CN112412550A - 一种汽轮机的暖机方法及暖机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明具体公开了一种汽轮机的暖机方法，包括：步骤一，调节汽轮机组的LCV阀，使得所述LCV阀的开度达到第一设定值，和使得汽轮机组的凝汽器真空度达到第二设定值；步骤二，启动高压缸及其主汽阀和中压缸及其主汽阀，调整所述高压缸的主蒸汽压力以使保持主蒸汽流量小于第三设定值；步骤三，启动低压缸进行喷水；步骤四，进行中、高速暖机处理；步骤五，高速暖机完成后，调节所述LCV阀的开度达到最大，汽轮机组进行定速并网。本发明的汽轮机暖机方法通能够使机组中速、高速暖机时间减少40％时间，机组并网后可以快速携带负荷；既解决了机组因膨胀引起机组振动问题；又可以大幅缩短了机组启动带负荷时间取得更高的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机技术领域，具体涉及一种汽轮机的暖机方法及暖机系统。
背景技术
汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。
火力发电厂汽轮机启动时，中高速暖机得的目的是使机组各部受热膨胀均匀，使汽缸、隔板、喷咀、轴、叶轮、汽封和轴封等各部件避免发生变形和松弛；同时防止轴的弯曲变形，以免造成通流部分动、静发生摩擦。只有当机组膨胀达到一定数值后方可进行定速、并网、带负荷，暖机时由于受机组真空、调门开度等因素影响造成暖机速度十分缓慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种汽轮机的暖机方法。该暖机方法使机组中速、高速暖机时间减少40％时间，大幅缩短了机组启动带负荷时间。
本发明所要解决的上述问题通过以下技术方案以实现：
一种汽轮机的暖机方法，包括汽轮机组，汽轮机组包括LCV阀、凝汽器、高压缸及其主汽阀、中压缸及其主汽阀和低压缸，包括：
步骤一，调节汽轮机组的LCV阀，使得所述LCV阀的开度达到第一设定值，和使得汽轮机组的凝汽器真空度达到第二设定值；
步骤二，启动高压缸及其主汽阀和中压缸及其主汽阀，调整所述高压缸的主蒸汽压力以使保持主蒸汽流量小于第三设定值；
步骤三，启动低压缸进行喷水；
步骤四，进行中、高速暖机处理；所述中速暖机的汽轮机组转速为1250-2300rpm，所述高速暖机的汽轮机组转速大于或等于2300rpm；
步骤五，高速暖机完成后，调节所述LCV阀的开度达到最大，汽轮机组进行定速并网。
优选的，在所述步骤一中，所述第一设定值为所述LCV阀的总开度的7％-10％。
优选的，在所述步骤一中，所述第二设定值＞-94KPa。
优选的，在所述步骤一中，高压缸的主蒸汽的压力为3.45MPa，温度340℃；再热器的再热蒸汽的压力0.1MPa—0.2MPa，温度为320℃。
优选的，在所述步骤二中，所述第三设定值小于35t/h。
优选的，在所述步骤三中，所述低压缸的喷水压力＞1.2MPa。
优选的，在步骤四中，将汽轮机的转速达到500rpm持续三到六分钟后，调节汽轮机的转速达到1250rpm后进行中速暖机；
所述中速暖机状态的调节温度范围为100-200度，所述高压缸和中压缸的主汽阀膨胀范围为6-10mm；
当所述高压缸的主汽阀与所述中压缸的主汽阀的膨胀差＞3.5mm，中速暖机状态停止。
优选的，在步骤四中，调节汽轮机的转速达到2300rpm后进行高速暖机；
所述高速暖机状态的调节温度范围为200-300度，所述高压缸和中压缸的主汽阀膨胀范围为10-15mm；
当所述高压缸的主汽阀与所述中压缸的主汽阀的膨胀差＞3.5mm，高速暖机状态停止。
优选的，在步骤五中，监视所述汽轮机的末级叶片的温度，使其温度＜60℃；监视次末级叶片的温度，使其温度＜150℃。
