单元机组的冷态启动

实训项目三　单元机组的冷态启动

一、实训目的

通过本项目的学习，学生能够掌握单元机组冷态启动的操作过程以及参数调节技巧，掌握上水、通风点火、发电机汽轮机准备、暖炉升压、冲转并网、升负荷等典型项目过程。

1．知识目标

◇掌握单元机组典型系统结构以及设备工作原理

◇掌握汽蚀、蠕变、过冷度、过热度、喘振等典型运行概念

◇掌握机组启停曲线的设计原理

◇掌握单元机组的介质流向以及介质流动原理

◇掌握单元机组汽轮机安全系统工作原理

◇掌握单元机组锅炉安全系统工作原理

◇掌握单元机组锅炉燃烧系统结构与工作原理

2．职业技能目标

◇能独立进行锅炉上水

◇能独立进行通风点火

◇能独立进行发电机汽轮机准备

◇能协调进行暖炉升压

◇能协调进行冲转并网

◇能协调进行升负荷

二、项目背景资料

1．机组的启动原则

本机组虽具有中压缸启动方式和高中压缸联合启动方式，但本机组采用高中压缸联合启动方式并采用运行人员自动方式进行启动。当汽轮机第一级后汽缸金属内表面温度低于150℃时应进行高压缸预暖；当调节阀（CV）蒸汽室内壁或外壁温度低于150℃时，在汽轮机启动前必须预热调节阀蒸汽室，以免汽轮机一旦启动调节阀蒸汽室遭受过大的热冲击。

汽轮机启动的冲转参数按不同的启动方式和不同的启动状态以及汽轮机厂给定的启动曲线参数来选定，严格按制造厂规定的升速、升负荷曲线进行启动。

2．除氧器运行注意事项

（1）因碟形喷嘴在运行时流量大小是由水侧压力（凝结水侧压力）与汽侧压力（除氧器工作压力）之间的压差ΔP来决定，ΔP大则喷嘴流量大，ΔP小则喷嘴流量小，因此要求除氧器在滑压允许时除氧器系统能保证除氧器水、汽侧的压力差大小要与机组需要的凝结水量大小（即喷嘴流量大小）相匹配，才能使喷嘴达到最佳的雾化效果，从而保证凝结水在喷雾除氧器段空间的除氧效果。

（2）除氧器高水位信号分四挡：水位高Ⅰ值，报警；水位高Ⅱ值，自动打开高水位溢流阀，当水位降到正常水位时，高水位溢流阀应自动关闭；水位高Ⅲ值，联开除氧器紧急放水电动门；水位高Ⅳ值，强行关闭四抽至除氧器逆止阀A、B及四抽到除氧器电动门。

（3）除氧器在安装后投运前或大修后投运前应进行安全阀动作开启试验。

（4）除氧器启动前（指安装后投运大修或长期停机后投运）应对除氧器系统进行除铁冲洗（用冷除铁或热除铁视具体除铁效果而定）。除氧系统除铁冲洗合格指标是：含铁量小于等于50μg／L，悬浮物的浓度不高于10μg／L。在凝汽器未投真空前，除铁冲洗用水应用补给水箱来水，不应用从凝汽器来水。

（5）在启动过程中不得将凝结水量突然加大到满负荷状态，只有当除氧器压力没有下降趋势时，凝结水量才能上升到最大设计流量。

（6）除氧器上水之初，开启除氧器排氧门约1／2圈（排氧门未关过不用调节），开大除氧器压力调节门前电动隔离门、后手动门，手动开启除氧器压力调节门，控制水温上升率为0．6～2．4℃／min。

（7）除氧器继续缓慢进水加热，上水至正常水位（1800mm），水温维持在60℃，开始进行锅炉上水。

（8）在除氧器继续缓慢上水加热过程中，向锅炉进水，但必须使除氧器进水速度大于向锅炉进水速度，除氧器水位不应低于1200mm。

（9）当锅炉停止上水后，除氧器水温缓慢加热至165℃，当机组并网后即可投入除氧器水箱溢流装置，维持除氧器运行压力为0．147MPa进行大气式除氧。当负荷达20%时，充分开启疏水门以及暖管后可开启本机四段抽汽至除氧器进汽门，关闭辅助联箱至除氧器压力调节门，视情况投入“自动”，除氧器自行进入滑压运行，进行压力式除氧直至机组带满负荷。辅助联箱至除氧器手动门保持开启，稍开疏水备用。

（10）除氧器水位调节投自动，注意除氧器水位调节门动作正常。

（11）除氧器振动产生原因如下：

①投除氧器过程中，加热不当造成膨胀不均，或汽水负荷分配不均；

②进入除氧器的各种管道水量过大，管道振动而引起除氧器振动；

③运行中内部部件脱落；

④运行中突然进入冷却水，使水箱温度不均产生冲击而振动；

⑤除氧器漏水；

⑥除氧器压力降低过快，发生汽水共腾。

3．给水泵运行注意事项

（1）电泵组轴承温度、压力及冷油器进出口温度见表3－1。如果温度异常，可以检查电泵的冷却水回路。

表3－1　电泵组轴承温度、压力及冷油器进出口温度表

续表

（2）给水泵汽蚀产生原因如下：

①除氧器内部压力降低；

②除氧器水箱水位过低；

③给水泵长时间在较小流量或空负荷下运转；

④给水泵再循环门误关或开得过小，给水泵打闷泵；

⑤母管制电厂，给水泵并列运行时，可能出现由于几个泵之间出力不等，而造成出力小的泵时间长了会汽化；

⑥如果是几个泵中有汽动或变频同电动同时运行时，由于汽动或变频泵的转速为可变，可能造成个别泵转速低或出力不匹配等问题，这些问题也可能导致电动泵打不出水。

4．汽蚀产生的原因

电厂凝结水泵、给水泵、循环水泵会发生汽蚀，原因是泵工作压力低，造成吸入端液体汽化，产生气泡，打在叶片上，造成损伤。在一定温度下，压力降低至该温度下液体的汽化压力时，液体便产生气泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以至破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将金属壁击穿。在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。防止方法是增大入口压力，可以用增压泵、改变安装高度（一般都安在地面层）或者增加导轮、改善叶形设计、改善叶片材料等方法。

5．仿真系统电动给水泵的特性

系统配置一台1×30%电动给水泵，电动给水泵组至少能提供设计工况总给水量的30%流量和系统所需要的扬程至锅炉。每台泵组能连续运行而不受损坏的最小流量为额定流量的20%～25%（对应额定工况下的转速）。泵组的结构设计能经受热冲击，当主机甩负荷后，允许给水温度下降速率为2．8℃／s。

电动给水泵组启动前无须暖泵，冷态即可启动，但应保证电动给水泵组自启动至出口参数达到最大工况运行点的时间不超过15s，泵组惰转时间不小于10s。泵的水力平衡装置为平衡鼓或平衡盘结构，通过平衡装置平衡大部分轴向推力，其余轴向力通过推力轴承平衡，整套平衡装置能防止主泵在任何工况下转子轴向窜动。电动给水泵和前置泵轴端密封都是采用机械密封，但形式不一样。主给水泵采用L270／91型，配套的前置泵采用110型，即相当于新标准的B 104型。密封端面密封水源同给水泵，另外在轴封冷却水腔用工业水冷却。