单轴燃气蒸汽联合循环机组调试程序

1、单轴燃气蒸汽联合循环机组调试（一）单轴燃气蒸汽联合循环机组调试单轴联合循环机组两种型式（1）1 发电机末端布置 (GT-ST-Gen)发电机低压高中压蒸汽轮机燃气轮机压气机燃烧室透平单轴联合循环机组两种型式（2）2 发电机中间布置 (GT-Gen-ST)单轴联合循环机组概要单轴联合循环机组调试阶段划分 准备阶段 系统熟悉，文件准备（调试计划、调试大纲及调试方案编写） 单体调试 电机试转、单体设备回路检查等；安装单位负责，调试单位参与 分系统调试 机组各分系统调试，包括燃机、汽机、余热锅炉、电气、热工、化学 等多专业，调试单位负责 整套启动调试 从燃机首次点火开始，包括升速、带负荷、各种试验、考

2、核试运行及 性能试验（选项）等过程，调试单位负责单轴联合循环机组调试内容系统检查程序核对回路检查开关柜供电电机试验泵及风机试转 管道冲洗及泄漏检查 (润滑油、控 制油、闭式循环水、凝结水、给水 等系统）阀门冲程试验连锁/仿真试验BOP部分调试（厂用电、化水、 HRSG、辅助蒸汽系统等）抽真空试验燃机高盘等首次点火空载满速FSNL现场高速动平衡HRSG煮炉电气试验蒸汽吹管(准备、实施及复装） 安全阀校验（HRSG及蒸汽管道）并网及带负荷试验燃烧参数调整蒸汽轮机进汽超速试验 联合循环运行停机进行燃烧室检查及临时滤网拆除等消缺选项试验（甩负荷、RB试验、APS试验等）性能试验可靠性试验等整套启动调试

3、首次点火分系统调试安装（单体调试）分系统调试整套启动调试单轴机组调试分系统（1）燃机专业汽机专业开式冷却水系统闭式冷却水系统循环水系统辅助蒸汽系统凝结水及补给水系统启动除氧器系统真空系统轴封加热器及疏水系统发电机密封油系统发电机氢冷却系统机组调节保安系统机组顶轴油系统及盘车装置液压调节系统机组润滑油系统及油净化胶球清洗系统蒸汽旁路系统天然气燃料系统，包括前置系统（如TCA、空气滤芯等）天然气燃料调压处理系统天然气燃料供气系统燃机水洗清洁系统空气过虑器反清吹系统燃机润滑油、压力油系统进口可转导叶（IGV）系统燃烧及点火系统进气、排气系统燃机冷却水系统燃机冷却及密封空气系统通风系统CO2灭火系统燃

4、机控制系统（如：MARK VI 或Diasys等）单轴机组调试分系统（2）锅炉专业电气专业高压启动/备用变压器继电保护装置及系统升压站和厂用电系统保安电源系统发电机系统主变压器系统励磁系统网络监控（NCS）系统变频启动装置系统（如：LCI或SFC）空压机及仪用气系统烟道系统减温水系统HRSG膨胀系统HRSG化学清洗HRSG蒸汽吹管启动锅炉系统给水再循环系统HRSG系统管路支吊架系统排烟关断挡板系统SFC: Static Frequency ConverterLCI: Load Commutated Inverter单轴机组调试分系统（3）热工专业化学专业除盐水系统循环水加药系统 循环水补给水系

5、统 消防水系统生活污水处理系统 废水中和处理系统制氢设备和系统 余热锅炉化学清洗 余热锅炉一、二次系统钝化保养 分系统试运化学监督蒸汽轮机监视系统事件顺序记录系统燃机蒸汽轮机电液控制系统顺序控制系统燃气轮机火焰探测系统蒸汽旁路控制系统机组协调控制系统机组AGC控制系统热工信号逻辑报警系统给水泵控制系统汽水分析系统烟气分析系统调压站热控系统实时信息管理系统SIS工业电视监控系统其它辅机监控系统分系统调试仿真/连锁试验(1）目的 机组正式运行前, 在分系统调试最后阶段, 对各个设备的功能和保护连锁进行验证。保护连锁 异常工况时为保护设备，立即自动切断向燃机的燃料供应，切断向蒸汽轮机的蒸汽供应，确保

