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摘要：介绍某电厂三期联合循环电站扩建项目中，为满足西门子汽轮机自动控制的启动需求，达到西门子启动X准则条件，加快实现西门子汽轮机一键启动。
关键词：西门子；X准则；一键启动；自动控制
引言
燃气—蒸汽联合循环发电机组由燃机、汽轮机和发电机组成，燃机主要由压气机、燃烧室和燃气透平组成，燃机排气在余热锅炉中加热给水，产生的蒸汽推动汽轮机做功，为充分利用 燃烧排气余热，汽轮机不作负荷调整之用，负荷调整由燃机承担；整套机组与常规火电机组相比， 其主要优点有整个装置体积小、安装周期短、启动快、多用于调峰机组，控制调整方案先进， 可以实现一键启／停(APS技术）0。0
1、西门子X准则
汽轮机启动过程，汽轮机阀体、汽缸和转子的表面直接接触蒸汽，通过热传导加热整个部件。受热传导率限制，其表面温度变化快于内部温度的变化，从而存在温差。
为提高经济性，机组启动速度应尽量快。为延长汽轮机使用寿命，蒸汽参数及汽轮机热应力必须保持在规定范围。运行状态改变时，进入汽轮机的蒸汽参数及传热量也会相应改变。为限制汽轮机热应力，汽轮机应力评估器(TSE) 使用可调整的温度准则———X准则来判断机组能否接受运行方式的改变，并将判断结果作为允许条件送至汽轮机启动程序( SGC) ，以决定汽轮机是否进行相应的操作，达到以最优时间节点来主导汽轮机启动过程的目的0。其中，X1 和 X2 准则用于判断是否允许打开主汽门对主调门进行暖阀;
1.1 X1 准则
X1 准则即 θ（MS） ＞ θ(50%MCV) + X1。主汽温度高于阀体温度一定值，防止冷却阀体《进口温度-ESV外壁温度＞0℃》注释：高压主蒸汽电动阀前（高旁前）温度和高压主汽阀前蒸汽温度对应函数值F1（x）最小值大于HP CV阀体温度。确保在打开ESV阀以前，保证高压主汽不会冷却高压调阀。
1.2 X2 准则
X2 准则即 θ（MSp）＜θ(50%MCVp) + X2。为防止高压主汽门开启后饱和温度凝结换热导致阀体承受热应力过大，主蒸汽压力θ（MSp）应低于汽轮机高压调门阀体温度θ(50%MCV)在SGC 顺控步序第6步锁定温度与当前阀体温度取小值对应函数F2（x）一定值X2。该准则在汽轮机主顺控第 6 步时进行判断。
2、X准则问题分析
汽轮机启动顺控的前提条件必须为轴封投入且真空建立，且余热锅炉在运行状态、闭式水投入运行、给水系统在工作状态、油系统功能组在投入、直流油泵连锁投入、润滑油油压、油温不低、汽轮机转速大于50rmp、控制油油压不低且无坏点，在旁路投入之前，主蒸汽压力通过启动排气阀控制，启动排气阀的初始压力设定值为主蒸汽压力，当排气阀电动门开启后，启动排气阀允许参与自动调节，压力设定值在当前母管压力的基础上，以2Bar/Min的速率向设定值83Bar增长，最终主蒸汽压力稳定在83Bar上,待轴封建立且真空投入，压力控制切换为旁路控制，且启动排气阀以2%/sec 的速率关闭，汽轮机启动功能组投入运行，当进行到联锁开启高压主汽门时，需X1/X2准则均满足条件时，在此期间X1准则已达到满足条件，F1(X)的函数公式为
当汽机顺控进行到第10步进行压力控制，旁路压力设定值切换为接口信号汽轮机主汽压力设定值，此时燃机负荷为70MW,旁路当前开度40%-50%之间，旁路在此基础上进行压力调整，来满足X2准则的需求压力，在当前负荷状态下，旁路全开也无法满足接口信号汽轮机高压主汽压力设定值，高压主汽门无法连锁开启。SGC 汽轮机启动顺控卡在当前步序，无法进行下一步。
3、X准则问题解决方案
经与现场西门子现场工程师沟通及多次实验调整，借鉴其他联合循环电站项目经验，发现有的电站并未采用旁路调节主汽压力来满足X2准则，而是采用启动排气阀来调节汽机主汽压力，旁路控制压力设定值依然为83Bar,于是在此基础上准备增加X准则启动辅助顺控，X准则辅助顺控启动的前提条件是X1准则已经满足需求，当汽轮机启动顺控进行至第10步，进行压力控制模式激活X准则启动辅助顺控。X准则辅助顺控启动步序如下：
（1）打开高压主蒸汽并汽阀平衡电动门。
（2）待并气阀前后压差小于，关闭高压并汽阀。
（3）待高压并气阀完全关闭后，打开高压启动排气阀电动门。
（4）高压启动排气电动门开启后，高压启动排气阀允许自动调节，高压启动排气阀压力设定值由西门子侧的一个计算值。
（5）待满足X2准则，实现高压主汽门连锁开启，高压启动排气调节阀设定值在当前压力的基础上加2Bar,高压启动排气调节阀自动关闭。
（6）待高压启动排气调节阀关闭后，关闭高压启动排气电动门
（7）高压排气电动门关闭，打开高压主汽并汽门
（8）关闭高压主汽并汽门平衡电动门
（9）经过现场试验调整，完全满足现场实际需求，X2准则能迅速实现。
总结
西门子汽轮机启动整个过程完全为自动程序过程，启动过程中满足X准则应力控制策略，加快了西门子汽轮机的启动过程，对于联合循环电站的调峰机组而言，缩短了汽轮机启动时间，自动X准则辅助顺控的投运，大大降低了运行人员的工作强度，为整机APS 奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]王桂海.燃气-蒸汽联合循环发电（CCPP）中自动控制系统技术的完善与改进［C］.自然科学学术论文，2011.
[2]程功.660MW 西门子汽轮机启动程序中应力控制策略［J］.电力与电工，2013.
作者简介
杨状，青岛华丰伟业电力科技工程有限公司，热控工程师。
陈建建，青岛华丰伟业电力科技工程有限公司，项目调总。
钱宗宝，青岛华丰伟业电力科技工程有限公司，热控工程师。