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秦山二期扩建机组汽轮机冲转并网的风险与分析

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【摘要】本文主要介绍了秦山二期扩建机组汽轮发电机组冲转并网的流程以及相关定期试验的执行步骤，使读者对同类核电厂换料大修后汽轮发电机冲转并网有一定的认识。文中对曾经遇到的负面案例进行了剖析，并提出了规避风险的良好实践，为今后同型机组的调试或大修提供了一些借鉴作用。

论文关键词：冲转,并网,超速保护试验,暖机

秦山二期扩建机组采用国产HN650-6.41型单轴四缸六排气汽轮机，额定转速为3000rpm，发电机采用的是QFSN-660-2水氢氢汽轮发电机。秦山二期扩建机组共有两台，分别是3号机组和4号机组，从这两台机组商运以来，共经历了9次换料大修，也就是说，至少经历了9次成功的冲转并网操作。冲转并网，对于核电厂的大修来说，是具有里程碑式的重大操作，汽轮发电机组的成功并网预示着核电厂换料大修的完美谢幕。本人经历这么多次冲转并网操作，积累了一些运行经验，本文着重从运行角度进行阐述。

1冲转并网的流程介绍

冲转是汽轮发电机启动的一个过程，对于核电站来说，用蒸汽发生器产生的高温高压蒸汽去吹动汽轮机，使其转速从零逐渐到达额定转速，此过程俗称为冲转；当汽轮发电机转速达到3000rpm，就需要给发电机励磁并与电网连接，这就称为并网；上述两个过程加在一起，合称冲转并网。

整个冲转并网过程，分为以下五个步骤：

（1）在汽轮机冲转前，盘车必须连续运行12小时以上。这期间，可以安排维修电气人员对发电机组进行绝缘测量，唯有发电机定子和转子绕组绝缘合格才具备汽机冲转条件；DEH提供了机组启动前的检查清单，运行人员需要核对清单上各项是否正常，例如：轴承油压、转子偏心、高压缸积水、凝汽器真空等。

（2）维修各专业完成冲转关键点检查后，运行人员开始执行汽轮发电机冲转规程。首先，进行汽机挂闸操作，此时主汽门、低压缸再热截止阀和再热调节阀会自动开启，唯有主调节阀保持关闭，此时正好进行调门严密性检查。接着运行人员在DEH画面中进行汽机转速设置，将目标转速设置为600rpm，然后启动冲转程序。随着主调门的缓慢开启，汽轮发电机脱开盘车，转速逐步爬升。到达600rpm后，需要进行手动打闸试验，由主控室和汽轮机现场各执行一次。在这个过程中，维修电气人员需要对励磁AVR进行回路检查，维修机械人员需要进行发电机组摩擦听音检查。

（3）听音检查完毕后，汽机重新挂闸，然后直接冲转到1100rpm进行暖机。在这个转速平台，汽轮机需要暖机1小时。大修结束后的汽机启动，都是冷态启动。对汽轮机转子和气缸金属温度来说，启动过程就是一个加热过程，汽轮机金属部件温度不断升高的过程。为了使机组各部件的热应力、热变形、汽缸和转子的胀差及转动部件的振动均控制在允许范围内，应尽量把机组的金属温度均匀地升高到工作温度。在暖机过程中，安排进行汽机保护联锁跳闸试验。

（4）暖机1小时后，汽机可以冲转至3000rpm平台。这个升速过程，调整升速速率很关键，在经过临界转速时轴振会突然增大，所以需要快速通过。会计专业毕业这个升速期间，可以安排维修机械人员进行汽轮机转子动平衡检查。到达3000rpm平台，运行人员执行汽机超速跳闸装置的注油试验。试验合格后，汽轮发电机进行首次并网，并带上初始负荷65MW。此时可以安排维修电气进行发电机轴电压测量检查。

（5）初始负荷运行（65MW）大约8小时后，发电机解列，并稳定转速到3000rpm。汽轮机接下来要进行OPC和超速保护试验。试验合格后，汽轮发电机进行第二次并网，然后重新升功率到65MWe。

2冲转并网的失败案例以及分析

2.1主汽门拒动

案列1：某电厂大修期间，汽轮机进行冲转并网操作，挂闸后发现主汽门无法打开，检查发现油动机没有动作，手触摸进油管温度较低，怀疑没有进油，随后对油动机的截止阀、卸荷阀、电磁阀进行更换，并对进油节流孔板解体检查吹扫，再次挂闸后油动机动作，主汽门开启。

事件分析：GFR高压油系统开口检修后，没有对管路进行油冲洗工作，系统内部可能存在异物，造成油动机进油堵塞。

良好建议：（1）组织维修班组及承包商进行防异物管理学习；（2）每次大修后，都应该进行GFR系统的油冲洗。

2.2主调门拒动

案列2：某电厂大修期间，汽轮机进行冲转并网操作，挂闸结束后，准备开启主调节阀进行升速冲转。此时发现4#调门无法动作，维修机械人员和仪控人员进行各自检查，最终判断为调门油动机卸荷阀故障。

事件分析：主调门油动机的卸荷阀老化故障影响了主调阀的正常开启。

良好建议：大修期间，汽机检修人员应该对汽机主调门卸荷阀进行外观检查。

2.3轴瓦温度高

案列3：某电厂大修期间，按计划机组进行首次启动冲转，汽机转速在2000rpm时，发现汽机5瓦温度开始异常快速上升，2420rpm左右时汽轮机被迫手动打闸，打闸瞬间5