优选的，一种汽轮机的暖机系统，包括：汽轮机组，所述汽轮机组包括高压缸、与所述高压缸合缸的中压缸、与所述中压缸分缸排布的低压缸和与所述低压缸的一端连接的凝汽器的第一端口，所述凝汽器的第二端口与给水泵连通；所述低压缸的另一端通过LCV阀与所述中压缸的第一端口连接，暖机时所述LCV阀的开度为总开度的7％-10％；暖机完成时，所述LCV阀的开度为总开度的100％；所述中压缸的第二端口通过第一输送管路、再热蒸汽管路与再热器连通，所述再热蒸汽管路上从上游至下游依次设有第一隔离阀、截止阀、第二主汽阀和第二调速器；所述高压缸的第一端口通过主蒸汽管路与主蒸汽发生器连通，所述主蒸汽管路上从上游至下游依次设有第二隔离阀、第一主汽阀和第一调速器；发电机，所述发电机的转子轴与所述发电机转轴的一端连接。
有益效果：采用本发明所述的结构后，通过汽轮机LCV阀机组启动初期关至7％-10％，以减少了凝汽器真空对汽轮机冲转时进汽量影响使高中调整阀；利用蒸汽流速降低和叶轮鼓风作用实现快速暖机；机组冲转过程中通过关小LCV阀，使机组中速、高速暖机时间减少40％时间，机组并网后可以快速携带负荷；既解决了机组因膨胀引起机组振动问题；又可以大幅缩短了机组启动带负荷时间取得更高的经济效益。
附图说明
图1是本发明所述的一种汽轮机的暖机方法的主要流程示意图。
图2是本发明所述的一种汽轮机的暖机系统的示意图。
图3是本发明所述的一种汽轮机的暖机系统的示意图。
图1-3中:1-汽轮机组；11-高压缸；111-第一主汽阀；112-第一调速器；12-中压缸；121-第二主汽阀；122-第二调速器；13-低压缸；14-凝汽器；15-LCV阀；2-发电机；4-再热器；41-再热蒸汽管路；42-第一隔离阀；43-截止阀；44-第一输送管路；5-主蒸汽发生器；51-主蒸汽管路；52-第二隔离阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
如图2所示，本实施例一中提出了一种汽轮机的暖机系统，包括：
汽轮机组1，所述汽轮机组1包括高压缸11、与所述高压缸11合缸的中压缸12、与所述中压缸12分缸排布的低压缸13和与所述低压缸13的一端连接的凝汽器14的第一端口，所述凝汽器14的第二端口与给水泵连通；所述低压缸13的另一端通过LCV阀15与所述中压缸12的第一端口连接，暖机时所述LCV阀15的开度为总开度的7％-10％；暖机完成时，所述LCV阀15的开度为总开度的100％；所述中压缸12的第二端口通过第一输送管路44、再热蒸汽管路41与再热器4连通，所述再热蒸汽管路41上从上游至下游依次设有第一隔离阀42、截止阀43、第二主汽阀121和第二调速器122；所述高压缸11的第一端口通过主蒸汽管路51与主蒸汽发生器5连通，所述主蒸汽管路51上从上游至下游依次设有第二隔离阀52、第一主汽阀111和第一调速器112；
发电机2，所述发电机2的转子轴与所述发电机2转轴的一端连接。
其中，LCV阀又称LCV系列逻辑阀，又称锥阀，有两个管道连接口A、B和一个控制口C，锥阀上腔连接先导控制阀，与控制油路相通。
其中，LCV阀15的开度指的是阀径的百分比，一般情况下蝶阀用角度表示0度表示全关，90度表示全开。
其中，汽轮机组是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。
其中，发电机主要由定子、转子、端盖.电刷.机座及轴承等部件构成；通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。由于电刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流；
其中，所述第二调速器122和第一调速器112用于快速控制汽轮机组的转速。
其中，所述第一隔离阀42用于控制主蒸汽的流量；所述截止阀43用于控制再热蒸汽输送的用量，并且优选地，在所述再热蒸汽管路41上串联设有两个截止阀43。
