三菱F4 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組供熱模式切換

王維萌 宋亞軍 吳 昕 司派友

（國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學研究院（華北電力科學研究院有限責任公司））

北京市四大燃氣熱電中心均選用燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組，其典型一拖一模式包括1 臺燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)及其附屬余熱鍋爐和1 臺蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)；典型二拖一模式則多出1 臺燃氣輪機及其附屬余熱鍋爐［1～8］。為滿足熱電聯(lián)產(chǎn)需求，聯(lián)合循環(huán)供熱機組蒸汽輪機的汽水系統(tǒng)在中低壓缸聯(lián)通管上設(shè)置了抽汽管道與熱網(wǎng)相聯(lián)；同時，為了實現(xiàn)供熱工況的靈活可調(diào)，相比于常規(guī)燃煤機組汽輪機軸系，聯(lián)合循環(huán)供熱機組蒸汽輪機通過將發(fā)電機前置并在中壓與低壓轉(zhuǎn)子之間設(shè)置SSS 離合器，實現(xiàn)了低壓轉(zhuǎn)子與整體軸系的在線降速脫離與升速并入功能［9～11］。 筆者主要介紹三菱F4 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組不同供熱模式的切換方法，為后續(xù)同類型機組供熱季的安全穩(wěn)定運行提供技術(shù)支撐和保障。

1 機組概況

某電廠采用一套三菱F4 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組，形式為二拖一，分三軸布置。 該機組主要為調(diào)峰運行，也可帶基本負荷運行。 運行工況分為純凝、抽凝供熱和背壓供熱3 種（圖1），可分別滿足較大供電、部分供熱和較大供熱的不同功能需求。

圖1 3 種運行工況

在非采暖季， 汽輪機以純凝模式 （圖1a）運行，高中低壓轉(zhuǎn)子同軸運行，中低壓缸聯(lián)通管處無抽汽供熱；在采暖季，供熱與電負荷的關(guān)系為以熱定電，汽輪機采用抽凝與背壓兩種供熱模式切換運行［12，13］：

a. 當采暖季外界環(huán)境溫度較高時，在滿足低壓缸最小進汽量的前提下，若汽輪機最大供熱抽汽量匹配熱網(wǎng)負荷要求，則機組保持抽凝供熱模式（圖1b）運行，此時高中低壓轉(zhuǎn)子仍保持同軸運行，中低壓缸聯(lián)通管處有抽汽供熱；

b. 當采暖季外界環(huán)境溫度較低時，汽輪機最大供熱抽汽量不能滿足對外供熱需求，則機組切換為背壓供熱模式（圖1c）運行，此時通過操作SSS 離合器脫扣使低壓轉(zhuǎn)子在線降速最終脫離軸系，同時通過關(guān)閉中低壓缸聯(lián)通管蝶閥使原進入汽輪機低壓缸用于發(fā)電的蒸汽，全部進入熱網(wǎng)加熱器供熱，減少發(fā)電用蒸汽量，增加供熱用蒸汽量。

在抽凝和背壓供熱時，還可利用安裝在給水省煤器下游的熱網(wǎng)節(jié)能換熱器充分吸收來自余熱鍋爐的煙氣，為熱網(wǎng)提供輔助熱源。 在事故工況下，還可采用將汽輪機全切的方式使爐側(cè)高中低壓蒸汽通過旁路進入熱網(wǎng)加熱器，保證熱負荷穩(wěn)定。

2 動態(tài)切換前的準備工作

為了保證動態(tài)切換過程安全穩(wěn)定進行，作為切換操作的核心部件，首先要確保SSS 離合器正常運行。 因此在動態(tài)切換前，應(yīng)對SSS 離合器的嚙合、脫開、鎖定和解鎖功能是否完善可靠進行驗證調(diào)試，上述調(diào)試工作需在SSS 離合器相關(guān)的機務(wù)或熱控檢修工作完成后進行， 保證靜態(tài)下SSS 離合器嚙合/脫開工作正常、指示正確；鎖定、解鎖工作正常、指示正確；相關(guān)測量裝置工作正常。 其次，還要做好其他準備工作。

