机组安装完毕之后，并网发电是机组建设最后的任务。汽轮发电机组在建设过程中，先历经单体调试、分系统调试和整套启动调试三大调试阶段。其中单体调试主要是对设备进行单体试转，包括电机的试转(不带负荷)、阀门的验收等，同时也包括对各项参数仪表的验收。
单体调试结束之后，分系统调试开始对设备进行带负荷试验，同时对设备的保护联锁试验进行验收，这个过程是机组调试最重要的阶段。这个阶段调试质量的好坏，将直接影响下一步的整套启动和机组今后的机组质量。综合以往的经验，分系统调试阶段没有处理好的问题，都会在整套启动阶段集中暴露。因此，分系统调试阶段质量，是衡量一个现场调试单位和调试人员水平和责任心的重要指标。
分系统调试的主要包括工业水系统调试、循环水系统调试、除氧给水系统调试、凝结水系统调试、真空系统调试、轴封系统调试、润滑油系统调试、汽轮机调节保安系统调试、汽轮机抽汽回热及辅汽系统调试、旁路系统调试、再热系统调试等。当然不同的机组会有一些设备和系统上的差异，但是整体上符合《火力发电建设工程启动试运及验收规程》的相关要求。我们从通用的角度讲，工业水系统需要为现场设备提供冷却水，所以工业水系统调试需要放在最前面，他和压缩空气系统一样，是最先两个需要完成的系统。其次润滑油和调节油滤油的效果存在很多不可控因素，所以两套油系统要尽快安装并且提前进入滤油阶段。
我们把分系统结束到机组完成168小时验收，称为机组的整套启动阶段，当然这个过程也包括锅炉侧。一般135MW以下机组普遍的考核周期是72h+24h，目前一些垃圾机组、生物质机组、工业园供热机组等普遍适用的这个考核制。虽然考核周期减半，但是并不影响对机组性能的检测。接来来的文字，我们通过整套启动的整个过程，从机组冲转前试验的试验检查、机组冲转过程、机组定速、机组并网几个方面详细分析过程中存在的不安全因素和存在的问题，为各位同行提供一定的借鉴。
本文为本人经验总结，由于本人是热控专业出身，难免对于一些汽轮机专业的问题把控不透，如有错误还请指出。
1、机组冲转前试验检查
机组冲转前，首先对机组的各项性能进行模拟(现场物理打信号)试验，包括我们需要对DEH系统的各项参数进行检查。汽机侧的试验主要包括超速、轴向位移大、轴振大、轴瓦温度高、真空低、润滑油压低等。从汽轮机本体角度讲，转速、位移、振动、瓦温、胀差是几个最重要的考核参数。
超速保护主要包括机械超速、DEH超速、TSI超速三种，目前有一些机组取消了飞锤设置，所以不存在机械超速保护。一般的机组都会设置有7个转速探头，大型亚临界、超临界机组会有9个甚至更多。转速信号主要分为三种，一种是零转速，一般在就地显示，用于监视盘车期间的转速。一种是去向DEH系统，也就是汽轮机的电液调节系统，部分小机组还在使用WoodWard505作为电液调节装置，也是可以的。三个转速信号进入DEH系统后，会进行一个三取中(常规做法)的判断，判断后的转速参与汽轮机的各项控制逻辑和DEH超速保护。
当然除了超速110%(AST)以外，超速103%(OPC)也是在DEH系统中进行的判断，当然也是采用的这个三个转速。还有三个转速信号进入了TSI系统(汽轮机本体监测系统)，它起到的作用就是纯粹的汽轮机超速保护。一旦判断汽轮机超速信号，TSI信号会触发ETS系统动作，从而触发就地AST电磁阀失电，汽轮机打闸。
关于转速信号，出现问题最多的就是汽轮机冲转后发现转速信号没有或者DEH与TSI转速信号不一致等情况。因此在分系统调试阶段，调试人员主要完成两方面的工作。首先是确保DEH系统和TSI系统相关参数设置正确，有些探头信号，需要转速在几十转甚至上百转之后才有显示(原因可百度，常识问题)，因此冲转之前我们是很难保证转速信号是否正常。我们能做的就是检查转速模块齿数、量程、信号类型等设置是否正确。其次要在转速探头安装阶段确保探头安装正确，弄清探头类型，针对电涡流和磁感式探头的物理特性，依据厂家说明，调整好探头间隙等。
