（浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司 312366）
摘要：介绍了M701F4型燃气-蒸汽联合循环单轴机组，热态启机过程中低压缸冷却蒸汽系统目前运行情况，分析了低压缸冷却蒸汽由辅助蒸汽提前切换至低压过热蒸汽的可行性，指出了提前切换的优点及经济性。
关键词：M701F4；单轴；冷却蒸汽；切换
0 引言
某电厂一期工程建有两台日本三菱重工/东方电气集团联合生产的M701F4型燃气-蒸汽联合循环单轴机组，燃气轮机、蒸汽轮机、发电机布置在一根轴上。其中蒸汽轮机制造厂商为日本三菱重工/东方电气集团，型号为TC2F-35.4。
从机组启动升速、点火到机组转速2000rpm前蒸汽轮机不进蒸汽，随着机组转速继续升高，汽轮机叶片空转产生鼓风损失逐渐增加，致使叶片温度继续上升，机械性能逐渐下降。由于低压缸叶片较长，叶片温度上升最快，因此，在机组启动转速大于2000rpm后，需要有低参数的辅助蒸汽进入低压缸，对低压缸叶片进行冷却，中、低压缸正常进汽后退出。低压缸冷却蒸汽提前切换至低压过热蒸汽供应，既能保证低压缸的冷却蒸汽量，同时也有效降低了机组启动期间，启动锅炉的天然气耗量。
1辅助蒸汽系统运行情况介绍
该厂机组两班制调峰运行，早上启动，晚上停机，同时向热用户供应蒸汽。机组停运期间由启动锅炉供应蒸汽至热用户；第一台机组启动或低负荷时，启动锅炉供应蒸汽至热用户，同时通过厂用辅助蒸汽母管供应机组轴封蒸汽和低压缸冷却蒸汽；机组高负荷时，由机组冷再热蒸汽系统抽汽供应蒸汽至热用户，同时供应蒸汽至全厂辅汽母管；第二台机组启动时的辅汽由第一台机组的冷再热蒸汽系统的抽汽供应。辅助蒸汽系统如图一所示：
供应热用户蒸汽流量约30t/h，低压缸冷却蒸汽流量35t/h（最大），轴封蒸汽流量5t/h（最大），启动炉的额定蒸发量50t/h，因此在第一台机组启动时要求两台启动炉同时运行，才能保证机组用辅助蒸汽量及供热蒸汽量。
2低压缸冷却蒸汽切换探讨
2.1机组启动与低压缸冷却蒸汽
机组启动升速、定速对排气通道清吹（清吹结束后蒸汽轮机低压主汽阀打开）、点火至机组转速2000rpm过程中蒸汽轮机高、中、低压缸不进蒸汽。机组转速大于2000rpm时，为将低压缸叶片由于鼓风损失产生的热量带走，蒸汽轮机低压主汽调节阀逐渐开启，直至低压缸主汽调节阀开启至31.2%，由辅助蒸汽通过低压缸冷却蒸汽系统提供低参数蒸汽对低压缸进行冷却。
机组蒸汽轮机暖机结束后开始进汽，随中压缸进汽压力逐渐升高，低压缸冷却蒸汽压力调节阀逐渐关小，保持低压缸主汽阀前压力一定。当中压缸进汽压力大于0.38Mpa且低压缸冷却蒸汽压力调节阀开度小于10%时，低压缸主蒸汽电动隔离阀开始打开直至全开；中压缸进汽压力大于0.38Mpa延时30s且低压缸冷却蒸汽压力调节阀开度小于10%时，低压缸冷却蒸汽电动隔离阀开始关闭直至全关；低压缸冷却蒸汽压力调节阀在此过程中逐渐关闭。
2.2机组热态启动过程中低压过热蒸汽参数
通过一段时间对低压过热蒸汽参数的观察发现，机组热态启动时，机组转速1800rpm时低压过热蒸汽的压力、温度开始逐渐上升。机组并网升负荷至暖机负荷时低压过热蒸汽参数已经满足了低压缸对于冷却蒸汽参数的要求（温度大于160℃，压力大于0.30Mpa）。11月11日、11月15日、11月16日机组三次热态启动前，机组停运
时长分别是5小时、9小时、12小时。针对此三次机组启动过程，从机组并网每秒钟采集一次数据，低压过热蒸汽参数随机组负荷变化趋势如图二所示。
由图二可以看出，机组三次启动过程中，机组负荷100MW时低压过热蒸汽的温度大于160℃，压力大于0.3Mpa。随机组负荷的继续上升低压过热蒸汽的压力、温度呈上升趋势。机组负荷升至暖机负荷128MW时，低压过热蒸汽压力约0.37Mpa，温度170℃~180℃之间，满足低压缸对于冷却蒸汽参数的要求。
2.3低压缸冷却蒸汽提前切换实践
