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背压拖动轴流压缩机启动调试方案

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2012年9月20日

1 简要概述
*****背压拖动轴流压缩机组，采用的是杭州汽轮机股份有限公司生产的型号为HNG32/25/16型汽轮机；压缩机为西安陕鼓动力股份有限公司生产的A45-12轴流压缩机。
2 设备规范
2.1汽轮机技术规范及设备规范
代号 T8545
型号 HNG32/25/16
额定功率 8015KW 正常功率 6493KW
额定转速 7040 r/min 正常转速 7000 r/min
调速范围 5280~7392 r/min
危急保安器动作 8131r/min
电超速脱口 7983 r/min
进汽压力 8.83Mpa(a)
进汽温度 535℃
额定进汽流量 18.7Kg/S（63.72T/H） 正常进汽流量 15.4 Kg/S(55.44T/H)
排汽压力 1.27 Mpa(a)
排汽温度 297.8℃（查排汽曲线）
2.2 轴流压缩机技术规范
型号：A45-12 介质：空气 （A-全静叶不可调式轴流压缩机 45-轴流压缩机转子轮毂直径为45cm 12-轴流压缩机级数为12级）
进口流量：1837.76N m3/min 进口温度：15.7℃
进口压力：0.0996MPa(a) 相对湿度：76% 出口压力：0.392MPa
工作转速：6000~7350 r/min
一阶临界转速：2700 r/min
二阶临界转速：8850 r/min
轴功率：6493KW
旋转方向：顺时针（从风机进气端看）
2.3 A45-12轴流压缩机各工况点性能参数
项目
单位
主要参数
工况点

夏季平均
年平均
冬季平均
进口流量
Nm3/min
1837.76
1837.76
1837.76
进气温度
℃
35
15.7
2.7
相对湿度
％
90
76
74.7
进口压力
MPa(a)
0.0987
0.0996
0.1006
出口压力
MPa(a)
0.391
0.392
0.393
排气温度
℃
204
172
151
轴功率
KW
7286
6493
6098
工作转速
r/min
6000~7350
启动力矩：2974N.M 静力矩：296N.M
2.4 汽轮机数字电液控制系统DEH采用WOODWARD505电子调节器，505同时接受两个转速传感器变送的汽轮机信号，将接受到的转速信号与505预先设定的转速值进行比较，然后输出调整执行信号（4---20mA），再经电液转换成二次油压（0.15---0.45MPa），二次油压通过油动机操纵调节汽阀，控制进汽量来控制汽轮机转速、功率及排汽压力，进行汽轮机启动、停机操作，并设有电子超速保护。
3 整套启动调试的目的和任务
3.1调试目的
整套启动调试是机组安装工程的最后一道工序。通过机组整套启动试运行，可以检验、考核机组各设备及系统的制造、设计、安装质量以及各设备及系统的运转情况。通过试运过程中对设备的静态、动态特性参数的调整、试验以及让各种可能的缺陷、故障和隐患得到充分暴露并消除之，使主、辅机及至整套设备满足设计要求，以安全、可靠、稳发、满发的优良性能将设备由基建移交生产。
3.2 启动调试的任务
3.2.1进行机组整套启动、调整、试验、并网带负荷，通过72小时满负荷试运行。
3.2.2检测、调试和考验背压拖动压缩机组各项控制系统的静态、动态特性，使其满足要求。
3.2.3监测与考验背压拖动压缩机在各种工况下的运行状况，使其满足设计要求。
3.2.4考验机组辅机及各子系统与主机在各种运行工况下的协调性。
3.2.5记录、采集机组所有设备和系统在各种工况下试运的原始数据，积累有关原始技术资料，为以后机组安全经济运行和检修提供依据。
3.2.6 试验并确认主机、辅机和系统的最佳运行方式和最佳投用时机与条件。
3.2.7投用和考验机组各项自控装置、联锁保护及仪表，考核投入率、精度及工作状况。
4 整套启动应具备条件
4.1系统各电动、手动阀门动作灵活；启、闭试验正常、功能完备，系统设备挂好标牌。
4.2 主蒸汽管路吹扫结束
4.3 油循环结束，油质检验合格，油箱油位正常
4.4 热控“DCS”能投入使用，满足启动要求。DEH、ETS、TSI等调试结束。保护经校验合格，各报警、记录信号、光字牌显示正确无误。
4.5 机组各系统的控制电源、动力电源、信号电源已送上，且无异常，所有就地测量装置的一、二次门应在开启位置，仪表电源投入，表针指示正确。
4.6 设备现场的楼梯平台、沟道盖板应完备齐全;照明充足，通讯方便;障碍、垃圾以及其它易燃物已经清除，消防设施备齐
4.7 现场所需规程、系统图等已挂出、标明，系统图与现场实际确实应相符合。现场准备好试运所需的对讲机、手电、听棒、操作扳手等物品。
4.8 机组首次启动为汽轮机单机启动，汽轮机和压缩机联轴器脱开，待汽轮机运行试验正常后，再进行整体机组的启动。
5 汽轮机单机试运行
5.1 暖机前准备：
5.1.1检查速关阀前主蒸汽进汽手动隔离门和电动主汽门及旁路门关闭，速关阀、调节汽阀关闭，排汽至热网电动门关闭。
5.1.2 速关阀前疏水阀、汽缸本体疏水阀、平衡管疏水阀打开，疏水母管隔离门开启。
5.1.3 排汽管向空排汽阀打开
5.1.4 各油泵进、出口隔离阀开启，油系统试验完成，冷油器、滤油器单侧投运，冷油器进水阀开启，出水阀关闭。
5.1.5 启动主油泵，检查油泵运行正常，出口油压稳定，调节油压、润滑油压在规定范围，各轴承回油正常，油系统无泄漏
5.1.6 启动排油烟机
5.1.7 投入盘车，系统无磨擦冲击现象，运行正常。
5.2 暖管
5.2.1缓慢开启主蒸汽进汽手动隔离门旁路阀，暖管至主蒸汽电动门前。
5.2.2停运盘车，开启主蒸汽电动门当旁路阀当旁路阀，暖管至主汽速关阀前，暖管时注意检查管道法兰，阀门是否泄漏和管道膨胀情况，暖管结束后，全开主蒸汽进汽手动隔离门、主蒸汽电动门，关闭旁路门。
5.3 汽机冲转
5.3.1 机组保护投入，汽机复置，开启速关阀，做打闸试验正常。
5.3.2通过505调节器按照正常冷态启动曲线，进行冲转升速。