我曾经遇到过的问题就是厂家对齿数未进行设置，机组冲转后发现转速一直没有，当然也遇到过转速量程设置错误的问题。安装方面遇到的最大的问题就是探头固定不牢固，在冲转过程中出现了松动，这些问题都是可以在前期工作中可以避免的。我在2017年一个现场遇到类似问题，当时DEH系统三个转速丢失一个，后来开会商量的结果是先冲转，以后再处理。其实这是严重违反相关规定的，国家能源局《防止电力生产事故的二十五项重点要求》(以下简称《反措》)第8.1.3规定，“机组重要运行监视表计，尤其是转速表，显示不正确或失效，严禁机组启动”。
关于轴位和胀差，目前小机组一般都是各设置两个测点，大机组相对测点更富裕。以位移为例，目前小机组的概况是，参与保护以单点动作为多。也就是说，两个轴向位移只要有一个达到了动作值就可以发出停机信号。这里面的问题是增加了测点误动的几率，当然这要比两个测点取与的效果要好一些，毕竟热工保护讲究的是“宁可误动，不可拒动”。《反措》第9.4.3规定，“所有重要的主、辅机保护都应采用“三取二”的逻辑判断方式，保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则，确因系统原因测点数量不够，应有防保护误动措施”。
位移和胀差限于部分机组测点设计稀缺的因素，可以采取单点保护动作的话，很多机组振动大保护也采取的单点保护就很难理解了。虽然这样可以最大程度的达到保证机组安全运行的目的，但是误动的几率会大幅度增加。在机组冲转和运行期间，最可能误动的保护就是振动大。振动大保护采用单点设计，即便加入了一系列的防止误动的措施，其实误动几率还是很大。
一般对于轴振和温度，可以采用其中任一动作值+相邻报警值的方式，这样可以将误动和拒动进行有效平衡。既保证了机组的安全运行，也保证了生产效益。一般大机组会采用这样的处理方式，但是我见过的一些新能源小机组普遍没有这样的设计，即便是开会讨论最后拍板的领导也会拒绝这样的方式。
保护试验一般采用物理试验的方法，要将各个试验测点进行满打信号，不能采取在卡件前短接的方式。遇到最多的问题是，汽轮机的振动测点由于过多，很多机组启动后某个振动大，处理的时候才发现就地测点与DCS内不符，造成了一些不必要的麻烦。这项工作考验的是调试人员的责任心，包括甲方在内对于参与保护的重要测点的核查应该全方位的投入。
除了保护试验，汽机冲转前机务专业要对现场进行全方位的检查。这其中就包括各辅助设备及系统分部试运转合格，给水管道、主蒸汽管道承压试验合格，液压控制系统试验合格，现场安全生产条件满足等。第一次冲转要做好充分的事故预想，建立健全领导责任制和现场指挥制度。我去过一个现场，锅炉灭火期间，机组采用滑参数运行，此时现场一些人员开始出现不同的意见。我的意见是，调试期间现场指挥权在调试单位，其他人员都是配合，要做的就是服从命令。
2、机组冲转
在所有的装备工作结束之后，锅炉点火，对管道进行暖管。机组进入启动阶段，基本的流程是，先将机组冲转到500rpm，进行暖机和摩检。同时我们也可以在低转速的时候进行一次动态的打闸试验，确保保护系统正常可靠。在500rpm暖机结束后，我们将机组冲转到第一个临界转速前的位置，再次进行暖机。暖机一定要充分，然后才可以过临界直到定速3000rpm。(暖机转速和暖机时间严格按照厂家提供的说明执行)
这里面的问题是，一些机组在第一次冲转的时候使用旁路系统冲转，也就是把主汽门和调门全开(或部分开)，然后利用电动主汽门的旁路进行冲转。我去过几个小机组的现场，基本都是这样的操作。给我的解释是不放心液压控制系统，所以采用旁路来冲，不过一般冲到100rpm就切换到液压控制系统。
以前在大机组工作的时候，包括调阅了一些没有见过的机型，汽轮机手册当中都没有这样的说明。这应该是很多年经验的一个积累，不过我并不赞同这样的操作方式，原因有二。首先液压控制系统的性能不会比旁路门差，在对液压控制系统产生怀疑的时候其实也应该怀疑旁路门的性能。当然旁路门的设计一般流量较小，对汽轮机来讲安全性是有的。但是其二，由于小机组的旁路门都是悬空设计，而且是手动门，这个过程需要有个人在就地进行手动操作。这样的话，对于人身安全其实也是一个威胁。