6、机组安全停机。公用系统保护 送电系统事故天然气供给系统事故主变、厂变事故分系统调试仿真/连锁试验（2）燃气轮机联锁保护启动保护 超速保护正常运行保护1 机械超速保护 109.52 电超速保护 1101 启动装置异常2 燃烧火焰熄灭（双重）3 燃料控制异常1 异常停机2 润滑油压低3 控制油压低4 振动大5 轮间温度高6 排气温度高7 抽气阀异常8 天然气压力低9 排气压力高10 控制装置重故障11 保安电源故障12 排气侧轴承温度高程序 现场的仿真试验 模拟透平速度、发电机负荷和其它信号的反馈信号输入 GT/ST 控制装置。 检查下列设备 燃料控制阀FCV 进口导叶IGV 燃烧室旁路阀CBV

7、点火器Igniter 变频启动装置 其它设备 保护连锁试验准备启动启动装置启动负荷并网满速空载抽气阀关闭燃气轮机转速点火转速点火启动装置停止点火确认点火器弹出启动装置启动装置+透平升速过程自持转速同期带负荷运行 盘车分系统调试仿真/连锁试验（3）逐个模拟各保护项目的跳闸条件，确认跳闸保护连锁功能正确动作分系统调试高盘运行（1） 燃机首次点火前的高盘运行目的检查启动设备是否正常，确保燃机可加速到额定转速的约27%。对燃机热通道、TCA、HRSG烟道进行吹扫,确保 20%时安全点火。摩擦检查 ：是否存在异常声音。运行参数检查（如振动、轴承金属温度等）。实施打闸试验（就地和集控）。燃机启动阻力曲线点

8、火转速自持转速启动装置停止转速启动装置出力 扭矩燃机加速动力 GE : 25%、14、90% MHI : 27%、20、67%3转速：清吹 点火 自持分系统调试高盘运行（2）SFC启动装置工作曲线燃机控制控制信号输出（1）CSO (Control Signal Output)燃料控制信号速度/负荷控制排气温度控制转速控制转速吹扫点火并网负荷天然气流量时间控制方式选择（低值原则）燃料关断阀流量调节阀调节开度信号燃烧室执行器燃机控制控制信号输出（2）主燃料值班燃料发电机出力负荷控制机组转速速度控制轮间温度温度控制透平排气温度燃烧器压力燃料压力控制进气温度IGV控制燃烧室旁路控制最小信号选择最大信号

9、选择最低稳燃燃料燃料流量分配主燃料调节控制值班燃料调节控制流量调节阀压力调节阀流量调节阀压力调节阀IGV调节执行器燃烧室旁路调节阀燃料控制其它控制100%LoadNo loadCSO燃机控制点火至满速空载FSNL满速空载 Rate limitP-+点火加速升速过程0燃油控制信号速度控制负荷控制温度控制燃烧压力控制速度/负荷控制信号燃烧压力控制燃料控制信号升 速额定转速燃机控制并网及带负荷目的 到达额定转速：并网操作 带负荷运行时：按调度要求增减负荷 机组甩负荷时：防止超速50Hz52Hz燃机控制燃机排气温度控制（1）1 燃机排气温度控制理由 . 为了控制透平入口温度，防止超温 . 透平入口温度

10、长时间测量不可能 . 透平入口正确测量温度相当困难2 透平入口温度与排气温度关系其中： T1透平入口温度，K T2透平出口温度，K P1透平入口压力，Pa P2透平出口压力，Pa n 气体常数测温热电偶排气室整套启动调试燃机排气温度控制（2）当轴系负荷处于温度控制时，必须仔细核对燃机、汽机和各辅机的运行条件和控制。在此条件下必须确认各参数符合设计要求.燃烧室压力排气温度限制透平入口温度限制基荷部分负荷排气温度START信号转化PI限位控制EXCSORCSO+BPCSOBPREF排气温度6叶片通道温度 20BiasEXREFBASE燃烧室压力FX-2PImV/EPI信号转化mV/E20支热电偶6

11、支热电偶燃机控制IGV控制及旁路阀控制（1）IGV及旁路阀控制目的 1. 启动时，防止压气机喘振； 2. 部分负荷时，保持燃机排气 温度不变，提高联合循环效 率。IGV控制规则 1. 启动时，先小后大； 2. 满负荷时，最大开度； 3. 部分负荷时，根据负荷调节 开度。旁路阀控制规则 1. 启动时，旁通多余空气，通 常先大后小； 2. 部分负荷时，保持燃机排气 温度恒定，提高联合循环效 率。调节阀燃机控制IGV控制及旁路阀控制（2）+至燃烧室旁路控制阀BYCSO位置反馈点火设置值MD3点火+转速FXFXP/BFXFXSGSRV+燃机负荷压气机进口温度燃烧室压力FXFXP/BFXFX旁路控制逻辑