2.1 SSS 離合器靜態(tài)調(diào)試

SSS 離合器靜態(tài)調(diào)試具體步驟如下：

a. SSS 離合器靜態(tài)調(diào)試前，確定離合器安裝或檢修工作結(jié)束，處于原始嚙合狀態(tài)。 檢查盤車系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)調(diào)試完畢，可投入使用，頂軸高度已調(diào)節(jié)完畢（無頂軸油系統(tǒng)可略去此步），軸系已具備轉(zhuǎn)動條件。 檢測熱工測量裝置測試整定完畢，可以正常投用。 具備上述條件后，開始進行靜態(tài)功能調(diào)試。

b. 鎖止裝置調(diào)試。在離合器處于原始嚙合狀態(tài)、鎖止狀態(tài)時，遠方發(fā)出離合器解鎖指令，現(xiàn)場確認伺服機構(gòu)動作， 帶動鎖止環(huán)移動至解鎖位，并確認遠方收到解鎖反饋。 然后遠方發(fā)出鎖定指令，現(xiàn)場確認伺服機構(gòu)動作，帶動鎖止環(huán)移動到鎖定位，確認遠方收到鎖定反饋，此步結(jié)束。 此步驟目的是確保鎖止機構(gòu)運動無卡澀，靜態(tài)調(diào)試期間能夠正常鎖定從動件與中間件；檢查伺服機構(gòu)限位開關(guān)是否正常，遠方鎖定與解鎖的指令和反饋是否正常。

c. 遠方發(fā)出解鎖指令，鎖止裝置處于解鎖狀態(tài)。 此時盤動高中壓轉(zhuǎn)子，由于高中壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，因此離合器應(yīng)該脫開。 現(xiàn)場確認低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于高中壓轉(zhuǎn)子，則表示離合器已經(jīng)脫開， 遠方確認離合器脫開反饋是否正常。 離合器脫開后，繼續(xù)盤動高中壓轉(zhuǎn)子，低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速仍然低于高中壓轉(zhuǎn)子，處于隨動狀態(tài)（注：由于此時高中壓轉(zhuǎn)子速度太低，低壓轉(zhuǎn)子幾乎處于靜止狀態(tài)）。 停止盤動高中壓轉(zhuǎn)子，則軸系慢慢惰走至靜止。 此步驟目的是確認離合器脫開功能正常， 在高中壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，能夠自動脫開。

d. 重新啟動盤車，盤動低壓轉(zhuǎn)子，由于低壓轉(zhuǎn)子速度高于高中壓轉(zhuǎn)子， 離合器開始嚙合，現(xiàn)場確認高中壓轉(zhuǎn)子與低壓轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，代表已經(jīng)嚙合成功，確認遠方離合器嚙合反饋是否正常。 嚙合后，高中壓轉(zhuǎn)子與低壓轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，遠方發(fā)指令將離合器鎖定。 鎖定后，停盤車，軸系慢慢惰走至靜止。 此步驟目的是確認離合器的嚙合功能正常，低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于高中壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，離合器能夠自動嚙合。

e. 鎖止裝置處于鎖止狀態(tài)， 盤動高中壓轉(zhuǎn)子，由于鎖止環(huán)的作用，低壓轉(zhuǎn)子和高中壓轉(zhuǎn)子一起動作。 停止盤動高中壓轉(zhuǎn)子，軸系惰走至零轉(zhuǎn)速。 此步驟目的是確認在鎖止狀態(tài)，力矩仍能夠從從動件傳遞至主動件。

f. 鎖止裝置處于鎖止狀態(tài)，盤動低壓轉(zhuǎn)子，則由于鎖止環(huán)的作用，高中壓轉(zhuǎn)子隨低壓轉(zhuǎn)子一起動作，并且沒有轉(zhuǎn)速差。 此步驟的目的是最終確認嚙合與鎖止功能同時運轉(zhuǎn)正常。

2.2 準備工作

熱工專業(yè)需檢查DEH、TCS 和DCS 系統(tǒng)中涉及抽凝-背壓切換的全部監(jiān)控測點、 遠方控制裝置、燈光音響報警信號、事故按鈕、聯(lián)鎖、保護、順控功能邏輯已完成模擬和傳動試驗，且各項定值整定正確；檢查汽輪機、燃汽輪機、余熱鍋爐主保護、大聯(lián)鎖邏輯正確投入、確認切換過程應(yīng)退出的保護和聯(lián)鎖已強制。

