3 机组启动标准过程及其曲线 3.1冷态启动过程及曲线 以下一组曲线（图8-图13）描述了一次标准的冷态启动过程。 燃机点火、开始升速，此时所需扭矩较大，燃气流量较大，排烟温度升高较快；定速之后排烟温度明显下降，之后又紧随负荷上升而变化。 燃机并网后，在机组协调控制下逐渐升负荷，中间包括了由汽机、锅炉的状态决定的一段时间的停留过程，最终升至约140MW（随大气状况不同而略有不同）。同时，汽机侧进行汽水品质的冲洗，此时高压主汽阀会短暂开启后关闭，以对调阀暖阀。燃机并网后一段时间（图8中以约100分钟为例，实际主要取决于汽水品质情况），操作员释放蒸汽品质，汽机进入中速暖机。此时调整真空至约25kPa，以利快速通过冷态启动计时。 经过大约300分钟，中速暖机结束，关闭真空调整门，真空恢复至正常值。同时必须注意高压旁路的运行情况，其应随主蒸汽压力的上升开启，当压力上升到一定值时，启动阀位限制激活，开度被限制至50%，直到当主汽压力上升至Pf，高旁控制模式切换后，方可冲转汽机，调门逐渐开启，SSS离合器啮合，进入联合循环。 汽机带负荷后，在机组协调控制下，机组负荷升至220MW，这也是联合循环稳定运行的最低负荷。 高、中压蒸汽压力是根据汽机状态、蒸汽流量等参数，依靠旁路阀、调阀的配合控制，逐渐上升，在汽机启动，调阀开启、旁路阀关闭时还可能出现波动，最终将在联合循环工况下进入滑压运行。而低压蒸汽则始终是定压运行。 高、中压蒸汽的温度，因汽缸的金属温度较低，依靠减温水的控制，在较长时间内保持较低的水平（约390℃），直到汽机带一定负荷运行一段时间，缸温上升之后，减温水逐渐关闭，高、中压蒸汽温度才逐渐上升。低压蒸汽的温度则不受此限制。
图8 标准冷态启动转速曲线
图9 标准冷态启动负荷曲线
图10 标准冷态启动温度曲线
图11 标准冷态启动蒸汽压力曲线
图12 标准冷态启动高压主汽门、调门、高旁开度曲线
图13 标准冷态启动真空曲线 3.2温态启动过程与启动曲线 以下一组曲线（图14-图18）描述了一次标准的温态启动过程。 对于启动过程，与冷态启动相同之处不再赘述，需要指出的主要有： 中速暖机时间较短，约20分钟（主要由中压轴表面温度Ti决定），且不需为此调节真空。 没有高压主汽阀在启动初期的短暂开启过程，不需预暖调阀。 升负荷率、蒸汽升压率均较快，但由于此时汽机的金属温度（一般为100℃至200℃）仍较蒸汽温度为低，所以仍需开启减温水将高、中压蒸汽温度限制在390℃，这也就要求，在温态启动时，即使进入联合循环，机组负荷升至220MW后，当需要继续加负荷，也必须注意汽机金属温度和蒸汽参数，若加负荷过快易造成蒸汽带水。
图14 标准温态启动转速曲线
图15 标准温态启动负荷曲线
图16 标准温态启动温度曲线
图17 标准温态启动蒸汽压力曲线
图18 标准温态启动高压主汽门、调门、高旁开度曲线 3.3 热态启动过程与启动曲线 以下一组曲线（图19-图23）描述了一次标准的热态启动过程。 热态启动时，无中速暖机过程，而且启动前蒸汽都具有一定的温度和压力，因此升负荷率、蒸汽升温、升压率都基本不受限制，用时约60分钟即可完成启动，进入联合循环。且之后也可以正常接带负荷，只需再用十几分钟即可加至满负荷。
图19 标准热态启动转速曲线
图20 标准热态启动负荷曲线
图21 标准热态启动温度曲线
图22 标准热态启动蒸汽压力曲线
图23 标准热态启动高压主汽门、调门、高旁开度曲线
4 结论 大型电力机组的启动，是发生大规模能量转换的复杂过程，需要多个机、电、自动控制系统的共同支持。西门子公司具有国际先进水平的GUD 1S.V94.3A燃气-蒸汽联合循环机组，在国内引进时间不长，而且其自动控制系统设置复杂，长期以来未能达到对其启动过程的充分认识。 在实际生产中，通过郑州燃气电厂两台该型机组的运行，我们发现，该型机组在整体上具有高的水平，但仍存在着为数不少的设备配置、控制参数等多方面的不合理、或不适合中国国情的问题，尤其是启动过程中的问题，但由于种种原因，这些问题难以从相关供货商处获得解决方案。 经统计，郑州燃气电厂一年中启动逾200次，这些启动过程中存在的问题，已经对机组运行的安全性和经济性带来了不可忽视的影响。因此必须对机组启动过程取得透彻理解，进行全面的优化。 对文中所述的几方面的重点问题，在长期积累运行经验的基础上，通过分析对比历史数据、追溯研究控制逻辑，取得了全面、深入的理解，有针对性地提出了解决方案，并均在实际生产中得到了有效验证，取得了理想的效果。 在机组自动控制方面，提高了对蒸汽压力重要性的认识，修正了错误控制参数，规范了相关操作，避免了启动中异常事件的发生以及对设备寿命的损害。 在操作方式上，设备和控制原因对自动控制造成的障碍经优化基本已排除，并且通过启动优化，摒弃了陈旧思想，澄清了对于此类机组，应以自动控制为主，手动干预只能在合理范围内或特殊情况下进行。机组的自动化水平在包括安全的多方面得以高度体现。经我们估算，以上两个方面的优化，将间接带来约每年50万元的经济效益。 在机组运行经济性方面，主要针对冷态启动做了多方面的优化，将冷态启动过程由8-9小时缩短至7小时。因为在相同的用气量下，联合循环运行比单循环每小时多发电近8万kWh，折合电费4.04万元。所以按年均12次冷态启动，每次节省1-2小时计算，可直接增加电费收入48.5-96.0万元。 可见，启动优化带来的直接和间接经济效益每年在100万元以上。而从中取得的对燃气-蒸汽联合循环机组的深入认识，对于发展联合循环机组，进一步发挥联合循环机组在改善国家电力结构中的作用，也是具有重要意义的。 参考文献 [1] Siemens AG. Functional Diagrams FC S1(ST)[M]. 2007. [2] Siemens AG. Operation & Mantance Manual[M]. 2007. [3] 刘雄飞，贾琳。汽轮机X准则及Z准则分析[D]。2008。 [4] 上海汽轮机有限公司。LZN135.8-12.23/0.354/564/549型联合循环汽轮机手册[M]。 2005。
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