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【摘要】：本文对火力发电厂机组无辅助汽冷启动技术进行了探讨遥阐述了机组的冷态启动方式袁分析了冷态启动过程中热应力袁提出了无辅助汽源冷态启动过程中的操作控制方式遥。
【关键词】：火力发电厂；冷态启动；技术
探讨冷态启动作为汽轮机各种启动中最重要的启动，是汽轮机最大的动态过程，在冷态启动中汽轮机从冷状态到热状态、从静止到额定转速转动、从空负荷到满负荷，这个过程中，各种参数的变化最大，运行人员的操作最多，需要掌握好很多关键问题。不仅关系到汽轮发电机的安全，而且关到汽轮发电机组转子的寿命，所以应给予极大的重视。本文分析了火力发电厂机组无辅气冷启动技术。
1.机组的冷态启动方式
由于机组的负荷变化及启停都是较为频繁的，因此为了保障电力设备的安全并减小对机组的寿命损耗，通常采用中压式缸进行冲转、在转速达到一定条件后再进行至高压缸进汽的正常方式。旁路系统的控制对整个启动过程的影响也是较大的，高压旁路主要实现对主蒸汽压力、再热器的进汽温度进行控制，而低压旁路实现了对中压缸进汽压力稳定为主的控制。为了维持合适的冲车参数，必须依靠旁路系统来控制主、再热蒸汽压力和温度。
2.冷态启动过程中热应力的探讨
2.1冷态启动
机组冷态启动采用的是定—滑—定的方式，即30%负荷以下采用定压方式，30%～70%负荷之间采用滑压方式，70%负荷以上采用定压方式。锅炉点火后，根据温度探针测得的转子表面温度，通过相关计算得到可供参考的最佳主蒸汽和再热蒸汽温度。由高、低压旁路系统分别控制主蒸汽及再热蒸汽压力。当达到冲转参数时，通过转速/负荷程序自动升速，至900r/min转速/负荷程序自动停止，进行低速暖机；暖机结束后，转速/负荷程序自动投入，直至并网、带负荷。当带至30%负荷时，高、低压旁路为维持设定压力而逐渐关闭。高旁关闭后，叠加控制器投入，协调控制负荷的变化，并平滑实现定、滑压之间的转换。
2.2影响热应力因素的探讨
由于蒸汽压力与比容成反比，在转速相同，叶片固定的情况下，蒸汽压力越高，比容越小，则鼓风损失越大。而且，蒸汽压力高，相同转速、负荷条件下，通过高压转子的蒸汽流量小，鼓风损失所产生的热量不易被带走，导致高压缸排汽温度过热，引起高压缸排汽温度限制器动作。而高压缸排汽温度限制器动作的结果是在保持转速/负荷不变的情况下，增大高压缸的通流量，减少中压缸的通流量。这样降低了中压缸的暖机效果，导致中压转子热应力的增大。通过以上分析可认为主蒸汽压力定值的选取偏高。
3.无辅助汽源冷态启动过程中的操作控制
单元机组的启动是指从锅炉上水、点火、升温、升压、蒸汽参数达到要求，汽轮机进行暖管、冲转、暖机、定速，发电机并网带基本负荷，锅炉撤油枪逐渐加至满负荷的过程。本次机组启动是在无辅助汽源、锅炉底部没有蒸汽加热、空预器吹灰和轴封供汽没有汽源，锅炉接近环境温度的条件下直接点火升温升压，以达到汽轮机所需的参数。在机组冷态启动过程中，由于汽包、汽缸等重大金属部件均属冷却状态，金属部件受热存在着热膨胀、热应力、热变形等复杂问题，因此，确保设备安全是机组启动全过程管理的关键问题。随着机组自动化程度的不断提高、先进设备与技术的广泛应用、人员技术水平的不断提高，以及为适应火电市场的激烈竞争，节能降耗已经成为当前火电厂的又一个重要课题，尤其是在机组启动过程中在如何保证安全的前提下，进一步提高经济性已显得越来越重要。机组锅炉运行规程对锅炉上水温度及速度都有一定规定，要求控制锅炉汽包进水温度与汽包壁温差<40℃，根据不同季节规定了不同的上水时间，以控制上水速度，从而控制由于温度偏差造成的应力不超过金属许用应力，达到保证设备安全的目的。
