本发明涉及发电机组，尤其涉及一种机组冷、温态启动的优化方法、系统及装置。
背景技术：
1、燃气-蒸汽联合循环发电机组是燃气轮机、发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它是将燃气轮机作功发电后排出的高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，送入蒸汽轮机发电的联合系统。常见形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。燃气-蒸汽联合循环机组具有热效率高、清洁环保、启停快速等优点。
2、燃气-蒸汽联合循环发电机组启动状态一般根据汽机金属温度（高压进汽处）分为冷态、温态和热态，启动状态决定了机组启动的升温率、启动耗时，冷态启动耗时最长，热态启动耗时最短，汽机进入温态，一般对应的余热锅炉已放水完成，金属温度已接近常温。机组冷态启动或温态启动前锅炉需要重新上水，按要求，为保障汽机进汽品质，锅炉上水过程中需进行补排冲洗，直到指标合格，此过程要耗费大量除盐水。相比于热态启动，冷态启动和温态启动时汽机缸温远低于额定进汽温度，启动过程是汽机暖机、缸体膨胀的过程，厚重的缸体决定了这个过程不能过快。冷态、温态启动除上述耗时长、耗费水之外，还存在锅炉升温升压过程中汽包上下壁温差大的现象，威胁汽包的安全运行。
技术实现思路
1、本发明的为了解决现有技术中冷态、温态启动耗时长、耗费水和存在锅炉升温升压过程中汽包上下壁温差大的技术问题，目的在于研究机组冷态、温态启动过程、优化冷态、温态启动过程，缩短机组启动耗时、减少锅炉冲洗耗水、控制汽包壁温差能减少不必要的能耗，能提高设备可靠性，能提高电厂的安全性、经济性。
2、一种机组冷、温态启动的优化方法，在启动前对蒸汽轮机汽缸和汽阀温度进行加热，在锅炉上水完毕后对高压汽包炉水进行加热。
3、具体地，在准备阶段利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至220℃-240℃，利用辅助蒸汽加热对高压汽包炉水进行加热至90℃-120℃。
4、具体地，包括以下具体步骤：
5、s1：启动余热锅炉冷态冲洗；
6、s11：凝汽器热井水以小流量冲洗凝结水管道后进入低压系统冲洗，在有凝结水冷却情况下，开始辅助蒸汽系统的暖管操作，所述暖管产生的热量由凝结水带入余热锅炉；
7、s12：低压系统见水位后，开始变流量冲洗，并辅助蒸汽通入低压系统除氧头，将高压系统和中压系统给水温度提至45℃-65℃；
8、s2：打开蒸汽轮机冷态启动；
9、s21：在启动准备阶段，利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至220℃-240℃；
10、s22：按温态启动程序进行，并强制打开主蒸汽调节阀对高压系统阀体进行加热；
11、s3：控制余热锅炉汽包壁温差；
12、s31：在锅炉上水完毕后，利用辅助蒸汽对高压汽包炉水进行加热至90℃-120℃，然后燃机点火后，通过维持开至80%的旁路阀开度抑制高压汽包压力升压速率；
13、s32：在锅炉升温升压阶段，当省煤器出口水温较汽包下壁温高时，打开定排，加大汽包换水。
14、具体地，所述步骤s1中，所述低压系统、中压系统和高压系统均采用见水冲洗方式，在上至第二次高水位后，炉水达到合格的标准，然后投入高压汽包底部进行加热。
15、具体地，所述步骤s22中充分利用加热的辅助蒸汽阀体进行加热，使启动过程中各金属温差控制在温态启动水平上。
16、具体地，所述步骤s3中在锅炉升温升压阶段，汽包水位控制在低位，用于抑制汽包上壁温度上升速率。
17、一种燃气蒸汽联合循环机组冷、温态的优化系统，包括：
18、余热锅炉冷态冲洗模块，用于将凝汽器热井水以小流量外排冲洗凝结水管道后进低压系统冲洗，当低压系统见水位后开始变流量冲洗，并辅助蒸汽通入低压系统除氧头；
19、蒸汽轮机冷态启动优化模块，用于在启动准备阶段利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至220℃-240℃，并强制打开主蒸汽调节阀对高压系统阀体进行加热；
20、余热锅炉汽包壁温差控制模块，用于在锅炉上水完毕后，利用辅助蒸汽对高压汽包炉水进行加热至90℃-120℃，并抑制高压汽包压力升压速率。
21、一种燃气蒸汽联合循环机组冷、温态的优化装置，包括处理器，所述处理器里含有计算机可执行的程序，所述程序可实现所述的一种机组冷、热态启动的优化方法。
