機組啟動過程中的汽輪機沖轉

潘一男

摘 要 汽輪機沖轉是一項運行操作密集、風險大、涉及接口部門多的綜合性生產(chǎn)活動。文章闡述了換料大修啟動過程中汽輪機沖轉的組織措施、技術措施、沖轉過程中的操作要點及常見的故障及其處理措施。

關鍵詞 汽輪機；沖轉；操作要點

中圖分類號：TK267 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0077-02

1 汽輪機沖轉的組織措施

汽輪機沖轉是啟機過程中一項非常重要的綜合性生產(chǎn)活動，同時也是檢驗主機維修質量的一項試驗，需要多個部門、多個專業(yè)配合作業(yè)。包括：

1）技術支持處專業(yè)人員在汽輪機平臺準備好就地監(jiān)測汽輪機的振動。

2）維修電氣人員準備好監(jiān)測汽輪機沖轉過程中發(fā)電機轉子絕緣。

3）維修靜機、轉機人員待命，隨時處理沖轉過程中出現(xiàn)的設備故障。

4）儀控就地儀表和TXP人員待命，隨時處理儀表故障，實施必須的臨時變更。

5）運行處汽輪機專工就位，并提前就汽輪機汽門和調門密封性試驗以及汽輪機停機電磁閥、飛錘注油和汽輪機真超速試驗進行試驗前交底。

汽輪機沖轉前，運行操作人員的分工也需要明確，分為主控室和現(xiàn)場兩個部分：

按照管理程序要求，重大試驗期間，主控室必須按照雙堆操雙機操配置。在汽輪機沖轉過程中，更是如此。不過需要作適當調整。堆操主要的任務就是維持反應堆功率，注意平衡氙毒效應，因此一個堆操即可。機操至少需要配備三個：一個機操負責執(zhí)行汽輪機沖轉操作單，并且在沖轉過程中負責監(jiān)視主機相關的參數(shù)，第二個機操負責二回路汽水循環(huán)設備狀態(tài)的監(jiān)視和調整，第三個機操專門負責監(jiān)視汽輪機振動。輔操在沖轉期間停止其常規(guī)操作，專門負責調節(jié)潤滑油、密封油和發(fā)電機定子冷卻水的溫度。還需要一個人站在后備盤附近，專門負責緊急情況下汽輪機打閘。

現(xiàn)場人員安排主要是常規(guī)島現(xiàn)操的分工：需要三個現(xiàn)操負責調節(jié)油溫、水溫；一個現(xiàn)操負責汽輪機16 m汽機平臺的巡視；一個現(xiàn)操負責汽機廠房轉動設備巡檢。一人機動。

2 汽輪機沖轉的技術措施

每次啟機過程中一個重要的任務就是給汽輪發(fā)電機調配重，重新配重后的汽輪發(fā)電機振動具有一定的不確定性。每次啟動前，必須就汽輪機的振動問題進行討論，振動達到多大，是可以接受的，達到什么值必須停機。啟機前常見的一些閉鎖有：

1）閉鎖汽輪機沖轉到3000 rpm前，相鄰兩個軸承振動大于7.1 mm/s，重新返回到1100 rpm。

2）閉鎖汽輪機相鄰軸承振動大于11.2 mm/s，破壞真空。

3）根據(jù)需要，閉鎖幾個敏感振動測點的保護停機。

同時，汽輪機沖轉前，要會簽一個關于汽輪機沖轉的技術決定，除了決定實施以上閉鎖外，還要決定對幾個敏感振動測點的規(guī)定允許值。這些閉鎖條件一般在汽機配重完成汽機運行穩(wěn)定后撤銷。

3 汽輪機沖轉操作要點及常見故障

當主蒸汽流量大于350kg/s，就可以開始暖機操作了。從最小可監(jiān)測功率到25%Nnom，一般需要不到一個小時的時間。因此，暖機前的一些準備操作要提前準備好，例如：LCT系統(tǒng)充水在線，并投運一臺泵打循環(huán)，3，4#低加汽側在線，LCS系統(tǒng)在線，電氣回路準備，特別是發(fā)電機出口開關試驗。