機務(wù)專業(yè)需掌握最新且完整的 “二拖一”機組熱力系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)，用于動態(tài)切換過程監(jiān)視核對系統(tǒng)運行狀態(tài)；檢查汽輪機閥門活動性試驗已完成，重點檢查MESV、MECV 和ELCV 的活動性試驗數(shù)據(jù)，確保開關(guān)功能正常；檢查備用潤滑油泵、備用真空泵和頂軸油泵（無頂軸油系統(tǒng)可略去此步）啟停試驗已完成；檢查燃汽輪機、汽輪機、余熱鍋爐、熱網(wǎng)和各輔助系統(tǒng)均處于穩(wěn)定狀態(tài)且運行良好， 無影響切換過程進行的設(shè)備缺陷， 且熱網(wǎng)系統(tǒng)和凝結(jié)水系統(tǒng)要具備調(diào)節(jié)余量，確保凝泵前置泵、凝泵和循環(huán)水泵有可靠備用。

網(wǎng)調(diào)、 熱調(diào)部門已批準供熱模式動態(tài)切換，AGC 控制、負荷協(xié)調(diào)模式切除，機組電負荷和熱負荷均可自行及時調(diào)整滿足切換設(shè)計需求。

3 抽凝-背壓動態(tài)切換

3.1 系統(tǒng)調(diào)整確認

系統(tǒng)調(diào)整時，首先需要保證機組在相應(yīng)工況下運行， 如表1 中典型二拖一機組額定工況所示，參考75%最大抽凝工況來設(shè)定，則工況切換時聯(lián)合循環(huán)總發(fā)電量定為650 MW 左右，以滿足抽凝轉(zhuǎn)背壓時汽輪機電負荷應(yīng)不低于70 MW 這一條件，同時又不會因汽輪機電負荷過高導致切換時對熱網(wǎng)產(chǎn)生較大影響。 另外，在TCS 界面還要檢查并滿足HPCV、IPCV 和LPCV 處于壓力控制模式、ELCV 處于手動控制、MECV 處于中壓缸排汽壓力控制模式（簡稱中排壓控模式）等啟動允許邏輯條件。

表1 典型二拖一機組額定工況滿負荷參數(shù)

其次，增加熱網(wǎng)熱量，逐步關(guān)閉MECV。 在TCS 畫面， 通過DEH 操作設(shè)定， 手動緩慢增大ELCV 開度，逐漸增加熱網(wǎng)側(cè)抽汽量。 此時，中排壓控模式為了保證中排壓比處于安全控制范圍內(nèi)會自動逐步關(guān)小MECV 開度。關(guān)閉過程中既要時刻注意中排壓力和中排壓比的變化，還要密切適時配合調(diào)整熱網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)。

然后，調(diào)整機組至最大抽凝工況。 繼續(xù)手動增加ELCV 開度， 使MECV 關(guān)閉到最小開度，約9%（此開度可在前期通過試驗方法獲得， 具體操作方法是在抽凝工況下保持兩臺燃汽輪機負荷不變，解除MECV 最小開度限制，手動緩慢開大ELCV 使MECV 在中排壓力控制下自動逐步關(guān)小，直至低壓缸末級靜葉持環(huán)或低壓缸排汽溫度在不投低壓缸噴水的前提下有上升趨勢）， 并觸發(fā)鎖死邏輯，使MECV 保持該開度不變進而保證低壓缸最小通流量防止鼓風效應(yīng)產(chǎn)生。 這時汽輪機已處于對應(yīng)負荷下的最大抽凝工況，記錄汽輪機本體和熱網(wǎng)系統(tǒng)各參數(shù)。

上述操作過程中，在注意監(jiān)視中壓缸排汽壓力和中壓缸壓比變化的同時，還要注意監(jiān)視熱網(wǎng)汽側(cè)的擾動，如熱網(wǎng)加熱器水位波動等。 為使中排壓控模式能夠全程自動調(diào)整汽輪機中壓缸壓比在6.0～6.5 的合適區(qū)間內(nèi)平穩(wěn)變化并且使熱網(wǎng)汽側(cè)擾動達到最小，要求對于ELCV 的手動操作一定要平緩。 對于熱網(wǎng)循環(huán)水側(cè)，為防止熱網(wǎng)循泵入口壓力過低、熱網(wǎng)出水溫度過高，還應(yīng)適時調(diào)整熱網(wǎng)循環(huán)水流量。 各熱網(wǎng)加熱器的進汽電動門可保持全開，可單獨采用ELCV 對熱網(wǎng)汽側(cè)進行截流。 若有特殊情況，也可配合ELCV 的開度采用各熱網(wǎng)加熱器進汽電動門進行二次截流。