12、图启动升负荷转速（r/min）3000满负荷最小开度全开0IGV控制程序整套启动调试燃机点火（1）目的 验证点火条件及能力 燃料和环境条件；点火前高速盘车时的转速 吹扫转速(点火器插入) ； 点火速度； 点火失败试验； 正式点火 (MHI: 10秒)； 曲线 轮间温度及分散度； IGV； 燃烧室旁路阀； 燃油控制阀； 燃油控制阀差压； 燃油供应压力。 燃烧压力波动检查。 调试检查项目着火CSO着火CSO整套启动调试燃机点火（2）燃烧调整燃料阀的初始开度将被调整到确保获取适当的燃料/空气比Note ; FLON TimerGas fuel ; 10secGT Trip solenoid valv

13、eCloseFG vent valveFG shutoff valveDiff.Press.controlFG pressure control valvesFuel limit FG flow control valvesIgniter insert点火顺序800rpmFlame on14CIGPB OnPurge240secFuel onMaster onIgniter activate90secACC4secCloseCloseOpenOffOutDe-energizeOffW-up Fire 整套启动调试燃机点火（3）火焰探测器点火失败时，可以判定对应侧的燃烧器有问题。燃烧室联焰管主喷

14、嘴值班喷嘴联焰管 扩焰段燃烧室火焰筒旁路空气火焰探测器(#19)A ON火焰探测器(#19)B ON火焰探测器(#18)A ON火焰探测器(#18)B ON燃料供应 （10秒后）并网点火器从流向看#8#9#20#1#2#18#19#10#11#12整套启动调试加速至空载满速FSNL（1）FSNL=Full Speed No Load调试检查要点 1. 在燃料限制模式控制下使机组平滑加速； 2. 轮间温度情况检查（包括各温度测点的峰值、平均值及偏差）； 3. 机组振动及轴承温度检查； 4. 检查机组的润滑油管道、控制油管道、抽气阀空气及天然气燃料 管道等是否存在泄漏； 5. 防止压气机喘振； 6

15、. 2000r/min时汽轮机低压缸冷却蒸汽投入； 7. 2000r/min时启动装置SFC停止，燃机自持； 8. 2775r/min时压气机抽气阀关闭； 9. 达到额定转速(FSNL)3000r/min。 必须仔细核对各运行参数，进行润滑油系统相关的低油压保护联动泵 试验。 整套启动调试加速至空载满速FSNL（2）LDCSO: 负荷限制器控制信号输出GVCSO: 转速控制信号输出BPCSO: 叶片通道温度控制信号输出EXCSO: 透平排气温度控制信号输出FLCSO: 燃料限制控制信号输出发电机输出燃气轮机转速叶片通道温度透平排气温度燃烧室压力燃料控制阀负荷限制控制转速调节控制温度控制燃料限制

16、控制LDCSOGVCSOBPCSOEXCSOFLCSOCSO负荷限制速度限制透平进口温度 ( 排气温度) 限制最小燃料选择器整套启动调试加速至空载满速FSNL（3）升速控制FLCSORate limitP-+0.20mm 报警值0.125mm振动高点键相脉冲相位 : 振动高点与键相脉冲的角度加重位置振幅键相传感器现场动平衡压气机侧48 孔透平侧72孔中间64孔振动传感器2号轴承1号轴承整套启动调试蒸汽吹管（1）吹管目的 清除HRSG过热器、再热器及其蒸汽管道中的氧化铁皮、铁屑、焊渣和其它机械杂物。吹管介质 蒸汽吹管 压缩空气吹管 高压水冲击吹管方法 稳压吹管 降压吹管蒸汽吹管 自产蒸汽吹管 辅

17、助蒸汽吹管 整套启动调试蒸汽吹管（2）蒸汽吹管空气吹管优点缺点 国内普遍采用的吹管方式，经验多； 吹管过程增加运行经验，具备提前考核 设备作用； 蒸汽参数高，交变热应力，有利吹管效 果，吹管时间短（三压机组710天）； 不需外购大型压缩机及泵组； 在EPC项目中可能更有效。 若采用自产汽，需机组具备启动条件； 若采用自产汽，燃机需要点火，寿命 损耗； 为关键建设路径，对总工期影响大； 需要较多运行人员； 需要消耗燃料及除盐水 。 可将吹管工作移出关键路径，提前吹管， 缩短整个工期近1月； 不需燃机具备点火条件； 对安装施工影响小； 不需机组运行，节省点火小时，益于寿命； 需要较少运行人员； 不