5.3.2.1 背压机自动按10rpm／s升速率升转速至800rpm暖机30分钟，对机组全面检查。
5.3.2.2 汽轮机快速升至3200 rpm，暖机40分钟（空压机一阶临界转速转速为2700 rpm）
5.3.2.3 汽轮机升速至5200rpm，高速暖机20分钟。
5.3.2.4 汽轮机逐渐升速至6000 rpm以上
5.3.3 升速及暖机过程中应注意下列事项
（1） 仔细倾听汽机缸体内有无异常声音，若有异常应停机，投入盘车，在重新启动前应查明原因并消除。转子冲转后，需检查确认盘车机构闭锁在退出位置。
（2） 当升速过程中发现振动过大时，应迅速降低转速直至振动消失为止，并在此转速下暖机找出振动原因，并在消除后再升速，如经二次未消除时，报告生产主管决定。
（3） 与相邻机组配合好及时投运汽封冷却器。
（4） 检查各轴承温度和回油温度及油压正常，轴承进口润滑油温度控制值38~42℃，低极限值35℃，高极限值45℃。当进口油温45℃时，出口油温在50－60℃。若冷油器后的油温超过40℃时，应将冷却水进口阀打开投运冷油器。轴承进口润滑油压力控制值0.15Mpa，低极限值0.08Mpa，高极限值0.18Mpa。
（5） 当油系统有不正常现象，如油温过高或油压过低时，应迅速找出原因并采取有效措施。
（6） 按照要求将汽轮机的启动时间及过程进行记录，并不断对启动过程进行观察分析。
（7） 汽机启动过程中，各部金属温升控制指标应严格按下表执行。
序号
项目
单位
控制范围
1
主汽速关阀前蒸汽温升率
℃/min
2.8—3.2
2
主汽速关阀外壁温升率
℃/min
4.6—5
3
调节汽门外壁温升率
℃/min
4.6—5
4
导汽管外壁温升率
℃/min
7
5
汽缸法兰内壁温升率
℃/min
4
6
汽缸法兰外壁温升率
℃/min
3
7
汽缸法兰外壁与螺栓温差
℃
≤50
8
汽缸法兰内外壁温差
℃
升温<80，降温〈40

