云开·全站APPkaiyun官网 转载--上汽LZN55型汽轮机冷态启动上下缸温差大分析

某联合循环电厂#6汽轮机为上海LZN55-5.60/0.65型55MW联合循环双压凝汽式汽轮机。近年来，在按主机厂要求启动加负荷时，#6机冷启动过程中进汽口上下缸温差持续较高（图1、图2）。国家能源局《防范电力生产事故二十五项重点要求》8.3.4明确规定，为防止汽轮机主轴弯曲，高压内缸温差超过35℃时应立即停机；汽轮机手册规定高压缸上下缸温差（下缸温度<上缸温度）不得超过55℃，达到55℃时应停机。但#6机进汽内壁下缸温度大于上缸温度，上下缸温差最大已达70℃左右，不能满足上述要求。

图1 2021年2月25日冷启动曲线

图2 2022年1月14日冷启动曲线

上海汽车厂LZN55汽轮机说明书规定，高压内筒内壁金属温度小于200℃时为冷启动，启动蒸汽过热度要求为55℃，冷启动蒸汽压力要求为2.0～2.5MPa(a)，温度要求为300℃~350℃。并说明冷启动采用滑参数启动，可使汽轮机部件温差较小，并网到额定负荷的时间为125min。上述启动蒸汽要求在我厂运行规程及票证中有明确规定。从实际运行参数(图1至图2)看，#6机冲到满负荷的时间约为230min，若从并网算起，带满负荷的时间也在150min以上开yun体育官网入口登录APP下载，是符合要求的。日常冷启动时蒸汽压力也能控制在2.0～2.5MPa之间，蒸汽温度基本满足上述要求。

为解决#6机组冷启动时上下缸温差大的问题，运行设备部相关专业人员开展了一系列工作，在启动操作票中规定了磨合要求、负荷率，检查了相关热电偶的安装位置和插入深度，更换了进汽管密封圈，并通过开缸口对相关热电偶进行了校准检查，但上下缸温差问题仍未得到解决。

从图1、图2可以看出，上下缸温差较大与启动过程无关kaiyun官方网站登录入口，只在6号机加负荷后出现kaiyun下载app下载安装手机版，并随着负荷逐渐增大，在某一负荷时达到峰值后回落。对比2021年2月和2022年1月的两次冷启动情况（图3），可以看出，在主机厂负荷率要求下，6号机较低的负荷率可以有效降低上下缸温差，即6号机上下缸温差与6号机负荷率呈明显的正相关关系。

图3 2021年2月与2022年1月冷启动气缸温度对比

为验证此观点，2月20日机组冷态启动时，通过控制#5机组负荷，适当降低#6机组负荷率，从燃机接入到#6机组满负荷的时间为5小时。从启动曲线（图4）可以看出，当天#6机组上下缸温差控制得很好，变化比较平缓。并网后72分钟，上下缸温差升至38.2℃，并维持到并网后177分钟达到最大温差43.7℃，完全满足主机厂的要求。上下筒温差较2021年2月25日并网后82分钟最大值51℃、2022年1月14日并网后97分钟最大温差69℃、并网后113分钟最大温差70.3℃有明显改善。

图4 2023年2月20日冷启动曲线

将2月28日冷启动时的高压主蒸汽调节阀开度、汽轮机负荷、燃机负荷、上下缸温度、高压电主蒸汽阀前蒸汽温度、汽缸膨胀、#2轴振动（左）与2021、2022年同期冷启动参数（图5～图10）对比，可见汽轮机负荷率确实是上下缸温差大的主要影响因素。另外蒸汽温度也会影响上下缸温差，加负荷过程中主蒸汽温度越高，上下缸温差越大。从图10可以看出，上下缸温差与#2轴振动也呈正相关，说明上下缸温差对转子有一定影响。

图5#6机组上下缸温差与高压主蒸汽调节阀开度曲线

图6 #6机组上下缸温差与汽轮机负荷曲线

图7 #6发动机上下缸温差-发动机负荷曲线

图8 #6机上下缸温差-高压电动主汽阀前汽温曲线

图9 #6机上下缸温差-涡轮缸膨胀曲线

图10 #6机上下缸温差-#2轴振动（左）曲线

根据本次冷启动经验，可采取以下措施缓解#6机上下缸温差：

1、#6机启动各项参数及时间严格按照主机厂要求控制，特别是主蒸汽温度必须严格控制在300℃～350℃之间。 2、采用低于主机厂要求的速率增加负荷。#6机并网后，根据主蒸汽温度与高压内缸金属温度的温差，逐步增加机组负荷。#6机主蒸汽调节阀全开后，机组负荷控制在50～55MW左右，#6机在低负荷下暖机50～60分钟，暖机完成后，逐步降低机组负荷，直至满负荷。

上述措施有利于缓解#6机组冷启动时上下缸温差，但延长了联合循环机组冷启动时间（2021年2月20日、2月25日冷启动时间为5小时，2022年1月14日冷启动时间为4小时），对NOX控制产生不利影响。若要控制NOX，必须采用高旁路控制#6机组负荷率，长期低负荷运行，旁路蒸汽浪费，会造成冷启动经济性下降。