22、本发明的有益效果：本发明根据机组冷态、温态启动的特性，制定优化余热锅炉冷态冲洗、优化蒸汽轮机冷态启动和优化余热锅炉汽包壁温差控制的方案，通过在准备阶段利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至近220℃ -240℃，低、中、高压系统采用见水冲洗方式，对高压汽包炉水进行加热至90℃ -120℃，燃机点火后抑制高压汽包压力升压速率，当省煤器出口水温较汽包下壁温高时，打开定排，加大汽包换水等措施，有效缩短了锅炉冲洗、机组启动的耗时，汽包壁温差得到了有效控制，减少不必要的能耗，提高设备可靠性，提高电厂的安全性、经济性。
23、实施方式
24、为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照说明本发明的具体实施方式。
25、为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
26、因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27、需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28、实施案例一： 一种机组冷、温态启动的优化方法，在准备阶段利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至220℃ ，利用辅助蒸汽加热对高压汽包炉水进行加热至95℃，包括以下具体步骤：
29、s1：启动余热锅炉冷态冲洗；
30、s11：凝汽器热井水以小流量冲洗凝结水管道后进入低压系统冲洗，在有凝结水冷却情况下，开始辅助蒸汽系统的暖管操作，所述暖管产生的热量刚好由凝结水带入余热锅炉；
31、s12：低压系统见水位后，开始变流量冲洗，并辅助蒸汽通入低压系统除氧头，将高、中压系统给水温度提至45℃ ；
32、原有的冷态冲洗方式需化验人员配合进行，而且冷态冲洗主要指标为ph和铁，其中测量水中铁需要等待近30分钟得到结果，因此在未优化前，余热锅炉冷态冲洗耗时时间长达14小时以上，耗水量达1400吨，冲洗过程需化验人员参与倒班，劳民伤财；
33、采用新冲洗方法后，在电力现货市场运行环境下，余热锅炉冷态冲洗过程可不需要化验人员持续值班化验，仅需在启动准备完成时化验留底即可，减少不必要的人力成本。
34、s2：打开蒸汽轮机冷态启动；
35、s21：在启动准备阶段，利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至220℃ ；
36、s22：按温态启动程序进行，并强制打开主蒸汽调节阀对高压系统阀体进行加热；
37、s3：控制余热锅炉汽包壁温差；
38、s31：在锅炉上水完毕后，利用辅助蒸汽对高压汽包炉水进行加热至95℃，然后燃机点火后，通过维持开至80%的旁路阀开度抑制高压汽包压力升压速率，
39、s32：在锅炉升温升压阶段，当省煤器出口水温较汽包下壁温高时，打开定排，加大汽包换水。
40、实施案例二：一种机组冷、温态启动的优化方法，在准备阶段利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至230℃ ，利用辅助蒸汽加热对高压汽包炉水进行加热至110℃，包括以下具体步骤：
41、s1：启动余热锅炉冷态冲洗；
42、s11：凝汽器热井水以小流量冲洗凝结水管道后进入低压系统冲洗，在有凝结水冷却情况下，开始辅助蒸汽系统的暖管操作，所述暖管产生的热量刚好由凝结水带入余热锅炉；
43、s12：低压系统见水位后，开始变流量冲洗，并辅助蒸汽通入低压系统除氧头，将高、中压系统给水温度提至50℃ ；
44、原有的冷态冲洗方式需化验人员配合进行，而且冷态冲洗主要指标为ph和铁，其中测量水中铁需要等待近30分钟得到结果，因此在未优化前，余热锅炉冷态冲洗耗时时间长达14小时以上，耗水量达1400吨，冲洗过程需化验人员参与倒班，劳民伤财；
45、采用新冲洗方法后，在电力现货市场运行环境下，余热锅炉冷态冲洗过程可不需要化验人员持续值班化验，仅需在启动准备完成时化验留底即可，减少不必要的人力成本。
46、s2：打开蒸汽轮机冷态启动；
47、s21：在启动准备阶段，利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至230℃ ；
48、s22：按温态启动程序进行，并强制打开主蒸汽调节阀对高压系统阀体进行加热；
49、s3：控制余热锅炉汽包壁温差；
50、s31：在锅炉上水完毕后，利用辅助蒸汽对高压汽包炉水进行加热至110℃，然后燃机点火后，通过维持开至80%的旁路阀开度抑制高压汽包压力升压速率，
51、s32：在锅炉升温升压阶段，当省煤器出口水温较汽包下壁温高时，打开定排，加大汽包换水。
52、改进后的余热锅炉冷态冲洗耗时由原来的14小时缩短至6小时，冲洗耗水由原来的1400t减少至800t；间隔14日以上的冷态启动时间由原来的7小时缩短至4.5小时，每次减少机组启动成本约12万元，汽包上下壁温差基本控制在40℃以内。