切換操作前再次調(diào)整熱網(wǎng)側(cè)參數(shù)。 機組達到最大抽凝工況后，為容納由抽凝切換至背壓時瞬間進入熱網(wǎng)系統(tǒng)的增量蒸汽，要提前調(diào)整熱網(wǎng)系統(tǒng)運行參數(shù)。 理想方式為增加熱網(wǎng)循環(huán)水流量，以降低熱網(wǎng)循環(huán)水出水溫度（調(diào)節(jié)流量時要注意熱網(wǎng)循泵入口壓力不可過低以致觸發(fā)汽蝕）。 以某F4 型二拖一機組為例， 熱網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)可做如下調(diào)整：熱網(wǎng)循泵3～4 臺運行，增加熱網(wǎng)循環(huán)水流量至8 200 t/h（共4 臺熱網(wǎng)循泵，單臺額定流量3 585 t/h）；熱網(wǎng)供水溫度調(diào)整至約90～95 ℃；將熱網(wǎng)加熱器調(diào)整為4 臺運行（共4 臺），并且校對4 臺熱網(wǎng)加熱器遠方與就地水位顯示一致，控制各熱網(wǎng)加熱器水位為正常值。

最后，切換操作前調(diào)整凝結(jié)水系統(tǒng)參數(shù)。 檢查確認凝泵前置泵再循環(huán)手動門全開、調(diào)閥已送電并在遠方控制方式； 檢查確認凝汽器水位正常；保證至少兩臺前置泵運轉(zhuǎn)，另一臺投備。 前置泵再循環(huán)調(diào)閥開至80%以上開度，調(diào)整前置泵出口母管調(diào)閥至一合適開度或調(diào)節(jié)前置泵變頻器至合適頻率并保持手動可調(diào)狀態(tài)，同時派專人隨時準備操作。

另外，檢查汽輪機本體運行參數(shù)，確認各瓦處轉(zhuǎn)子振動、瓦溫、各瓦回油溫度、缸脹、脹差、軸位移及SSS 離合器兩側(cè)軸承不對中度等參數(shù)穩(wěn)定無異常；汽輪機控制系統(tǒng)無異常報警。

3.2 切換操作步驟

切換操作步驟如下：

a. 在抽凝至背壓模式切換過程中，ELCV 自動投入之前，中排壓力會升高、中排壓比降低，故當MECV 達到最小開度限制后，需繼續(xù)手動打開ELCV， 從而使中排壓力稍低于正常運行控制設(shè)定值以便后續(xù)切除低壓缸時中排壓比易于調(diào)節(jié)在安全范圍內(nèi)。 但ELCV 不可開度過大，否則中排壓力將難以維持穩(wěn)定并影響低壓缸最小通流量造成鼓風效應(yīng)。

b. 在TCS 界面檢查并確認抽凝切換至背壓工況 （即低壓缸切除） 啟動允許條件已滿足，在DCS 上選擇“模式一”（即背壓模式）并在TCS 界面進行切換操作。

c. 遠方操作SSS 離合器油壓開關(guān)，使SSS 離合器鎖定按鈕處于解鎖位。

d. 當SSS 離合器解鎖后， 遠方操作將ELCV由手動控制模式切換為自動控制模式，并設(shè)為自動跟蹤中壓缸排汽壓力的變化， 即投入中排壓控模式。

e. 當ELCV 投入中排壓控后， 遠方操作MECV 退出中排壓控模式， 并按一定速率關(guān)閉，關(guān)閉速率可設(shè)定為每分鐘5%。

f. 當MECV 全關(guān)后，延時1 min 關(guān)閉MESV，當MESV 全關(guān)后，抽凝轉(zhuǎn)背壓過程結(jié)束，低壓缸進入惰走階段。

