至跳闸转速(6 520 r/min)后，若汽轮机的联锁还未动作，总控人员马上按下紧急停车按钮，此时汽轮机速关阀迅速关闭，转速迅速降低，直至汽轮机停止运行。汽轮机停运后，应查找联锁存在的问题，然后再次进行超速试验，直至合格，表明汽轮机单体试车结束。

3　汽轮机组的联动开车

(1)汽轮机和空气压缩机的联动试车。连接汽轮机和空气压缩机的联轴器，连接后，按汽轮机的升速曲线进行升速。升速过程中，密切监控各工艺参数是否在正常指标，并随时准备停机。启动汽轮机前，首先将空气压缩机的进口导叶开度调整至15%，空气压缩机防喘阀全开。在汽轮机和空气压缩机运行正常并稳定4 h后，准备绘制空气压缩机的防喘线。在设定导叶开度20%，40%，60%，80%(也可根据实际情况进行调整)下，缓慢关闭放空阀，待空气压缩机出口压力迅速上升后快速打开放空阀，并记录此压力值，每个导叶开度对应一个压力值，然后根据导叶开度和压力值绘制防喘线，以后操作必须在防喘线以内，离防喘线越远，空气压缩机运行越安全。

(2)汽轮机、空气压缩机和空气增压机的联动试车。将汽轮机、空气压缩机和空气增压机的联轴器连接完成后，按汽轮机启动程序进行升速，升速过程中，密切监控各测点变化，并随时准备停车。在该步骤进行时，除空气压缩机的导叶开度15%和放空阀开度全开外，空气增压机的进口补气阀应全开，进口调节阀应全关，五出放空阀和六出放空阀应全关，五出防喘阀和六出防喘阀应全开，然后再启动汽轮机。在汽轮机达到额定转速并稳定运行4 h，各参数均平稳，试车结束。

4　汽轮机机组的停车

(1)发生紧急停车时，汽轮机的速关阀会快速动作，迅速切断进汽轮机的蒸汽，中控室显示器反映出来的是汽轮机转速迅速降低、主蒸汽压力迅速上升、空气压缩机出口压力迅速下降、3只防喘阀全部开启等。采取措施：应迅速通知现场及空分工段机组停车，接着现场人员迅速打开蒸汽放空阀、蒸汽导淋阀，以免蒸汽管道超压，打开抽引器的系统阀来破凝汽器内的真空；现场观察汽轮机的转速表显示值为500 r/min后，启动顶轴油泵，观察油泵压力达8.0 MPa(表压)，说明顶轴油泵正常；再观察转速表显示值为零后，等汽轮机的轴确实不转动，再启动盘车电机。如果汽轮机组的油泵停运，此时不能投用顶轴油泵和启动盘车电机，只能待机组的润滑油泵启动正常后才能投用顶轴油泵和启动盘车电机。因为没有润滑油时启动盘车电机会造成轴瓦全部损坏，进而导致汽轮机组无法正常启动。

(2)正常停车是接到停车通知后进行的停车。首先，总控人员将停车按钮导到正常停车按钮，机组控制系统接到停车指令后按照降速曲线进行有序降速；汽轮机的转速表显示值为500 r/min后，启动顶轴油泵，观察油泵压力到8.0 MPa(表压)，说明顶轴油泵正常；然后，打开主蒸汽放空阀及导淋阀，再开系统破真空阀，将凝汽器的真空度破坏后，汽轮机的转速表显示值为零，汽轮机的轴确实不转动，再启动盘车电机，此时机组将停在安全停车状态。

5　汽轮机组开停车注意事项

(1)启动润滑油泵前必须先通密封气。因为不通密封气，油可能会进入空气系统而导致空分冷箱主冷有爆炸危险。

(2)机组启动前，必须将各联锁全部投入运行，按照启动逻辑检查每项程序，必须确保全部到位，否则不允许启动汽轮机组。

(3)汽轮机组启动前，必须充分暖机，升速期间任何人无权改动。每次启动前操作工必须确认暖机升速时间正确，方可启动汽轮机组。

(4)机组运行期间，禁动任何真空系统阀门。因为真空一旦破坏，机组将无法运行而导致联锁停机。

(5)定期作油质分析。油质含水量大或油质存在问题，将导致机组轴瓦温度高或振动大而被迫停车。

2015- 12- 22)