汽輪機暖機從冷態(tài)開始，當高壓主汽門、主調門殼體溫度大于220℃，高壓缸進汽短管溫度大于60℃，暖機操作就結束了。

核功率升到40%Nnom后，汽輪機啟動沖轉程序沖轉到1100 rpm。

在此過程中，汽輪機振動、油溫一般都沒有太大變化。

汽輪機高低壓汽門和調門的密封性試驗是啟機試驗。通過同步器就地手動控制汽輪機轉速，利用各汽門和調門的活動手輪來依次關閉相應的需要試驗的汽門或調門。驗收準則是：

汽機高壓汽門關閉、高壓調門開啟時轉子轉速不超過700 rpm。

汽機高壓調門關閉、高壓汽門開啟時轉子轉速不超過700 rpm。

汽機高壓汽門、調門均關閉時轉子轉速不超過500 rpm。

在將汽機轉子轉速維持在500 rpm，且同步器和功率限制器位置皆保持不變，且核蒸汽裝置處于穩(wěn)定工況的情況下。

汽機低壓調門關閉、低壓汽門開啟的情況下低壓汽門前壓力不小于-0.05 MPa。

汽機低壓汽門關閉、低壓調門開啟的情況下低壓汽門前壓力不小于-0.05 MPa。

汽機低壓汽門、調門均關閉的情況下低壓汽門前壓力不小于0 MPa。

汽輪機沖轉到3000 rpm。此過程中，汽輪機的振動、軸承烏金溫度、密封瓦烏金溫度、潤滑油溫、密封油溫、低壓缸排氣溫度、高壓缸脹差都會有明顯的變化，在此期間，執(zhí)行沖轉程序的機操要加強監(jiān)視。

在1100 rpm～3000 rpm之間有兩個共振區(qū)：1400 rpm～1650 rpm，2250 rpm～2350 rpm。在這個兩個區(qū)間，汽輪機振動需要密切關注，負責專門監(jiān)視汽輪機振動的機操要對最大的瓦振和軸振連續(xù)監(jiān)視。當振動超出規(guī)程和技術決定允許的范圍，立刻報告值長，值長命令打閘停機。沖轉到3000rpm后，汽輪機的振動還是可能緩慢上漲，但振動大小的分布基本上不會變化。

低壓缸排氣溫度在沖轉到3000 rpm后，也會上升較快，可以通過開大旁排噴淋水的流量來降低或穩(wěn)定低壓缸排氣溫度。同時，要注意凝結水系統(tǒng)流量、壓力的變化。

在沖轉過程中，一般在1500 rpm以前潤滑油溫變化都不大。在1500 rpm以后，潤滑油溫會有一個很快的上升。密封油溫一般在沖轉到3000 rpm后，才開始快速上漲。

此外，在沖轉到3000 rpm過程中，也要密切監(jiān)視凝結水水質，凝結水泵入口濾網(wǎng)的壓差需要定期巡視，必要時及時切換凝結水泵。

汽輪機成功沖轉到3000 rpm，完成汽輪機振動和轉子絕緣測量后，進行停機電磁閥試驗、飛錘注油試驗和汽輪機真超速試驗。

停機電磁閥試驗包括：1）主控室后備盤停機按鈕停機（如果之前已經(jīng)用過該按鈕停機，則可以省去此操作）；2）就地兩個停機電磁閥分別試驗停機。

飛錘注油試驗包括：1）使用飛錘拉桿，切除飛錘，分別試驗兩個飛錘動作信號；2）將飛錘注油滑閥置空載位置，分別對兩個飛錘注油，驗證飛錘動作的轉速。

真超速試驗，通過手動控制同步器，人為提升汽輪機轉速，使汽輪機超速保護動作。這個試驗風險比較大。主要是如果超速保護失效，汽輪機就有轉速飛升的危險，其嚴重的后果是顯而易見的。因此，試驗前一定要就防止汽輪機轉速飛升制定預案。預案大致分三步：1）當汽輪機轉速達到3300rpm應立即打閘停機；2）打閘停機后，如果轉速超過3300rpm且繼續(xù)上升時，立即關閉蒸汽供應閥門和汽機調速系統(tǒng)油泵；汽輪機真超速試驗的驗收準則為：超速飛錘動作時汽機轉子轉速范圍為3270 rpm～3300 rpm。

另外，在停機電磁閥試驗、飛錘注油試驗和汽輪機真超速試驗過程中存在引起系統(tǒng)參數(shù)劇烈波動的風險，特別是凝結水系統(tǒng)試驗過程中也要關注，必要時要加以干預。

參考文獻

[1]陳江龍.基于有限元的汽輪機轉子低周疲勞壽命預測與在線系統(tǒng)可靠性研究[D].浙江大學，2005.endprint