GUD 1S.V94.3A燃气—蒸汽联合循环机组滑参数停机及汽轮机快冷研究(一)

郑州燃气发电有限公司390MW蒸汽-燃气联合循环机组滑参数停机及汽轮机快冷研究

摘  要 详细介绍中电投郑州燃机电厂#2机联合循环滑参数停机及汽轮机快速冷却过程，通过此次滑停过程分析，总结燃机联合循环滑参数停机及汽机快速冷却控制技术、操作过程注意事项以取得相应的结论。
关键词 汽轮机 燃气轮机 联合循环 滑停 强制冷却

1概述
  中电投郑州燃机电厂装机容量为2 ×390 MW。燃气轮机为西门子生产的单轴型V94.3A带环形燃烧室的燃气轮机。配套余热锅炉为武汉锅炉厂生产的三压再热型。汽轮机为西门子及上海汽轮机厂合作生产的型号为H30-25，E-30-25-1×12.5（TCF1），三压、再热、双缸凝汽式汽轮机。全周进汽式，无调节级，主要以滑压方式运行，与燃气轮机和发电机通过SSS离合器联轴，构成完整的单轴配置。
 
2  汽轮机简介及性能概述
 本机为SIEMENS公司生产的型号为H30-25，E-30-25-1×12.5（TCF1），三压、再热、双缸凝汽式汽轮机，室内安装。全周进汽式，无调节级，主要以滑压方式运行，与燃气轮机和发电机通过SSS离合器联轴，构成完整的单轴配置，汽机采用高压、中压和低压蒸汽旁路系统。
 
 汽缸
 汽轮机设有一个高压缸、一个中压缸和一个低压缸。为便于维护，中、低压缸为一体水平面中分型结构，中压缸为双层缸结构。高压缸为筒形设计结构。缸体与转子死点同在高、中压缸之间的支承-推力联合轴承处。由于本机组高、中、低压缸进汽管上各有一个主汽阀（ESV）和一个调节汽阀（CV），实现高、中压缸进汽采取全周进汽的方式。从高压过热器来的主蒸汽经高压缸做功后，经再热冷段在再热器前与中压过热器来的蒸汽汇合后进入再热器，而后经再热热段进入中压缸，做完功后的蒸汽在缸内转向经中压缸外层进入低压缸。低压过热器来的蒸汽在低压缸内汇合后进入低压缸做功，排汽进入轴向排汽凝汽器。
 
 隔板
 高、中压缸隔板为焊接结构，低压缸隔板为铸造结构。
 
 转子
 高压，中、低压转子为整锻加套装结构。所有转子均为挠性转子，采用刚性联轴器联接。轴系死点位于高压缸前端推力轴承处。与燃气轮机和发电机联轴，构成完整的单轴配置。本机共有50级，其中高压缸为28个反动级，中压缸为17个反动级，低压缸为5个反动级。低压末级为防止水蚀，低压末级的静叶片为中空型，其带有疏水狭槽可抽走在静叶翼面上凝结形成的水膜，以提高叶片的抗水蚀强度。
 
3 滑参数停机的必要性
 燃气轮机单轴机组，即燃机和汽机共用一根轴；燃机和汽机共用一个滑油系统，汽机本体或滑油系统上的工作，都需要停运汽机盘车。要停运汽机盘车，要求轴温必须低于100℃。对燃机来说，24小时就可冷却至该温度；而对于汽机，以我公司机组为例，由高压缸和中低压合缸组成，在没有外界因素影响的情况下，冷却需要大约7天（约160小时）以降温到100℃，需要5天（大约120小时）以降温到150℃（盘车可停运的最早时间，但需要更进一步的手动盘车）。
 这意味着在汽机上工作需要额外等待4到6天，这将成为机组可用性的一个重要约束，所以使用快冷系统可以尽可能快地冷却汽机，缩短等待时间到最短。
 
4 机组自动滑参数停机的过程
 燃气轮机联合循环滑参数停机是在保证机组安全的情况下,机组总负荷基本维持不变，控制主、再热蒸汽温度的下降速度, 使其汽轮机本体及及其进汽管道得到均匀而迅速的冷却, 然后停止汽轮机进汽而停机。
 汽机强制冷却（Forced Cooling）指机组停运后, 在保证汽轮机壁上下温差不超过40 ℃的情况下，在高压缸轴温降至350℃后，用抽真空设备对汽轮机缸体进行强制通风冷却，以快速冷却汽轮机本体各部件。
 
一、高压系统
 投入FCD CLG DOWN(LBA10EE003)，即冷却温度设定点自动后，高压过热蒸汽温度设定值开始以速率y（速率y是高过出口蒸汽温度x（LBA10CT004. XQ01）的函数）降低，直到温度设定值下降至390℃。随着高过温度设定值的降低，高过减温水自动开启将再热器出口温度调制至温度设定值。考虑温度变化引起的高压轴的应力，温度设定值的降低还受到高压轴温度裕度TSE的限制，当高压轴的温度裕度TSE（MAY01EP154.XQ07），高压缸的温度余量TSE（MAY01EP153.XQ07），高压ESV温度裕度TSE（MAY01EP151.XQ07），高压调阀温度裕度TSE（MAY01EP152.XQ07），四者最小值小于10k时，温度设定值停止下降，待四者最小大于15k后，温度设定值继续按照速率y降低。
 
 Y=f(x):
 X=600℃,  y=1k/min;
 X=550℃,  y=2k/min;
 X=390℃,  y=15k/min;（受其他条件限制不能大于10 k/min）
二、再热系统
 投入FCD CLG DOWN(LBA10EE003)，即冷却温度设定点自动，再热蒸汽温度设定值开始以速率y（速率y是再热器出口蒸汽温度x（LBB50CT004. XQ01）的函数）降低，直到温度设定值下降至390℃。随着再热器稳定设值的降低，再热器的减温水自动开启将再热器出口温度调制至温度设定值。考虑温度变化引起的中压轴的应力，温度设定值的降低还受到中压轴应力限制，当中压轴的温度裕量（MAY01EP155.XQ07）小于10k时，温度设定值停止下降，待中压轴的温度裕度TSE（MAY01EP155.XQ07）大于15k后，温度设定值继续按照速率y降低。
Y=f(x):
X=600℃,  y=1k/min;

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