CN107740712A - 一种燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动方法 - Google Patents

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康新平
虎煜
李洪
赖晓华
王晓军
张立建
冯磊
孙衍峰
胡世光
吴公宝
方思远
郁园园
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Zhuhai Yuhai Electric Power Co Ltd
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    • F02C7/268—Starting drives for the rotor, acting directly on the rotor of the gas turbine to be started
    • F02C7/275—Mechanical drives

Abstract

本发明涉及一种燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动方法，具体包括以下步骤：S1.在静态变频启动装置的拖动下，燃气轮机转速稳定在m转/分；S2.邻机来蒸汽，汽轮机通过中压缸冲转暖机，此时高压缸正向或反向进汽，汽轮机转速稳定在m转/分，SSS离合器开始啮合到位，邻机来蒸汽冲转汽轮机并通过SSS离合器带动燃气轮机；S3.减少燃气轮机静态变频启动装置的输出至零，增加邻机来蒸汽量，维持中速暖机转速进行暖机；S4.当汽轮机中压轴的计算温度大于200℃，中速暖机阶段结束；或者根据现场实际工况确定中速暖机阶段的暖机时间；S5.中速暖机阶段结束后，燃气轮机静态变频启动装置的输出逐步增大，汽轮机逐步减少邻机来蒸汽量至零，恢复燃气轮机、汽轮机盘车状态或者控制汽轮机低于燃气轮机点火转速，燃气轮机降速直接点火，再按温态或热态启动方式启动联合循环发电机组。