53、实施案例三：现有汽机高压缸金属较厚，升温过快会影响金属寿命，汽机高压进汽处温度在启动前温度越低，机组启动时间越长。
54、针对汽机高压缸冷态启动耗时长的问题，提出优化方法：汽机高压缸启动前，凝汽器保持高度真空状态，高压主调阀打开至20%，高排逆止阀闭锁，辅助蒸汽从汽机高压缸出口进入，从汽机高压缸入口排出，经过高压主调阀和高压主汽阀后疏水阀后排入凝汽器。
55、在汽机高压进汽处温度与室温接近的情况下，持续通入辅助蒸汽逆流加热高压缸和高压主调阀，能提高汽机高压进汽处温度17至245℃ -65℃，实现汽机高压缸冲转前的预热，汽机高压缸启动状态有原冷态转变为温态，极大缩短汽机高压缸、汽机中低压缸启动时间。
56、实施案例四：蒸汽轮机在冷态时需要用蒸汽加热汽缸和汽阀，因此需要近7小时的启动时间，通过在准备阶段利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至近220℃ -240℃ ，使汽缸温度比冷态启动标准温度高了近80℃，在启动过程按温态启动程序进行，免去汽机中速暖机的过程，冲转至3000转定速时间缩短约35分钟，同时，初始汽缸膨胀比冷态启动大了近9mm，极大程序缩短蒸汽轮机并网后暖机等待时间，除此之外，通过强制打开主蒸汽调节阀的方式对高压系统阀体进行加热，充分利用加热的辅助蒸汽，使启动过程中各金属温差控制在温态启动水平。
57、采用新启动方式后，机组“避免了冷态启动”，启动过程对金属热冲击少，极大程度延长机组寿命，提升设备可靠性。同时将机组启动时间由原来的7小时缩短至4.5小时，每次可以减少启动成本约12万元。
58、实施案例五：机组冷态启动时，燃机启动点火后，燃机排出的高温烟气进入余热锅炉，随着余热锅炉汽包压力升高，炉水和蒸汽的温度也随之升高。汽包的下半部被炉水加热，而上半部被蒸汽加热。由于蒸汽凝结的放热系数较炉水的大得多，在升压中，汽包上半部的壁温高于下半部的壁温，这样汽包上下壁形成了温差，过去机组冷态、温态启动过程中，汽包壁温差接近90℃ -120℃。
59、针对上述现象，通过不断摸索，制定以下控制措施，首先锅炉上水完毕后，先利用辅助蒸汽加热对高压汽包炉水进行加热至90℃ -120℃左右，然后燃机点火后通过维持较大的旁路阀开度（开至80%）抑制高压汽包压力升压速率，再者，在锅炉升温升压阶段，当省煤器出口水温较汽包下壁温高时，打开定排，加大汽包换水，其中，锅炉升温升压阶段，汽包水位控制在低位。
60、采用上述控制措施后，汽包上壁温上升速率得到了抑制，提高了汽包下壁温的温升速率，汽包壁温差得到了有效控制，机组冷态、温态启动，汽包上下壁温差基本控制在40℃以内，大大提高了汽包运行的安全性。
61、实施案例六：在上述步骤s22中，充分利用加热的辅助蒸汽阀体进行加热, 使启动过程中各金属温差控制在温态启动水平上。
62、实施案例七：一种燃气蒸汽联合循环机组冷、温态的优化系统，包括：
63、余热锅炉冷态冲洗模块，用于将凝汽器热井水以小流量外排冲洗凝结水管道后进低压系统冲洗，当低压系统见水位后开始变流量冲洗，并辅助蒸汽通入低压系统除氧头；
64、蒸汽轮机冷态启动优化模块，用于在启动准备阶段利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至220℃ -240℃ ，并强制打开主蒸汽调节阀对高压系统阀体进行加热；
65、余热锅炉汽包壁温差控制模块，用于在锅炉上水完毕后，利用辅助蒸汽对高压汽包炉水进行加热至90℃ -120℃，并抑制高压汽包压力升压速率。
66、一种燃气蒸汽联合循环机组冷、温态的优化装置，包括处理器，所述处理器里含有计算机可执行的程序，所述程序可实现上述所述的机组冷、热态启动的优化方法，包括如下具体步骤：s1：启动余热锅炉冷态冲洗；
67、s11：凝汽器热井水以小流量冲洗凝结水管道后进入低压系统冲洗，在有凝结水冷却情况下，开始辅助蒸汽系统的暖管操作，所述暖管产生的热量刚好由凝结水带入余热锅炉；
68、s12：低压系统见水位后，开始变流量冲洗，并辅助蒸汽通入低压系统除氧头，将高、中压系统给水温度提至45℃ -65℃ ；
69、s2：打开蒸汽轮机冷态启动；
70、s21：在启动准备阶段，利用辅助蒸汽将蒸汽轮机汽缸温度加热至220℃ -240℃ ；
71、s22：按温态启动程序进行，并强制打开主蒸汽调节阀对高压系统阀体进行加热；
72、s3：控制余热锅炉汽包壁温差；
73、s31：在锅炉上水完毕后，利用辅助蒸汽对高压汽包炉水进行加热至90℃ -120℃，然后燃机点火后，通过维持开至80%的旁路阀开度抑制高压汽包压力升压速率，
74、s32：在锅炉升温升压阶段，当省煤器出口水温较汽包下壁温高时，打开定排，加大汽包换水。
75、以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。