3.3 切換及惰走過程注意事項

切換及惰走過程注意事項如下：

a. 切換操作在關(guān)閉MECV 過程中，會導致中排壓力上升，這時要注意觀測ELCV 在中排壓控模式下是否能將中排壓比控制在正常范圍內(nèi)。 切換全程均要預判中排壓力和中排壓比的變化趨勢，若MECV 或ELCV 無法自動調(diào)節(jié)中排壓力和壓比時，需立即停止切換操作。

b. 切換全程嚴密監(jiān)視熱網(wǎng)加熱器運行參數(shù)。檢查熱網(wǎng)加熱器水位變化趨勢，必要時手動干預調(diào)整， 防止加熱器水位波動過大造成加熱器解列。 監(jiān)視熱網(wǎng)疏水泵運行參數(shù)變化趨勢，當發(fā)生疏水泵出口壓力小于前置泵使加熱器水位升高等異常情況，需迅速減小前置泵出口母管調(diào)閥開度并調(diào)整前置泵再循環(huán)調(diào)閥開度。 監(jiān)視熱網(wǎng)供水溫度上升趨勢， 穩(wěn)定后溫度應(yīng)小于120 ℃（溫升約10 ℃）。

c. 切換全程嚴密監(jiān)視凝汽器水位變化，手動調(diào)整前置泵再循環(huán)調(diào)閥、出口母管調(diào)閥或變頻器頻率以控制凝汽器維持在正常水位。 若工況穩(wěn)定， 將上述調(diào)閥和變頻器全部投入自動控制方式，并及時調(diào)整前置泵組投運數(shù)量，保證時刻有一臺前置泵運行，另兩臺投備。 若凝汽器水位快速下降， 及時調(diào)整凝汽器補水閥開度控制水位?？傊?，要保證切除低壓缸的過程中對各系統(tǒng)擾動達到最小。

d. MECV 全關(guān)后， 低壓缸轉(zhuǎn)子進入惰走狀態(tài)。 檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是否持續(xù)下降，直至達到隨動轉(zhuǎn)速（約300 r/min）后保持穩(wěn)定。 若有頂軸油系統(tǒng)，還需檢查低壓轉(zhuǎn)子惰走至聯(lián)啟轉(zhuǎn)速時，頂軸油泵是否動作，若未啟動需快速手啟。

e. 轉(zhuǎn)子惰走期間， 全面記錄汽輪機本體參數(shù)， 尤其是低壓缸和SSS 離合器相關(guān)各瓦振動、溫度、回油溫度、SSS 離合器兩側(cè)軸承不對中度以及低壓缸缸脹、脹差、軸位移、偏心、排汽溫度、末級靜葉持環(huán)溫度、真空、汽輪機潤滑油壓力和低壓缸頂軸油壓隨轉(zhuǎn)子惰走的變化趨勢。

f. 監(jiān)視低壓缸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化趨勢。 當MESV 全關(guān)后， 若在規(guī)定的較短時間內(nèi)低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未下降到設(shè)定值，則無論是因為SSS 離合器未完全脫開還是因為MESV 和MECV 不嚴大量漏汽，均需在TCS 內(nèi)部直接強制快速全開MESV， 并將MECV 恢復到最大抽凝工況下對應(yīng)的最小開度，同時適當增加汽輪機負荷使機組重新轉(zhuǎn)回抽凝模式。 記錄轉(zhuǎn)子最終穩(wěn)定時的隨動轉(zhuǎn)速，若隨動轉(zhuǎn)速過低或過高，應(yīng)嚴密監(jiān)視低壓缸和SSS 離合器的相關(guān)參數(shù)，必要時手動打閘。若隨動轉(zhuǎn)速小于50 r/min，汽輪機應(yīng)直接手動打閘保護SSS 離合器；若隨動轉(zhuǎn)速大于500 r/min， 則還需視現(xiàn)場情況而定， 若因SSS 離合器處仍未完全脫開發(fā)生打齒則應(yīng)打閘；若因MESV 和MECV 不嚴少量漏汽，則還需綜合考慮低壓缸末級靜葉持環(huán)或低壓缸排汽溫度在不投低壓缸噴水前提下的溫升情況和切換整體進行情況，確定是否重新轉(zhuǎn)回抽凝模式。 若50 r/min＜隨動轉(zhuǎn)速＜300 r/min 還應(yīng)及時調(diào)整盤車電機聯(lián)鎖啟動的轉(zhuǎn)速設(shè)定（原設(shè)定300 r/min）。

