650MW汽轮发电机组启动探讨

马国权

【摘 要】本文对650MW汽轮发电机组的各系统进行简要介绍，说明各系统的作用和功能，并以此为出发点介绍各个系统之间的启动逻辑关系，和建立该逻辑关系的原因或依据，文中也提及了启动过程中的注意事项，最后针对以往发生的事件进行探讨，找到原因，提出解决方法。得出结论：汽轮发电机组各系统设备之间逻辑严密，必须按照特定顺序启动设备。

【关键词】水回路；蒸汽；汽轮发电机

国内650MW汽轮机组的启动过程，是多系统多设备之间统筹协调的启动过程，并且各个设备之间的启动逻辑关系明确，一旦颠倒，就有可能导致启动不成功，或者损坏设备。现以国内某电厂为例，简述整个汽机系统的启动过程，主要包括四个部分：海水冷却回路的启动、水回路的启动、汽机辅助系统的启动、蒸汽回路的启动。

1 系统说明

1）海水冷却回路

汽轮发电机组为何设置海水冷却回路呢？因为，蒸汽冲转完汽轮机后仍然有很大的剩余热量需要被冷却，如汽化潜热；其次，汽机厂房设备的运行也会产生热量，这些热量如若任其积聚，则会导致设备老化加剧，运行故障率增加，甚至影响人员的工作安全，正因为此，设置了通过冷却水和海水系统的热交换，将热量最终排向大海，使得汽机能够始终在一个安全稳定的环境下运行。

2）汽机辅助系统

汽机辅助系统主要是指汽机运行所需要的支持系统，主要是指润滑油系统，润滑油系统主要给汽轮发电机组的支持轴承和推力轴承提供润滑油，以及供给顶轴油，防止转子干摩擦；此外还向发电机氢气冷却系统提供密封油，保证发电机氢气的密封；最后，它还为汽机超速和脱扣装置提供安全油，以实现保护停机功能。

3）水回路

水回路是整个汽机发电机组的血液系统，它由凝汽器（接收汽轮机的排汽，将其冷凝为水）、低压加热器（将凝结水进入除氧器之前，利用蒸汽初步加热）、除氧器（将给水加热除氧）和高压加热器（将148.3℃的给水加热至230.4℃）的组成，给蒸汽发生器供水。

4）蒸汽回路

该回路是将蒸汽发生器产生的蒸汽输送至汽机厂房，冲转汽轮机发电机组，产生电量，以实现整个系统的循环。

2 启动过程

1）冷却水系统启动

（1）常规岛总冷源—闭式冷却水系统启动

第一个启动的系统是闭式冷却水，首先通过开启补水阀给系统充水，冷却水介质为添加亚硝酸盐的（pH=9）除盐水，充水速度不宜过快，主要为防止除盐水管道压力下降过大。然后待充水结束，依次从各层厂房，对每个用户静排气。最高点为发电机氢气冷却器和励磁机空冷却器。最后，启动水泵，先检查水箱水位1700mm以上，以保证足够的吸入压头，泵启动后立即对出口压力进行读数，系统循环建立后，需要安排专人现场巡检管道的振动、接口泄漏的情况。

（2）海水循环系统启动

当闭式冷却水系统启动后，利用该系统的热容量给海水循环泵提供冷却，才能启动海水循环泵，否则因为泵无冷却水而闭锁启动。海水循环泵一部分流量供给常规岛辅助冷却水系统，实现系统充压。管道内水实体后就可以启动辅助冷却水泵，先关小出口阀，然后通知操纵员远程启动，立即检查出口逆止阀是否开启（若没开启，则手动抬起逆止阀杆），最后缓慢开启出口阀，检查系统压力和流量，待其稳定。

海水循环系统大部分海水通过凝汽器冷凝蒸汽后排入大海。冷却水回路启动完成后才能启动汽机辅助系统，保证了油系统运行后热量及时被带走。

2）汽机辅助系统启动

（1）油系统启动

机组检修后，检查主油箱液位正常，油温大于10℃，首先启动排烟风机，油箱真空在-600kpa以上，以利于回油顺畅，风机设计为一用一备。然后远程启动交流润滑油泵和高压密封备用油泵，期间控制其油温在35℃左右。交流润滑油泵和高压密封备用油泵启动后开启顶轴油泵进油总阀，为启动顶轴油泵做好准备。为防止泵电机烧毁，在启动顶轴油泵前先开启保护阀（小流量阀）。

（2）盘车装置启动

顶轴油启动后测量汽轮机大轴抬起情况，核实无闭锁盘车启动信号后，启动盘车，汽轮机冲转前，须连续盘车24小时以上。

辅助油系统启动过程中，可以同时进行水回路的启动。

3）水回路启动

（1）水回路充水和冲洗

首先由除盐水给凝汽器补水，水位补至高液位后，检查凝结水泵在线正常，循环阀自动控制（流量小时自动开启，保证泵的运行），凝结水泵为关阀启动，启动完成后，安排人员调节开启出口阀。

