（华润电力（常熟）有限公司 江苏常熟 215536）
摘要：汽轮机厂采用通流改造技术对现有汽轮机进行改造，这在一定程度上提高了汽轮机的经济性和出力，降低了机组运行煤耗，但是为了降低汽封漏气提高效率，对汽封进行了改造，采用了新型汽封，所以汽轮机动静间隙相对变小，这就导致机组启动过程中对汽轮机的胀差控制要求更加的严格。为避免启动过程中由于胀差控制不当，导致汽轮机动静摩擦，本文针对冷态启动过程中包括高压缸预暖、中速暖机、并网、切缸、升负荷各个阶段胀差的控制要点和方法进行分析，确保汽轮机启动过程中的安全可控。
关键词：汽轮机;胀差;总胀;动静摩擦;闷缸;中速暖机
1概述
我公司为东方汽轮机厂生产制造的超临界压力、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机，型号为：CLN650-24.2/566/566。其中高压第2~4级隔板汽封、过桥汽封第1列采用防旋汽封，其余采用DAS汽封，动叶片改用自带冠高低齿，轴端汽封仍采用自密封形式的轴封系统。为了防止启动过程中因转子与汽缸膨胀不一致导致动静摩擦引起事故，所以在冷态启动过程中要充分考虑蒸汽参数控制、暖机方式优化等重要因素，在启动的各个阶段进行严格的控制，保证转子与汽缸的膨胀之差始终在合理范围内。
2启动过程中胀差控制难点分析
我公司对锅炉A层燃烧器进行了微油改造，制粉系统过早投入造成锅炉火焰中心上升，主、再热汽温上升速率远大于汽压上升速率，为了防止锅炉管壁氧化皮脱落，锅炉蒸发量达200T/H之前不允许投入减温水，所以汽温难以控制，难以满足汽轮机冷态冲转参数要求。
汽机冷态启动，蒸汽参数温度过高会导致汽轮机暖机过程中造成转子膨胀速度过快，而缸涨太慢引起正胀差偏大甚至达报警值。加上通流改造后汽轮机动静间隙变小，可能未达胀差报警值就已经出现磨碰。动静部分出现磨碰最直观的现象就是随着胀差的增大，对应轴承的振动开始缓慢上涨，到后期振动会加速上升，若不采取有效手段磨碰严重可能会导致转子局部热变形，甚至造成转子弯曲，盘车时偏心较大，甚至无法正常投入盘车，存在较大的操作风险。
由于汽轮机转子与汽缸的换热条件不同，转子换热速度快，所以汽缸的换热速度是制约胀差控制的关键因素，如何在各个阶段提高汽缸换热速率，降低转子换热速率，保证胀差可控情况下，使高中压缸总胀能充分胀出，是我们要充分考虑的事情。
3高压缸倒暖阶段
汽轮机说明书要求汽轮机冲转前应保证高压缸第一级温度高于150℃，否则应进行预暖。为了保证高压缸有充分的预暖时间，我厂采用辅汽进行倒暖。而且辅汽温度相对较低，只要控制合理的温升速率不用担心胀差上升过快。但是辅汽倒暖要注意控制高排压力不得大于0.5Mpa，否则可能会将汽轮机冲动，也会给汽轮机轴承增加附加推力。
高压缸倒暖温度不应局限于150℃，当高压缸第一级金属壁温达150℃后，倒暖不应停止。此时为了节省后续阶段的总胀的膨胀时间，应保持继续暖机状态，控制一定的预暖汽量和速率，监视好上下缸温差，总胀会继续上涨，胀差在达到一定值后会趋于稳定。最终将高压缸缸温暖至180℃至200℃可考虑闷缸。
4冲转参数选择
由于锅炉汽温上升速率要快于汽压，当主汽温达400℃时，锅炉侧蒸发量大约60-70T/H，锅炉分离器压力大概5-6Mpa，此时将汽轮机冲至3000rpm动力略显不足，但是只要通过高、低旁调整再热器压力0.7Mpa至1Mpa，进行1500rpm中速暖机的汽量已经足够。