若机组已停运一定时间，则其上水前锅炉汽包金属温度将在30℃左右，汽包内压力将为0Mpa，且未经加热的给水接近环境温度。摄氏零度的给水经过省煤器进入锅炉汽包，会对锅炉材质造成影响。可以采取用锅炉上水泵将合格的除盐水上到除氧器，待锅炉达到上水条件，启动前置泵向锅炉上水。整个上水过程中，严格按照规程要求控制上水速度及汽包壁温差，保持上水时间控制在4小时左右。由于锅炉进水温度太低，要充分考虑锅水在锅炉点火受热后膨胀、管壁超温、汽包上下壁温差等问题，因此，锅炉点火前的进水控制在汽包水位的低限甚至约低一些，点火后严密监视锅炉排烟温度、汽包上下壁温差和过、再热器管壁温度等参数，选择合适的蒸汽参数投运空预器连续吹灰和轴封供汽，并加强排污。
结论
火力发电厂无辅汽冷态启动经济效果十分显著。但也存在一些问题有待进一步探讨，一是环境温度低，燃油雾化条件差，着火及稳定燃烧环境恶劣，导致整个启动过程时间拖长。二是除氧加热及炉底加热不能提前投入，锅水水循环建立缓慢，尽管加强了排污，但炉水品质在启动初期还是难以保证。三是轴封供汽及真空建立的时间不好把握。四是对这一方式缺乏系统的实践及论述。总之，无热源冷态启动机组的运行管理还需进一步完善和细化，以确保设备的安全、可靠和经济运行。
参考文献：
[1]张春发，李晓金，曹洪涛，张宝.电厂热力系统耗差分析系统实现的研究与发展[J].汽轮机技术.2003（03）.
[2]盛德仁，李蔚，陈坚红，任浩仁.汽轮机组热耗率分析及实时计算[J].热力发电.2003（05）.
[3]侯子良.再论火电厂厂级监控信息系统[J].电力系统自动化.2002（15）
【关键词】：火力发电厂；冷态启动；技术
探讨冷态启动作为汽轮机各种启动中最重要的启动，是汽轮机最大的动态过程，在冷态启动中汽轮机从冷状态到热状态、从静止到额定转速转动、从空负荷到满负荷，这个过程中，各种参数的变化最大，运行人员的操作最多，需要掌握好很多关键问题。不仅关系到汽轮发电机的安全，而且关到汽轮发电机组转子的寿命，所以应给予极大的重视。本文分析了火力发电厂机组无辅气冷启动技术。
1.机组的冷态启动方式
由于机组的负荷变化及启停都是较为频繁的，因此为了保障电力设备的安全并减小对机组的寿命损耗，通常采用中压式缸进行冲转、在转速达到一定条件后再进行至高压缸进汽的正常方式。旁路系统的控制对整个启动过程的影响也是较大的，高压旁路主要实现对主蒸汽压力、再热器的进汽温度进行控制，而低压旁路实现了对中压缸进汽压力稳定为主的控制。为了维持合适的冲车参数，必须依靠旁路系统来控制主、再热蒸汽压力和温度。
2.冷态启动过程中热应力的探讨
2.1冷态启动
机组冷态启动采用的是定—滑—定的方式，即30%负荷以下采用定压方式，30%～70%负荷之间采用滑压方式，70%负荷以上采用定压方式。锅炉点火后，根据温度探针测得的转子表面温度，通过相关计算得到可供参考的最佳主蒸汽和再热蒸汽温度。由高、低压旁路系统分别控制主蒸汽及再热蒸汽压力。当达到冲转参数时，通过转速/负荷程序自动升速，至900r/min转速/负荷程序自动停止，进行低速暖机；暖机结束后，转速/负荷程序自动投入，直至并网、带负荷。当带至30%负荷时，高、低压旁路为维持设定压力而逐渐关闭。高旁关闭后，叠加控制器投入，协调控制负荷的变化，并平滑实现定、滑压之间的转换。