18、需消耗除盐水及燃料。 需要大型空压机组及1秒钟内全开阀门， 国内较难获得； 不利于增加机组运行经验； 缺乏经验，尤其在国内暂无实例； 吹管参数低，故总吹管次数多，吹管时间 长，约需1个月，受噪音影响受时间长； 总费用高。整套启动调试蒸汽吹管（3）锅炉自产汽吹管及邻机辅汽吹管成本比较分析项目锅炉自产汽吹管邻机辅助蒸汽吹管直接成本临时管道安装及拆卸费一样一样临冲门及消音器租借费一样一样天然气燃料消耗费99元/吨蒸汽无除盐水消耗费40元/吨水无启动锅炉耗费（除盐水及天然气）有无厂用电消耗费多很少运行值班人员工资多少蒸汽量交易费无100元/吨蒸汽间接成本燃机、汽机、发电机老化折旧有无辅助泵设备的折旧有

19、无产出管道清洁一样一样电负荷少量无综合结果经济性差经济性好整套启动调试蒸汽吹管（4） 吹管时吹管介质质量流量，kg/h； 吹管时吹管介质比容，m3/kg； 正常运行时蒸汽比容，m3/kg。 CFR 吹管系数，亦称吹管动量因子 正常运行时最大蒸汽质量流量，kg/h；蒸汽吹管系数此处（0.85D的外侧）插入试片时，会有受伤的可能性，排除在判定范围外。1 如直径0.5mm以下，不 论表面是否有痕迹合格。2 击痕里有异物埋没时， 无论大小都不合格。凹部（直径0.25mm以上0.5mm以下）的总数每平方英寸平均1个以下根据沿流向垂直设置的铝靶板表面状态判定，连续3次合格。靶板靶板表面异物判定准则0.85

20、D蒸汽整套启动调试蒸汽吹管（5）缩短蒸汽吹管工期的装置自动靶板插入装置的采用(三菱)M靶板夹具蒸汽须通过较长的临时管道才能到达靶板永久管道临时管道惯用方法M自动靶板插入装置永久管道临时管道改进方法自动靶板插入装置可距永久管道近，利于快速检查吹管效果整套启动调试HRSG安全阀校验HRSG安全阀校验及调整目的 对余热锅炉汽包、主蒸汽管道的安全阀 门进行动态校验及调整，以保证一旦蒸汽系统超压时能及时正确泄压，确保系统设备安全。方法 燃机带负荷25，蒸汽系统憋压，动态校验和调整安全阀的起座压力。执行单位 设备供应商负责，调试单位配合。整套启动调试并网（1）机组并网 1. 假并网试验 Dummy Syn

21、chronization Test; 2. 发电机自动准同期并网试验； 自动并网装置闭合发电机出口断路器52G燃机带预先设定的最低负荷- 约5%额定负荷。 注意 检查调速控制迅速带上负荷； 监视发电机各参数：电压、电流、频率、氢压、温升； 监视励磁系统参数。并网前的电气试验 1. 发电机短路特性试验； 2. 发电机-变压器组短路特性试验； 3. 发电机-高厂变短路特性试验； 4. 发电机-变压器组空载特性试验； 5. 发电机灭磁时间常数、残压、相序的测量以及转子过电压录波; 6. 发电机轴电压测量; 7. 发电机自动励磁调节器（AVR）试验。 整套启动调试并网（2）合上主变高压侧开关合上发电机

22、出口断路器（52G）合上励磁开关 (41E)带初始负荷 (5%)发电机电压建立G出口断路器41ENGS励磁NGR至开关柜主变压器励磁变压器52G5%负荷速度负荷控制信号并网整套启动调试带负荷试验机组带负荷调试要点1. 仔细检查并核对燃机运行条件；2. 燃机升负荷到汽机进汽设定负荷点，汽机进汽，投入运行；3. 汽机负荷10%以上连续运行4小时后，在空负荷条件下进行机组超速试 验 ；4. 仔细监视机组（燃机、汽机、发电机及余热锅炉）运行参数，逐步增 加机组负荷；5. 在每个负荷点上都要检查燃机燃烧状态并进行必要的燃烧调整；6. 机组甩负荷试验（Load Rejection test）；7. 当机组