Description

一种燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动方法
技术领域
本发明涉及发电机组领域，更具体地，涉及一种燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动方法。
背景技术
V94.3A燃气蒸汽联合循环发电机组，单元机组容量为 390 MW。燃气蒸汽联合循环发电机组包括汽轮机、燃气轮机和发电机，其中汽轮机为上汽与西门子合作开发的型号为H30-25，E-30-25-1×12.5（TCF1），三压、再热、双缸凝汽式汽轮机，汽轮机与燃气轮机和发电机通过SSS离合器联轴，构成完整的单轴配置。汽轮机包括一个高压缸、一个中、低压合成缸。
以上燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动过程如下：
触发启动指令，燃气轮机盘车装置开始脱扣，短时的惰走之后，静态变频启动装置(SFC）配合励磁系统开始加载，将发电机变成同步电机带动燃气轮机开始升速，吹扫透平及锅炉，点火、升速，达到自持转速之后SFC脱扣，燃气轮机加大出力继续升速至全速，励磁系统再次投运并加励，同期并入电网运行之后，带初始负荷约35MW运行。
余热锅炉在燃气轮机点火之后就开始接收燃气的余热，锅炉首先升温升压的是高压系统，而高压汽包壁较厚，容易产生内外壁温差及上下壁温差，过大的壁温差会导致金属的疲劳损伤并导致严重的设备损害事故。同时为了避免在启动初期，过热器没有足够的蒸汽流量冷却而烧坏，燃气升负荷率就会被限制住，维持在35MW左右。待锅炉汽包壁温差小于50℃，过热器流量大于12kg/s，过热器的过热度合格，且高压过热蒸汽温度达到设定值后，燃气轮机升负荷率的限制也将被解除，燃气轮机继续升负荷至130MW左右，等待汽轮机的并列出力。
汽轮机主要通过高压缸进汽冲转、中低压缸鼓风摩擦生热暖缸。将汽轮机冲转至14.5HZ进行中速暖缸，一般在暖缸计时结束且中压轴的计算温度大于200℃，中速暖缸阶段结束。汽轮机转速释放，汽轮机升速至全速，并通过SSS离合器与燃气轮机啮合带负荷。燃气轮机在这个过程中负荷基本保持不动。汽轮机在带负荷之后开始进行进一步的暖缸。高中低旁路系统与主汽调阀进行运行模式的切换，切至定压模式后，旁路逐渐关闭。整个联合机组在汽轮机主汽调阀模式切换完毕之后维持在220MW左右。当中压缸的计算温度大于420℃后，这个阶段的暖缸任务完成，燃气轮机在汽轮机应力控制器的作用下接着升负荷。
但是，V94.3A燃气蒸汽联合循环发电机组冷态启动时间长，机组从冷态启动至带满负荷正常需7h到8h，期间中速暖机时间过长，约4h，冷态启动时间远高于同F级的GE或三菱机组，不能满足快速启动支撑电网的要求。
发明内容
本发明为解决以上现有技术的缺陷，提供了一种燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动方法，该启动方法在进行中速暖机阶段时其所需时间与现有技术相比得到了缩短，因此该冷态启动方法与现有技术相比，其所需时间得到了缩短。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动方法，其中所述燃气蒸汽联合循环发电机组包括汽轮机、燃气轮机和SSS离合器，汽轮机通过SSS离合器与燃气轮机联轴，所述汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸，所述启动方法具体包括以下步骤：
S1.在静态变频启动装置的拖动下，燃气轮机转速稳定在m转/分；
S2.邻机来蒸汽，汽轮机通过中压缸冲转暖机，此时高压缸正向或反向进汽，汽轮机转速稳定在m转/分，SSS离合器开始啮合到位，邻机来蒸汽冲转汽轮机并通过SSS离合器带动燃气轮机；
S3.减少燃气轮机静态变频启动装置的输出至零，增加邻机来蒸汽量，维持中速暖机转速进行暖机；
S4.当汽轮机中压轴的计算温度大于200℃，中速暖机阶段结束；或者根据现场实际工况确定中速暖机阶段的暖机时间；
S5.中速暖机阶段结束后，燃气轮机静态变频启动装置的输出逐步增大，汽轮机逐步减少邻机来蒸汽量至零，恢复燃气轮机、汽轮机盘车状态或者控制汽轮机低于燃气轮机点火转速，燃气轮机降速直接点火，再按温态或热态启动方式启动联合循环发电机组。
优选地，所述步骤S5中，当汽轮机转速低于燃机转速时，SSS离合器脱开。
优选地，所述m的取值范围为600~900。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的方法利用邻机来蒸汽来对冷态汽轮机进行冲转，并带动燃气轮机同步旋转进行汽轮机中速暖机，能够大大缩短中速暖机阶段所需的时间。同时，中速暖机时，同样的汽轮机转速下由于增加了负载（带动燃气轮机），增加了汽轮机的进汽量，明显增强了暖机效果。
附图说明
图1为燃气蒸汽联合循环发电机组的结构示意图。
图2为启动方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图1所示，燃气蒸汽联合循环发电机组包括汽轮机（HP+IP+LP）、燃气轮机（GT+压气机+GEN）和SSS离合器，汽轮机通过SSS离合器与燃气轮机联轴，所述汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸。
如图2所示，本发明提供的方法具体包括以下步骤：
第一步、燃汽轮机启动修改后清吹程序，在SFC的拖动下，燃汽轮机转速稳定在700转/分左右（600转/分－900转/分之间）。
第二步、邻机来蒸汽，中压缸冲转汽轮机暖机（高压缸可正向或反向进汽），汽轮机转速带到700转/分左右（600转/分－900转/分之间），和燃汽轮机转速同步，SSS离合器开始啮合到位。
第三步、减少燃气轮机静态变频启动SFC输出至零，同时同步增加汽轮机的邻机来蒸汽量，维持暖机转速进行暖机，实现邻机来蒸汽冲转汽轮机并通过SSS离合器带动燃气轮机，同样的汽轮机转速下由于增加了负载（带动燃气轮机），所以增加了汽轮机的进汽量，明显增强暖机效果，缩短正常暖机时间约4小时左右或更短。
第四步、适当提高汽机进汽量，汽轮机转速到正常暖机转速870转/分左右，燃气轮机转速也同步达到870转/分左右。暖机控制转速应避开整体轴系的临界振动转速。
第五步、汽轮机中压轴的计算温度大于200℃，中速暖机阶段结束；或者根据现场实际工况确定中速暖机阶段的暖机时间。
第六步、中压缸暖机完成，燃气轮机静态变频启动SFC输出逐步增大，汽轮机逐步减少邻机来蒸汽量，降低汽轮机转速，使汽机转速低于燃机转速，确保SSS离合器脱开。为防止低转速下SSS离合器啮合，汽轮机可打闸停机，恢复燃气轮机、汽轮机盘车状态（或汽机不打闸，控制汽轮机转速低于燃机点火转速，燃机降速直接点火），再按温态或热态启动方式正常启动联合循环机组。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.燃气蒸汽联合循环发电机组的冷态启动方法，其中所述燃气蒸汽联合循环发电机组包括汽轮机、燃气轮机和SSS离合器，汽轮机通过SSS离合器与燃气轮机联轴，所述汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸，其特征在于：
所述启动方法具体包括以下步骤：
S1.在静态变频启动装置的拖动下，燃气轮机转速稳定在m转/分；
S2.邻机来蒸汽，汽轮机通过中压缸冲转暖机，此时高压缸正向或反向进汽，汽轮机转速稳定在m转/分，SSS离合器开始啮合到位，邻机来蒸汽冲转汽轮机并通过SSS离合器带动燃气轮机；
S3.减少燃气轮机静态变频启动装置的输出至零，增加邻机来蒸汽量，维持中速暖机转速进行暖机；
S4.当汽轮机中压轴的计算温度大于200℃，中速暖机阶段结束；或者根据现场实际工况确定中速暖机阶段的暖机时间；
S5.中速暖机阶段结束后，燃气轮机静态变频启动装置的输出逐步增大，汽轮机逐步减少邻机来蒸汽量至零，恢复燃气轮机、汽轮机盘车状态或者控制汽轮机低于燃气轮机点火转速，燃气轮机降速直接点火，再按温态或热态启动方式启动联合循环发电机组。
2.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环发电机组的启动方法，其特征在于：所述步骤S5中，当汽轮机转速低于燃机转速时，SSS离合器脱开。
3.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环发电机组的启动方法，其特征在于：所述m的取值范围为600~900。
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