经过一段时间的对于低压过热蒸汽参数的分析认为：机组启动过程中，当机组升负荷至暖机负荷128MW时，将低压缸冷却蒸汽由辅助蒸汽切换至低压过热蒸汽供应是可行的。某次机组启动过程中，升负荷至暖机负荷128MW时，对低压缸冷却蒸汽进行了提前切换。对低压缸冷却蒸汽切换过程低压过热蒸汽参数采集数据作图，如图三所示：
由图三可以看出，机组升负荷至暖机负荷时，低压缸冷却蒸汽提前切换至低压过热蒸汽供应，低压过热蒸汽的压力、温度均满足要求。
2.4 低压缸冷却蒸汽提前切换操作方法及注意事项
操作方法：机组点火后及时开启低压主蒸汽系统疏水阀，对低压主蒸汽系统进行疏水、暖管；机组并网后适当降低启动锅炉负荷及辅助蒸汽压力；机组负荷升至暖机负荷，将低压主蒸汽电动隔离阀切至手动开启，延时30s后将低压缸冷却蒸汽隔离阀切至手动关闭，期间根据低压缸冷却蒸汽的压力逐渐关小低压缸冷却蒸汽压力调节阀直至全关；最后将低压缸冷却蒸汽调节阀前电动阀关闭。
注意事项：切换过程中注意监视低压汽包水位，切换前将低压汽包水位控制在适当水位；切换过程中防止低压缸冷却蒸汽安全阀动作，应根据压力及时调节低压缸冷却蒸汽压力调节阀开度；监视低压旁路阀根据低压主蒸汽压力降低逐渐关小，否则手动关小。
2.5低压缸冷却蒸汽提前切换的优点
由以上分析可以看出对于两班制运行机组，机组热态启动时完全可以提前进行低压缸冷却蒸汽的切换。低压缸冷却蒸汽提前切换有以下优点：由各次机组热态启动时数据曲线可以看出，低压过热蒸汽的压力大于启动锅炉供应的低压缸冷却蒸汽压力，蒸汽轮机低压调节阀开度不变，低压过热蒸汽流量较启动锅炉供应冷却蒸汽流量更大，对蒸汽轮机低压缸叶片的冷却效果更好；低压旁
路阀开度较小或在全关位，减少了直接排入凝汽器的蒸汽，间接“回收”了余热锅炉的热量。节约启动锅炉的天然气消耗量，减少启动锅炉送风机、给水泵的的用电量，同时减少启动锅炉烟气污染物排放； 正常方式下切换，低压过热蒸汽较低压缸冷却蒸汽温度高，切换后数分钟内，进入低压缸的蒸汽温度上升约50℃，提前切换，低压过热蒸汽参数随余热锅炉升温、升压缓慢变化，对于低压系统管道、阀门以及汽轮机低压缸叶片的影响较小。
经济性分析
如果利用启动锅炉供应低压缸冷却蒸汽，两台启动锅炉天然气总耗量约为5500m³/h（按标准状况下，下同）。低压缸冷却蒸汽提前切换至低压过热蒸汽后，可以停运一台启动炉，此后启动炉天然气总耗量约为2900m³/h。从暖机负荷开始到低压缸冷却蒸汽切换至低压过热蒸汽完成，时间约20分钟。单次启机可节约天然气量870m³。启动锅炉送风机额定功率200kW，给水泵额定功率75kW，单次启机可节约电能91kW﹒h。以上计算没有考虑启动炉设备的折旧费用及维护费用。
结束语
通过对M701F4型燃气-蒸汽联合循环单轴机组启动过程中低压过热蒸汽参数的分析以及实践运行，证明将低压缸冷却蒸汽提前切换由低压过热蒸汽供应的运行方式是完全可行的，且能起到一定的节能效果。
参考文献
[1] 杨顺虎．燃气－蒸汽联合循环发电设备及运行［M］．北京：中国电力出版社，2003．
[2] 广东惠州天然气发电有限公司．大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：机务分册［M］.北京：机械工业出版社，2013.5.
[3] 浙江大唐国际绍兴江滨热电有限公司.集控运行规程（第二版）.浙江大唐国际绍兴江滨热电有限公司，2014.
作者简介：
路卫国（1985.11~），男，汉族，河北邢台人，浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司，助理工程师，工学学士，从事燃气轮机发电运行工作和研究。
论文作者:路卫国
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/19
标签：蒸汽论文; 低压论文; 机组论文; 压力论文; 负荷论文; 锅炉论文; 轮机论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;