2.2影响热应力因素的探讨
由于蒸汽压力与比容成反比，在转速相同，叶片固定的情况下，蒸汽压力越高，比容越小，则鼓风损失越大。而且，蒸汽压力高，相同转速、负荷条件下，通过高压转子的蒸汽流量小，鼓风损失所产生的热量不易被带走，导致高压缸排汽温度过热，引起高压缸排汽温度限制器动作。而高压缸排汽温度限制器动作的结果是在保持转速/负荷不变的情况下，增大高压缸的通流量，减少中压缸的通流量。这样降低了中压缸的暖机效果，导致中压转子热应力的增大。通过以上分析可认为主蒸汽压力定值的选取偏高。
3.无辅助汽源冷态启动过程中的操作控制
单元机组的启动是指从锅炉上水、点火、升温、升压、蒸汽参数达到要求，汽轮机进行暖管、冲转、暖机、定速，发电机并网带基本负荷，锅炉撤油枪逐渐加至满负荷的过程。本次机组启动是在无辅助汽源、锅炉底部没有蒸汽加热、空预器吹灰和轴封供汽没有汽源，锅炉接近环境温度的条件下直接点火升温升压，以达到汽轮机所需的参数。在机组冷态启动过程中，由于汽包、汽缸等重大金属部件均属冷却状态，金属部件受热存在着热膨胀、热应力、热变形等复杂问题，因此，确保设备安全是机组启动全过程管理的关键问题。随着机组自动化程度的不断提高、先进设备与技术的广泛应用、人员技术水平的不断提高，以及为适应火电市场的激烈竞争，节能降耗已经成为当前火电厂的又一个重要课题，尤其是在机组启动过程中在如何保证安全的前提下，进一步提高经济性已显得越来越重要。机组锅炉运行规程对锅炉上水温度及速度都有一定规定，要求控制锅炉汽包进水温度与汽包壁温差<40℃，根据不同季节规定了不同的上水时间，以控制上水速度，从而控制由于温度偏差造成的应力不超过金属许用应力，达到保证设备安全的目的。
若机组已停运一定时间，则其上水前锅炉汽包金属温度将在30℃左右，汽包内压力将为0Mpa，且未经加热的给水接近环境温度。摄氏零度的给水经过省煤器进入锅炉汽包，会对锅炉材质造成影响。可以采取用锅炉上水泵将合格的除盐水上到除氧器，待锅炉达到上水条件，启动前置泵向锅炉上水。整个上水过程中，严格按照规程要求控制上水速度及汽包壁温差，保持上水时间控制在4小时左右。由于锅炉进水温度太低，要充分考虑锅水在锅炉点火受热后膨胀、管壁超温、汽包上下壁温差等问题，因此，锅炉点火前的进水控制在汽包水位的低限甚至约低一些，点火后严密监视锅炉排烟温度、汽包上下壁温差和过、再热器管壁温度等参数，选择合适的蒸汽参数投运空预器连续吹灰和轴封供汽，并加强排污。
结论
火力发电厂无辅汽冷态启动经济效果十分显著。但也存在一些问题有待进一步探讨，一是环境温度低，燃油雾化条件差，着火及稳定燃烧环境恶劣，导致整个启动过程时间拖长。二是除氧加热及炉底加热不能提前投入，锅水水循环建立缓慢，尽管加强了排污，但炉水品质在启动初期还是难以保证。三是轴封供汽及真空建立的时间不好把握。四是对这一方式缺乏系统的实践及论述。总之，无热源冷态启动机组的运行管理还需进一步完善和细化，以确保设备的安全、可靠和经济运行。
参考文献：
[1]张春发，李晓金，曹洪涛，张宝.电厂热力系统耗差分析系统实现的研究与发展[J].汽轮机技术.2003（03）.
[2]盛德仁，李蔚，陈坚红，任浩仁.汽轮机组热耗率分析及实时计算[J].热力发电.2003（05）.
[3]侯子良.再论火电厂厂级监控信息系统[J].电力系统自动化.2002（15）