该暖机系统通过再热蒸汽管路41对汽轮机组进行冲转与暖，提高汽轮机组的初温，暖机初期通过启动LCV阀15的开度为总开度的7％-10％，以减少了凝汽器真空对汽轮机冲转时进汽量影响使高中调整阀；利用蒸汽流速降低和叶轮鼓风作用实现快速暖机；机组冲转过程中通过关小LCV阀，使机组中速、高速暖机时间减少40％时间，进而使得汽轮机组更早带负荷运行，增加调峰能力和发电量的同时，能够大大缩短联合机组启动所需的时间，节约能源和启动成本，提供机组的灵活性。
如图1所示，本实施例二中提出一种汽轮机的暖机方法，包括：
步骤一，调节汽轮机组1的LCV阀15，使得所述LCV阀15的开度达到第一设定值，和使得汽轮机组的凝汽器14的真空度达到第二设定值；其中，所述第一设定值优选为所述LCV阀15的总开度的7％-10％，所述第二设定值的优选范围为大于-94KPa；
步骤二，启动高压缸11及其第一主汽阀111和中压缸12及其主汽阀121，调整所述高压缸11的主蒸汽压力以使保持主蒸汽流量小于第三设定值；
步骤三，启动低压缸13进行喷水；
步骤四，进行中、高速暖机处理；所述中速暖机的汽轮机组转速为1250-2300rpm，所述高速暖机的汽轮机组转速大于或等于2300rpm；
步骤五，高速暖机完成后，调节所述LCV阀15的开度达到总开度的90％，汽轮机组进行定速并网。
通过汽轮机LCV阀机组启动初期关至7％-10％，以减少了凝汽器真空对汽轮机冲转时进汽量影响使高中调整阀；利用蒸汽流速降低和叶轮鼓风作用实现快速暖机；机组冲转过程中通过关小LCV阀，使机组中速、高速暖机时间从原有需要六个小时降到目前的3-4个小时，整体效率减少近40％时间，机组并网后可以快速携带负荷；既解决了机组因膨胀引起机组振动问题；又可以大幅缩短了机组启动带负荷时间取得可观经济效益。
具体地，在所述步骤一中，高压缸的主蒸汽的压力为3.45MPa，温度340℃；再热器的再热蒸汽的压力0.1MPa—0.2MPa，温度为320℃。
具体地，在所述步骤二中，所述第三设定值小于35t/h。该方式可以解决了机组印膨胀引起机组过多振动问题，保障暖机系统运行的稳定性。
具体地，在所述步骤三中，所述低压缸13的喷水压力＞1.2MPa。通过一定喷水压力可以既能稳定地实现初期暖机的启动工序，又能避免汽轮机组发生卡机或者被损坏的现象，有效地保护汽轮机组。
具体地，在步骤四中，通过第一调速器112和第二调速器122的控制将汽轮机组1的转速达到500rpm持续三到六分钟后，再通过第一调速器112和第二调速器122的控制调节汽轮机组1的转速达到1250rpm后进行中速暖机；可以理解为，转速达到500rpm的最优时间为五分钟；
所述中速暖机状态的调节再热蒸汽管路41的蒸汽温度范围为100-200度，所述高压缸11的第一主汽阀111和中压缸12的第二主汽阀121的膨胀范围均为6-10mm；可以理解为，主汽阀膨胀范围的最优值为8mm；蒸汽温度的最优值为150度；
当所述高压缸11的第一主汽阀111与所述中压缸12的第二主汽阀121的膨胀差＞3.5mm，中速暖机状态停止。通过有效时长且转速的转动可以保障汽轮机组的预暖以及紧接着后续再次转速的预调和对主汽阀的膨胀情况可以快速实现中速暖机以及其停机工序。
具体地，在步骤四中，通过第一调速器112和第二调速器122的控制调节汽轮机组1的转速达到2300rpm后进行高速暖机；
所述高速暖机状态的调节温度范围为200-300度，所述高压缸11的第一主汽阀111和中压缸12的第二主汽阀121的膨胀范围均为10-15mm；可以理解为，主汽阀膨胀范围的最优值为13mm；调节温度的最优值为250度；
当所述高压缸11的第一主汽阀111与所述中压缸12的第二主汽阀121的膨胀差＞3.5mm，高速暖机状态停止。通过2300rpm的稳定转速可以快速促使调节温度能够所需求值以及各个主汽阀的膨胀范围达到所需值，加快高速暖机工序，为后续机组并网后可以快速携带负荷的工序提速，提高其运行效率。