选择此时冲转既能保证冲转蒸汽与汽轮机缸温偏差最小，又能满足冲转的基本要求，对于暖机过程中的胀差控制至关重要。
5中速暖机控制
我厂汽轮机暖机控制转速为1500rpm，冲转初期开启高压调阀，待汽轮机转速至400rpm时，高调开度固定，中压调阀开启继续冲转至1500rpm并保持转速稳定。由于冲转蒸汽参数偏低，整体暖机速率会偏慢，为了避免造成发电机延迟并网，有必要对高调阀的开度进行调整。
通过高调流量偏置增加高调开度，加大高压缸进汽是提高暖机速率的有效手段，一方面通过偏置加大高压缸进气量，一方面通过降低凝汽器真空来增大冲转的蒸汽量。由于温升速率观察要相对滞后，实际操作时可以将高压缸排汽压力作为观测暖机速率的控制指标，从而实现暖机速率的量化控制。
增加高调阀偏置会导致中压缸进汽量减少，加上早期倒暖时高压缸预暖温度已经提高，要防止操作时造成高压缸预暖速率与中压缸预暖速率不一致，保证要中压缸温升速率应不低于高压缸，要保证预暖结束时中压缸温度最后可以追上和超过高压缸温度。若想提高高压缸暖机速率又不想降低中压缸暖机速率，可以考虑节流VV阀前电动阀，加大鼓风摩擦提高暖机效果。或者提高汽轮机暖机转速，提高总体进汽量，用低温度大流量的蒸汽进行暖机效果会更好，但是提高暖机转速要注意避开各转子的临界转速。
整个暖机过程中要重点监视高中压缸的胀差和总胀的膨胀速率，我厂汽轮机高中压缸正胀差报警为10.3mm，跳闸值为11.6mm，为了给启动后期留有裕度，在暖机过程中高中压缸总胀达到12mm之前，高中压缸胀差应不超过8.0mm。暖机结束时要确认胀差开始回落，总胀继续上涨，这说明当前温度参数下，汽缸膨胀速度已经追上和超过了转子膨胀速度，总胀已充分胀出。
6并网、切缸、升负荷
发电机并网带初始负荷后，锅炉热负荷增加，汽轮机进气量增大，胀差会再次上涨，此时汽量增大不可避免，所以要避免汽温大幅度上涨，在初始负荷下可适当暖机，直到确认胀差稳步回落再进行切缸操作。切缸完成后，高压缸进汽接待负荷，高中压缸胀差会再次出现上涨，此时要严格控制胀差上涨速率，胀差上涨幅度应与暖机时的汽温偏差相匹配，若上涨过快应立刻采取措施控制，可适当降低主气温度 ，关小高调阀减小进汽量降低负荷，在允许范围内进一步降低机组真空等，确保胀差见顶回落后振动无异常再缓慢加负荷并提升蒸汽温度。
机组升负荷阶段不可放松对胀差的关注，主汽温要缓慢的稳步提升，每次提升后都要稳定一段时间，确认胀差回落。升负荷阶段最好保持相对较低的真空，若要提升真空也要缓慢进行，避免变化速率过快引起汽耗明显的变化造成连锁反应。
7综述
汽轮机冷态启动需要保证在各个阶段转子与汽缸的膨胀相匹配，避免因操作不当造成动静磨碰，若发生动静磨碰应果断采取有效措施避免事故进一步扩大。若确认因转子和汽缸膨胀不一致发生了磨碰，可考虑停机闷缸，连续盘车使转子偏心逐渐缩小至正常值，确认转子热变形已消除再进行冲转，闷缸过程也有利于汽缸进一步膨胀以降低与转子的膨胀之差。
参考文献
[1]杜中梁. 汽轮机胀差原理及控制[J]. 能源与节能, 2017, 000(001):P.108-109.
[2]张小刚. 火电厂超临界机组汽轮机胀差控制分析[J]. 中国高新区, 2017(11):105.
作者简介
殷峰（1982.6），工程师，汽机运行，华润电力（常熟）有限公司。