23、处于燃机排气温度控制时，仔细核对燃机、汽机、发电机及各 辅机的运行参数；整套启动调试汽轮机投运（1）汽轮机投入运行时刻 1. 燃机升负荷到汽机进汽设定负荷点，该点是由汽机金属温度决定的； 2. 不同的启动方式（冷态、温态及热态）进汽点也不同。汽轮机进汽前所需的蒸汽条件 1. 蒸汽温度/压力，满足过热度的要求； 2. 蒸汽/汽轮机金属匹配温度，满足温差要求； 3. 蒸汽纯度。 汽轮机主蒸汽投运操作 上述条件建立后， 1. 高/中/低压主蒸汽阀依程序开启到设定值，机组进汽； 2. 燃机负荷逐步升高到50%； 3.高/中/低压蒸汽旁路阀依程序关到设定值，维持设定的主蒸汽进汽压力； 4. 低压冷却蒸汽

24、阀关闭，辅助蒸汽切换； 5. 依程序关闭相应的汽机疏水阀。 整套启动调试汽轮机投运（2）冷态启动曲线100整套启动调试汽轮机投运（3）温态启动曲线65整套启动调试汽轮机投运（4）热态启动曲线45整套启动调试停机曲线（1）正常停机曲线整套启动调试停机曲线（2）维修停机曲线整套启动调试燃烧调整（1）燃烧压力波动机理Mechanism of Combustion Pressure Fluctuation热释放率声学特征频率模式Acoustics eigen mode反馈激发燃烧室压力波动压力波动太大则会造成破坏相互影響整套启动调试燃烧调整（2）天然气天然气罐一级过滤器增压泵流量计天然气加热装置终端过

25、滤器关断阀差压及流量控制阀主天然气值班天然气差压及流量控制阀F天然气处理模块压力调节阀燃机模块至20个燃烧室放空阀天然气燃料系统构成整套启动调试燃烧调整（3）燃料/空气比例精确控制旁路控制阀值班燃料主燃料温度调节阀加热器空气IGV 值班燃料控制阀 主燃料控制阀 空气旁路控制阀 IGV调节阀 燃料温度控制整套启动调试燃烧调整（4） 值班/主喷嘴空气空气空气预混合燃烧扩散燃烧主燃料值班燃料空气扩散值班火焰燃料与空气预混合预混燃烧火焰整套启动调试燃烧调整（5）燃烧调整概念正常稳燃区域失火倾向失火倾向超高周波中周波整套启动调试燃烧调整（6）燃烧压力波动监视系统CPFMOperator Station(

26、OPS)GTC (interlock logic)20 个压力波动传感器4 个加速度传感器CPFMRunback自動降低负荷Trip停机放大器整套启动调试超速试验试验方法按“自动停机”，减负荷，解列，发电机出口断路器52G断开；在52G断开的5min内取消停机程序，选“启动”程序；打开41E；确认无人站在燃机、汽机及发电机旁；选择“超速试验”，升速至110，密切监视机组振动、轴承温度、低压排气温度等参数；超速报警，燃机跳机。若超速至111仍不跳机，则需立即手动打闸停机。试验目的验证机组超速跳闸性能；110电超速；验证结果燃料控制阀、主蒸汽阀及控制阀关断；超速跳机转速符合要求：110.5%（燃机

27、）、110.0%（汽机）。试验条件机组负荷200MW左右，连续4h；蒸汽轮机充分暖机膨胀。整套启动调试甩负荷试验试验方法当燃机处于稳定运行状态时手动打开发电机出口断路器；每10s记录机组转速、CSO、燃料流量控制阀位置、燃料压力调节阀位置、发电机电流/电压、励磁电流/电压，直至机组稳定；不同负荷下分别进行，如50、75%/、100负荷。试验目的确认机组失负荷时调速机构控制特性；验证燃机速度随惯性加速特性；验证燃机速度在调速机构控制下稳定下来，不超速。控制规则控制燃料流量保证机组不超速；切断流入汽轮机的蒸汽，将蒸汽排入冷凝器。整套启动调试RUN BACK试验燃烧室压力波动；透平叶片通道温度波动大；透平叶片通道温度偏差大；发电机绕组温度高；燃气压力低；燃气温度不正常（过高或 过低）；试验目的验证机组在参数异常时负荷自动回切能力。 若减负荷至预设值时报警依然存在，则立即跳闸！ 机组负荷60且发生如下情况之一，将自动减负荷至50 若减负荷至预设值时报警依然存在，则启动自动停机！整套启动调试其它选项试验最小稳态负荷试验验证机组最小稳态负荷，通常在性能试验中进行。真空严密性试验验证凝汽器真空系统的严密性。半凝汽器