具体地，在步骤五中，监视所述汽轮机1的末级叶片的温度，使其温度＜60℃；监视所述汽轮机1的次末级叶片的温度，使其温度＜150℃。通过感应监视叶片和次末级叶片的有效安全温度，可以避免汽轮机组的转轴上叶片磨损过快导致中、高速暖机工序的运行遭受影响，影响整体暖机效率，进而影响机组并网后可以快速携带负荷的正常运行。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系以及术语“第一”、“第二”，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种汽轮机的暖机方法，包括汽轮机组，汽轮机组包括LCV阀、凝汽器、高压缸及其主汽阀、中压缸及其主汽阀和低压缸，其特征在于，包括：
步骤一，调节汽轮机组的LCV阀，使得所述LCV阀的开度达到第一设定值，和使得汽轮机组的凝汽器真空度达到第二设定值；
步骤二，启动高压缸及其主汽阀和中压缸及其主汽阀，调整所述高压缸的主蒸汽压力以使保持主蒸汽流量小于第三设定值；
步骤三，启动低压缸进行喷水；
步骤四，进行中、高速暖机处理；所述中速暖机的汽轮机组转速为1250-2300rpm，所述高速暖机的汽轮机组转速大于或等于2300rpm；
步骤五，高速暖机完成后，调节所述LCV阀的开度达到最大，汽轮机组进行定速并网。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述第一设定值为所述LCV阀的总开度的7％-10％。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述第二设定值＞-94KPa。
4.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在所述步骤一中，高压缸的主蒸汽的压力为3.45MPa，温度340℃；再热器的再热蒸汽的压力0.1MPa—0.2MPa，温度为320℃。
5.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述第三设定值小于35t/h。
6.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述低压缸的喷水压力＞1.2MPa。
7.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在步骤四中，将汽轮机的转速达到500rpm持续三到六分钟后，调节汽轮机的转速达到1250rpm后进行中速暖机；
所述中速暖机状态的调节温度范围为100-200度，所述高压缸和中压缸的主汽阀膨胀范围为6-10mm；
当所述高压缸的主汽阀与所述中压缸的主汽阀的膨胀差＞3.5mm，中速暖机状态停止。
8.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在步骤四中，调节汽轮机的转速达到2300rpm后进行高速暖机；
所述高速暖机状态的调节温度范围为200-300度，所述高压缸和中压缸的主汽阀膨胀范围为10-15mm；
当所述高压缸的主汽阀与所述中压缸的主汽阀的膨胀差＞3.5mm，高速暖机状态停止。
9.根据权利要求1所述的一种汽轮机的暖机方法，其特征在于，在步骤五中，监视所述汽轮机的末级叶片的温度，使其温度＜60℃；监视次末级叶片的温度，使其温度＜150℃。
10.一种暖机系统，其特征在于，包括：
汽轮机组，所述汽轮机组包括高压缸、与所述高压缸合缸的中压缸、与所述中压缸分缸排布的低压缸和与所述低压缸的一端连接的凝汽器的第一端口，所述凝汽器的第二端口与给水泵连通；所述低压缸的另一端通过LCV阀与所述中压缸的第一端口连接，暖机时所述LCV阀的开度为总开度的7％-10％；暖机完成时，所述LCV阀的开度为总开度的100％；所述中压缸的第二端口通过第一输送管路、再热蒸汽管路与再热器连通，所述再热蒸汽管路上从上游至下游依次设有第一隔离阀、截止阀、第二主汽阀和第二调速器；所述高压缸的第一端口通过主蒸汽管路与主蒸汽发生器连通，所述主蒸汽管路上从上游至下游依次设有第二隔离阀、第一主汽阀和第一调速器；
发电机，所述发电机的转子轴与所述发电机转轴的一端连接。
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