3.4 背壓工況負荷變動

待聯(lián)合循環(huán)機組在背壓工況下穩(wěn)定運行后，根據(jù)熱力系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)（表2）在DCS 協(xié)調(diào)控制畫面內(nèi)逐漸改變機組負荷，負荷調(diào)整幅度可根據(jù)情況從10 MW 逐漸增加， 觀察和記錄變動過程中機組和熱網(wǎng)各項運行參數(shù)。

表2 動態(tài)切換負荷安排

4 背壓-抽凝動態(tài)切換

4.1 系統(tǒng)調(diào)整確認

首先，注意調(diào)整凝泵前置泵運行方式，必要時啟動第2 臺前置泵，防止低壓缸進汽后造成凝汽器水位超限；其次，注意調(diào)整循環(huán)水泵運行方式，切換前啟動第2 臺循環(huán)水泵，防止低壓缸進汽量增大凝汽器真空無法維持；再次，切換過程中若真空急劇下降無法維持，應(yīng)隨時準備啟動第2 臺真空泵；最后，在TCS 界面中，背壓切換至抽凝的啟動允許需同時滿足下述條件：

a. 低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于300 r/min，即處于隨動轉(zhuǎn)速， 則邏輯判斷機組運行狀態(tài)已進入背壓模式；

b. 抽凝轉(zhuǎn)背壓流程全部完畢， 包括MESV、MECV 全關(guān)且ELCV 投入壓控等；

c. SSS 離合器兩側(cè)軸承不對中度在+0.25～-0.15 mm 之間；

d. 低壓轉(zhuǎn)子偏心小于50 μm；

e. 聯(lián)通管疏水閥全開。

為滿足以上條件，除在切換前檢查確認b、c、d 各項條件是否滿足外，還需在DCS 界面手動打開聯(lián)通管道相關(guān)疏水閥并確定TCS 系統(tǒng)接收到其全開反饋信號，并等待疏水管道溫度達到要求從而完成疏水操作。 同時，若低壓轉(zhuǎn)子隨動轉(zhuǎn)速大于300 r/min，則還需在TCS 邏輯中對背壓模式的低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速判斷定值進行修改以滿足該條件。

4.2 切換操作步驟

切換操作步驟如下：

a. 在TCS 界面檢查確認背壓切換至抽凝（即低壓缸沖轉(zhuǎn)）的啟動允許條件已滿足，在DCS 上選擇“模式三”（即抽凝模式）并在TCS 界面進行切換操作；

b. 遠方打開MESV 閥；

c. 當MESV 全開后，遠方操作使MECV 投入轉(zhuǎn)速控制模式， 這時MECV 閥位逐漸自動增加，使低壓缸進汽沖轉(zhuǎn)，且低壓轉(zhuǎn)子目標轉(zhuǎn)速直接設(shè)為3 000 r/min，不需中停暖機操作。 低壓轉(zhuǎn)子升速過程中其升速率最大不超過每分鐘300 r/min。此時ELCV 仍處于中排壓控模式下；

d. 當?shù)蛪恨D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與高中壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速偏差達到±3 r/min 以內(nèi)時， 延時5 s， 遠方操作鎖定SSS 離合器；

e. 當SSS 離合器鎖定后，遠方操作使MECV由轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)為中排壓控；

f. 當SSS 離合器鎖定且MECV 處于中排壓控全部完成后，遠方操作使ELCV 由中排壓控轉(zhuǎn)為手動控制。這時手動關(guān)小ELCV，則MECV 在中排壓控作用下開至最大抽凝工況下對應(yīng)的最小開度（9%）以上，具備調(diào)節(jié)功能；

g. 最后手動關(guān)閉相關(guān)聯(lián)通管疏水閥。

4.3 低壓缸沖轉(zhuǎn)過程注意事項

低壓缸沖轉(zhuǎn)過程注意事項如下：

a. 在低壓缸沖轉(zhuǎn)過程中要時刻監(jiān)視汽輪機軸系振動情況，特別監(jiān)視低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升至臨界轉(zhuǎn)速區(qū)（800～1 500 r/min）時低壓缸和SSS 離合器的振動情況；

