[发明专利]一种中压缸启动机组切并缸监控方法

说明书

本发明属于火力发电及其在线监控技术领域，具体涉及一种中压缸启动机组切并缸监控方法。本发明可以通过有限的在线监测数据实现实时计算出准确的汽轮机轴向推力，在线撑握汽轮发电机组开机、并网、切缸、并缸、正常运行、负荷或工况变化过程中汽轮机轴向推力变化情况，根据轴向推力变化实时调节汽轮机高压缸和中压缸进流量，实现防范汽轮机轴向力过大造成汽轮机推力瓦损坏、汽轮机汽封片磨损、以及汽轮机动叶和静叶损毁等重大安全事故风险。

技术领域

本发明属于火力发电及其在线监控技术领域，具体涉及一种中压缸启动机组切并缸监控方法。

背景技术

中压缸启动具有加热均匀、热应力小、启动时间短等优点，在大型汽轮发电机组得到广泛应用，然而中压缸启动机组运行中存在切缸与并缸过程，从低负荷升至高负荷过程中会将高压缸并缸，从高负荷降至低负荷过程中会将高压缸切缸，在高压缸投切过程中汽轮机转子轴向推力发生巨大变化，高压缸末级叶片温度也变化显著，葛凌峰在论文《660MW超超临界机组中压缸启动切缸中异常事件分析及处理》中介绍了660MW超超临界机组冷态启动切缸过程中发生的设备损坏被迫停运事件，分析了事件发生的原因，制定优化处理方案。曹超在论文《大容量汽轮机中压缸启动方式及切缸过程的正确操作》介绍了汽轮机中压缸启动方式的优点，定性地介绍了中压缸启动机组的切缸技术措施。从公开的文献来看，中压缸启动机组切缸过程中引起的事故多，严重时造成设备损坏重大事故。从发生的历史事故原因分析发现均与汽轮机轴向推力和机组运行参数控制不当直接相关。然而目前针对切缸问题的处理所采取的措施仅停留在定性分析与控制策略局部优化上，并不能从汽轮机转子受力与运行参数相关联的机理上寻找最佳解决方案。为此，本发明提出了一种中压缸启动机组切并缸监控方法。

发明内容

为了解决上述问题，实现对汽轮机轴向推力实时监测，本发明提供了一种中压缸启动机组切并缸监控方法，具体技术方案如下：

一种中压缸启动机组切并缸监控方法，包括以下步骤：

步骤S1，实时监测计算汽轮机轴向推力的大小F和汽轮机轴向推力变化速度V_F；所述汽轮机轴向推力的大小F包括高压缸轴向推力F_g和中压缸轴向推力F_z，即：

F＝F_z-F_g；(1)

步骤S2，中压缸启动进汽，高压缸不进汽，即主汽调节阀关闭，高压缸抽真空阀开启，高压缸蒸汽室处于真空状态，高压压内无蒸汽不产生轴向推力；高压旁路阀开启使主蒸汽管内蒸汽在通过高压旁路管进入锅炉再热冷段管后到锅炉加热，加热后进入中压缸，此时汽轮机轴向推力由中压缸产生，只包括中压缸轴向推力，F＝F_z；控制汽轮机轴向推力F小于设定的轴向推力上限，调节低压旁路阀的开度进而控制进入中压缸的再热主蒸汽压力，低压旁路阀开度投自动状态，跟踪再热主蒸汽压力测量装置的实时测试主蒸汽压力为P_DPS；控制高压旁路阀的开度控制维持主蒸汽压力测量装置测量的主蒸汽压力为P_m；

步骤S3，随着机组负荷提升，开启主汽调节阀，高压缸进汽，；高压缸进汽逐渐作用于高压缸转子上的负轴向推力增加，此时汽轮机轴向推力的大小F包括高压缸轴向推力和中压缸轴向推力，即F＝F_z-F_g，实时监测汽轮机轴向推力变化速度V_F，控制汽轮机轴向推力变化速度V_F绝对值小于设定的推力变化速度报警值V_FB，同时控制汽轮机轴向推力F小于设定的轴向推力报警值F_B，如果汽轮机轴向推力F达到轴向推力报警值F_B或者汽轮机轴向推力变化速度V_F达到设定的推力变化速度报警值V_FB则降低主蒸汽压力P_m；当负荷达额定负荷的设定比例时关闭高压缸抽真空阀，高压缸排汽逆止阀自动开启；随着负荷增加主汽调节阀开度逐渐开大后，逐渐调节高压旁路阀直至全关，完成高压缸并缸全过程；