5.4 机组全速试验
5.4.1速关阀和调节汽阀严密性试验
1) 检查就地盘和室内仪表以及505E调速转速一致。
2) 汽机空负荷运行，主汽参数，转速在额定值时，机组应平稳运行，
3) 泄去速关油，主汽速关阀迅速关闭（调节汽阀全开）。
4) 泄去二次油压，调节汽阀应全关（主汽速关阀应全开）。
5) 两种情况下，转速下降至1000rpm时为合格。
6) 分别开启主汽速关阀及调节汽阀，恢复空负荷运行。
7) 在转速降低时，必须注意油压变化，当控制油压降至0.6MPa，辅助油泵应自启动，否则应立即手动启动辅助油泵。
5.4.2 超速试验：
超速试验有两种方式：电气保护跳闸试验，机械保护跳闸试验。
电气超转转数为：n电=(105%--108%)×n额——r/min
机械超转转数为：n机=109%~110%×n额——r/min
汽轮机连续最大转数: n=105%×n额——r/min
前提：此项试验必须在手击危急保安装置试验合格后方可进行下一步试验。
先做电气跳动试验：次数为：2次。然后做机械跳动试验，原则上试验三次。
—对机械跳闸试验合格的认可依据为：前二次动作转速差≤0.6% n额，第三次和前二次平均动作数相差≤1% n额，可认为危急动作符合要求；或前二次动作转数相等，就可以认为合格，不必做第三次动作试验(跳闸转速小于或等于n机跳 ±0.1% n额，)
危急遮断器动作步骤要求：首先，严格注意超速跳闸转速及要有应急措施方案。其次，每次试验完成后，等转速降到调速范围以下时，才可开启速关阀及调节汽阀。
5.5 停机
汽轮机各种试验结束后，汽轮机继续运行，排汽并入热网，稳定运行2小时后停机。
汽轮机停机分二种方式：正常停机和紧急停机。
5.5.1 正常停机
1) 调节汽阀调节转速到最低控制转速上，手击危急保安装置或关闭主汽阀停机。
2) 记录单机惰走时间
3) 停机过程中，注意调维持轴封射汽抽气器正常工作，停机后，才可停轴封冷却器运行。
4) 汽轮机刚停下，注意确认转速已为零，才可投入盘车系统。
5) 关闭阀门：主汽阀前的所有阀，打开所有疏水阀门。
6) 停机后的维护工作：
轴承温度≤45℃，方可停油泵。
盘车系统的要求：
0---2小时——180度/10分钟
2---4小时——180度/30分钟
4---24小时——180度/60分钟
24小时以后——180度/天
5.5.2 紧急停车
汽轮机紧急停车的条件为下列之一
1)轴振动突然超标准。
2)机内出现异常冲击声。
3)轴位移突然超标准。
4)润滑油压、控制油压迅速降到停机值。
5)蒸汽参数迅速降低。
紧急停机后，根据现场出现的问题，迅速进行处理，汽轮机停机后，维护同正常停机相同，否则更严重的需揭大盖进行处理。
6 联动试运
汽轮机单机运行正常后，连接压缩机，进行背压拖动压缩机组的整体试运。
6.1 联动试运前的准备工作
1）机组单机试车合格。
2）机组高、低电自控连锁及模拟试验合格。
3）联动试运前，对轴流压缩机有关项目进行认可：
①对轴流压缩机进气管道、空气过滤器、本体内部干净程度进行确认。
②轴流压缩机处于“安全运行条件”即：放空阀全开。风机出口管道上的逆止阀、出口碟阀处于关闭状态。
说明：
轴流压缩机运行时，不宜长时间处于“安全运行条件”，是因为轴流压缩机在此条件下，容易出现临近阻塞工况现象，同时，对动、静叶易产生激振不利因素，但轴流压缩机启动时，可缩小启动时间，是相对驱动机为电动机条件下而设计的，本机为汽轮机驱动。
4）逆流保护系统和防喘振系统压差试验正常（轴流压缩机出现逆流或喘振时，风机迅速回到“安全运行条件”。）
5）机组监测保护系统和控制系统投入
6）盘车系统投入，系统无磨擦冲击现象，运行正常。
6.2 机组启动
6.2.1根据汽缸温度，按照机组启动曲线，进行冲转升速
当A45-12轴流压缩机的工作转速达到5280r/min（即最低连续工作转速），轴流压缩机进入“安全运行”，这时防喘振阀处于100%开度，逆止阀处于100%关闭状态。同时压缩空气出口电动阀处于关闭状态。绝对禁止轴流压缩机在低于其允许的最低工作转速长期运行。
6.2.2 空负荷机械运转试验
压缩机空气排汽压力调整为0.1～0.15MPa表压，运行4小时，进行空负荷试车。
空负荷机械运转时，对机组机械运转参数：轴承温度、转子振动、轴位移、转速、阀门开度等项进行全面检查，若出现不符合机组机械运转设计值时，请认真协商、谨慎解决，否则停机进行检查。
6.2.3空负荷机械运转试验正常后，逐渐升高机组转速，调整压缩机空气排汽压力至额定工况，进行满负荷机械运转，同时及时联系柠厂调度，准备配合压缩空气系统操作：
1、 打开压缩空气出口电动阀
2、 将压缩机排气管出口逆止门由强制关闭状态转换为自动控制状态。
3、 将轴流压缩机的防喘振阀由手动控制状态转换为自动控制状态，也可以在手动状态下操作。
4、 增加轴流压缩机的转速，流量随之增加，若防喘振阀处于自动控制状态的话，防喘振阀将缓慢地自动关闭，压缩空气排气管上的逆止门将随着排气压力的增加而打开。
5、 当轴流压缩机的流量和排气压力达到所期望的值时，轴流压缩机的工作转速也随之确定，然后将流量控制器切换到自动状态。
6、逐步关小背压机汽轮机排空门，排汽高于热网母管压力时并入热网。
6.2.4机组满负荷机械运转试验运转时间为72小时，注意观察机组热态运行的情况，按制造厂要求的运行各项内容进行每30分钟巡回检查并做好记录。。
6.3机组出现下列情况之一，必须紧急停机：
6.3.1机组各轴承温度超过停机设计值
6.3.2机组各转子振动超过停机设计值
说明: 轴流压缩机转子振动设计值:

项目
公式
单位
备注
合格

µm

报警

µm

停机

µm

n——连续工作转速

合格:Ap-p=1.25*25.4*(12000/n)1/2µm或者50µm取两者中较小的值。
5.2.3轴位移超过停机设计值。
5.2.4润滑油系统油压降到停机设计值
5.2.5控制油系统油压降到停机设计值
5.2.6机组转速超过停机设计值
5.2.7机组内部出现磨擦声、冲击声等现象。
5.2.8汽轮机的进汽参数严重降低等现象。
5.2.9轴流压缩机进气过滤器压差超过停机设计值、气流发生逆流或喘振等现象。
7、机组启动组织分工
为确保背压拖动空压机机试运有条不紊的进行，避免意外事故发生。公司成立背压拖动空压机试运小组。
总指挥：***
副总指挥：***、****
小组成员：*****、******
辅助人员：安装公司相关人员及背压机和空压机厂家技术人员
整套启动调试时由试运小组下达操作指令，电厂运行人员负责操作，安装单位负责销缺和维护。公司综合和电热检修部门协助消缺。

8 安全注意事项
8.1 所有参加启动调试人员均应严格执行《电力建设安全工作规定》及现场安全工作规定，确保调试顺利进行。
8.2整套启动的全过程均应有各相关专业人员相互配合进行，以确保各设备运行的安全性，以便整组启动顺利完成。
8.3 启动调试过程中发生危及人身和设备安全时，应停止启动工作，必要是停止机组运行，分析原因，提出解决措施。
8.4整套调试过程中如发生异常情况，应迅速查明原因，由电厂运行人员按事故处理规程进行处理。