b. 若有頂軸油系統(tǒng)，檢查低壓轉(zhuǎn)子升速至聯(lián)停轉(zhuǎn)速時，頂軸油泵是否動作；

c. 在低壓缸沖轉(zhuǎn)過程中應(yīng)全面監(jiān)視并記錄汽輪機本體參數(shù)，尤其是低壓缸和SSS 離合器相關(guān)各瓦振動、溫度、回油溫度、SSS 離合器兩側(cè)軸承不對中度以及低壓缸缸脹、 脹差、 軸位移、偏心、排汽溫度、末級靜葉持環(huán)溫度、真空、汽輪機潤滑油壓力和低壓缸頂軸油壓伴隨低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升的變化趨勢；

d. 低壓缸沖轉(zhuǎn)過程中， 應(yīng)保持熱網(wǎng)負荷穩(wěn)定，保持中排壓力和中排壓比穩(wěn)定。 因此需密切監(jiān)視中排壓力和中排壓比隨低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升的變化趨勢。 在MECV 為轉(zhuǎn)速自動控制時，程控系統(tǒng)會根據(jù)參數(shù)變化通過中排壓控調(diào)整ELCV開度，保持中排壓力和中排壓比穩(wěn)定；在MECV轉(zhuǎn)變?yōu)橹信艍嚎睾?，ELCV 解除中排壓控變?yōu)槭謩樱瑒t系統(tǒng)會根據(jù)ELCV 開度的變化通過中排壓控自動調(diào)整MECV 開度，保證熱網(wǎng)負荷需求的同時維持中排壓力和中排壓比穩(wěn)定；

e. 在低壓轉(zhuǎn)子升速過程中，若低壓轉(zhuǎn)子實際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速偏差超過規(guī)定值，延時一定時間程控系統(tǒng)關(guān)閉MESV 和MECV 使機組重新轉(zhuǎn)回背壓工況； 當?shù)蛪恨D(zhuǎn)子成功定速3 000 r/min 時，檢查并確認SSS 離合器嚙合反饋是否正確，并嚴密監(jiān)視嚙合時SSS 離合器和汽輪機軸系的振動變化情況；

f. 低壓缸沖轉(zhuǎn)過程中，出現(xiàn)振動持續(xù)增大，或中排壓力及中排壓比無法維持等情況，需停止切換過程，手動關(guān)閉MESV 與MECV。

5 成果實際應(yīng)用

三菱F4 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組作為北京市四大熱電中心的主力機型，其汽輪機容量可達300 MW 以上，滿足了大流量抽汽供熱的現(xiàn)實需求。 并且通過在高中壓和低壓軸系之間設(shè)置SSS 離合器可實現(xiàn)低壓缸在線解列，進而實現(xiàn)將高中壓模塊當作背壓機組單獨運行的功能，使原本進入低壓缸發(fā)電的蒸汽全部用來供熱。 對比表3 某電廠典型二拖一機組狀態(tài)切換前后數(shù)據(jù)，汽輪機由抽凝切至背壓后，在燃汽輪機電負荷基本不變的情況下，汽輪機供電負荷僅減少了9 MW，供熱蒸汽量卻增加了71 t/h。 由此可見，通過設(shè)置抽凝與背壓兩種不同供熱工況的切換，顯著提高了供熱季聯(lián)合循環(huán)機組熱電比，并響應(yīng)了電負荷減少、 熱負荷增加的快速靈活多變需求，實現(xiàn)了熱電解耦的核心思想。

表3 機組狀態(tài)切換前后主要參數(shù)對比

6 結(jié)束語

國內(nèi)的三菱F4 級機組在商業(yè)運行前， 并未形成一套統(tǒng)一成熟的供熱模式切換方法，以滿足同類型機組在抽凝與背壓模式之間的安全穩(wěn)定在線切換。 因此，針對應(yīng)用于北京市四大熱電中心的三菱F4 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組，進行了投產(chǎn)后的實際抽凝-背壓模式切換研究，并充分考慮切換過程中汽輪機系統(tǒng)和熱網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)穩(wěn)定，最終歸納總結(jié)出了一套可適用于同類型機組的切換方案。 經(jīng)現(xiàn)場實踐驗證，效果良好，設(shè)計的切換方案安全、高效。 目前，該方案已被相關(guān)電廠作為標準操作方法，在每年的供熱季進行工況切換時使用，為真正實現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)供熱機組的熱電解耦功能提供了技術(shù)支撐。