流量建立后进行水回路冲洗，冲洗顺序为：先冲洗凝汽器，通过开启放水阀实现换水；取样合格后再冲洗除氧器和低压加热器；最后冲洗高压加热器；铁离子小于500ppb后，投运凝结水精处理系统的两列混床和阳床，快速提高水质。

（2）除氧器启动

除氧器充水通过凝结水泵实现，水位满足要求后启动除氧循环泵，对除氧器进行循环加热，根据机组启动情况，可择机向除氧器水箱供辅助蒸汽，更快速加热除氧器。主蒸汽管道暖管结束后，可切换至主蒸汽供汽。除氧器水温达到110℃，压力在0.05 MPa左右时已经饱和，满足除氧的要求。凝汽器真空完成后，将除氧器的排气由大气切至凝汽器。除氧器饱和后开启给水隔离阀给启动给水泵暖泵和充水。

（3）启动给水泵启动（小流量泵）

检查启动给水泵润滑油箱油位和油压正常，冷却水已供上，对泵本体暖泵结束，主控远程启动给水泵。在向蒸汽发生器供水前，为缓解小流量运行时振动过高，调节泵出口压力维持在4.0MPa，需要供水时再逐渐升高压力。

（4）启动一台主给水泵（大流量泵）

启动给水泵无法满足流量要求时切换至主给水泵供水，启动前确认主给水泵润滑油运行正常，切换过程中主给水泵的小流量阀控制在自动状态，流量低时自动开启，保证泵的运行流量。启动1台主给水泵后，把其余两台泵中的1台置于备用。

（5）凝汽器抽真空

盘车投运后，可以安排凝汽器建立真空。首先启动汽机轴封风机，然后利用辅助蒸汽给轴封供汽，对轴封管道进行分段暖管，疏水排向地沟，最后启动3台真空泵，给凝汽器抽真空。真空需要4小时左右建立，建立真空后将汽轮机厂房疏水切至凝汽器接收，不能提前切换，否则有可能导致低压缸爆破膜损坏。

在机组启动阶段，一旦二回路检修工作结束，就应当进行二回路的冲洗工作。在水质合格后，立即安排凝汽器建立真空，并为除氧器加热。待蒸汽发生器补水条件满足后补水，为了保证补水的连续性，应尽可能保证除氧器运行的稳定性。加强对水质的取样频率，时刻监视水质变化。以上各系统启动完毕，就可以准备蒸汽回路的在线启动和暖管。

4）蒸汽回路启动

主蒸汽暖管

暖管前调节主给水旁路调节阀控制蒸汽发生器水位，将主蒸汽的疏水袋排至地沟，开启主蒸汽阀旁路阀进行暖管，关注暖管速度，不能大于400℃/h，主蒸汽阀前后压力平衡时，主蒸汽隔离阀的允许开启信号出现，主控开启阀门，暖管工作结束。

至此，整个汽轮发电机组启动结束，汽轮机具备冲转条件。但是，启动过程中，也时常碰到难题，使得启动过程一波三折。

3 启动过程遇到的问题

1）冬天润滑油油温太低

润滑油油温低，导致油回路启动冲洗时油流不畅，冲洗效果不明显，油质难以合格，冲洗时间延长；其次，油温低粘稠度大，很容易导致外置过滤器流通不畅而溢油。解决办法，其一，根据闭式冷却水温度调节油温，其次，启动滤油机来加热油箱油温，这样该问题就可以逐步缓解。

2）励磁机冷却水跑水

系统启动时，难以避免许多法兰连接处泄漏。倘若管道内部水带压，则直接导致喷水。发电机的空冷器易发生泄漏喷水，淋湿励磁机，影响发电机绝缘水平。因此，每次进行发电机冷却器启动时，需要用防水布对发电机进行覆盖，机械检修人员现场保驾，若有异常立即紧固法兰，防止淋湿发电机。

3）发电机密封油过滤器堵塞

发电机氢气密封油虽经冲洗油质合格，但还有发生密封油过滤器堵塞的风险，一旦堵塞，密封供油压力降低，氢气就从密封瓦泄漏，在厂房内积聚，有发生氢爆重大风险。因此，启动密封油后，每天必须安排人员进行过滤器刮油泥操作，保证过滤器的畅通。

4）启动过程中关注盘车运行

一旦盘车运行，需要格外关注运行状况，因为盘车连续运行24小时不能中断。3、4#机组盘车装置在调试以及后续投运过程中电流多次发生波动。盘车装置解体检修时均能发现不同程度的盘车DU铜套磨损、盘车铜推力盘磨损或传动齿轮根切等盘车装置磨损故障。初步推断，盘车电流异常和盘车装置磨损存在密切相关性，即磨损影响运转的传动阻力。

通过以上介绍，可以得出以下结论，汽轮发电机组的启动需要逐个设备逐步启动，然后建立整个系统的循环，如果打乱顺序，那么可能事倍功半，或者永远无法启动。而且，启动过程还会碰到各种问题，需要研究解决才能圆满完成启动工作。

[责任编辑：杨玉洁]