一般大机组在冲转过程中一开始会使用主汽门进行控制转速，等到了一定的转速，会进行主汽门/调门的一个切换，这时候主汽门全开，调门接管转速的控制。这个过程中其实存在一定的风险，就是切换过程中如果某个调门出现故障卡死或者全开，就会对机组产生一定的危害。做好主汽门/调门切换前的准备，建立一定的事故预想是很有必要的。
定速3000rpm之后，电气和汽机专业要进行相关的试验。电气侧的试验都是常规试验，耗时长一些。电气侧主要进行发电机空载试验、高压定相及回路检查、发电机PT测量、自动励磁调节装置试验、假同期试验等。这个过程中的操作主要是电气人员进行，但是热控专业和电气专业要做好配合，比如假同期试验期间，要尽量两侧(电气侧和DCS侧)都断开并网信号，避免造成非同期并网或者真并网的事故发生。
汽机侧在这个过程主要对机组运行参数进行检查，对热力系统、空冷器、油系统等进行全面检查，为机组并网做准备。在此期间，不建议做超速试验，不过可以做一下打闸试验，再次检查机组的保护性能。
3、机组并网
在试验结束之后，机组可以进行并网阶段。并网前，要将之前试验阶段的措施恢复，将两侧断开的并网信号恢复，电气侧尤其要注意将一些试验期间的连接线拆除。我在陕西一个项目，当时电气人员做完试验之后，同期柜一根电缆未拆除，造成了后来的一次非同期并网，引发了一起事故。
并网过程中，调门幅度会有一定增加，并且带上一定的初负荷，并网后机组会转入阀位控制。并网结束，电气侧会进行相关试验，试验结束，继续升负荷，直到满负荷，代表着并网工作的结束。并网一段时间后，可以进行机组的超速试验、甩负荷试验、严密性试验等。这里要说明的问题是，很多机组不愿意进行甩负荷试验，或者只进行50%甩负荷试验，这其实是非常错误的。《反措》23.1.3明文规定，“新机组投运前或机组大修后必须通过甩负荷和过速试验，验证水压上升率和转速上升率符合设计要求，过速整定值校验合格。”
甩负荷试验并不可怕，它其实是验证机组调节性能最重要的一个环节。正常情况下，甩负荷之后，机组稳定在3000rpm，如果出现特殊情况，就会进一步考验我们的超速系统。关于超速试验，机械超速试验是最麻烦的一个，我们要经过至少两次试验，找到飞锤的动作为止，这个过程要做的就是随时手动打闸，同时要讲DEH超速保护设定到3300rpm之后的某个范围。一般机械超速不应该超过3360rpm，否则就可以视为不合格。而严密性试验主要看汽轮机的惰走时间，这个试验往往也会被忽略，而机组严密性不好会造成机组飞车等严重事故的发生。
关于并网后的其它操作，大小机组会有很多的不同，比如大机组会有单阀/顺序阀的切换，而小机组只有一个调门。关于单阀/顺序阀切换，前段时间在一次面试过程中，我问对方你们一般是什么阀工作模式，对方跟我说是单阀，因为领导害怕切顺序阀有问题。我调看了一些机组的逻辑设计，一般到了一定负荷，DEH都会进行单阀/顺序阀的自动切换。其实很多时候，作为专业人员，应该向一些非专业人员解释清楚，阀切换的目的是为了将来更高的效益，不能因为有担心就放弃这样一种工作模式。在非专业人员面前，专业人员要学会直立行走！
在机组并网到机组进入168小时考核之前，机组的各项保护、自动、联锁要投入正常。前段时间我去了一个现场，机组已经运行一段时间，机组自动投不上我可以理解，我去就是解决这个问题的。但是，机组的保护也不投，给我的解释是害怕保护动作。保护存在的意义不就是在紧急保障机组的安全吗？我看到一些机组保护自动没有投入就完成了考核，这样的结局只会是给自己将来的安全运行带来隐患。当然，大机组表现的好一些，问题多出在小机组，特别是最近几年发展起来的新能源机组，由于现场人员水平较低，造成的问题较多。
关于保护、自动和联锁的问题，很多文章中都做了说明，在这里不再进行赘述。
在进入168小时考核之后，调试人员要尝试着对机组参数进行优化，这阶段其实可以灵活处理很多问题。比如自动调节参数的整定，现场缺陷等。有些现场考核阶段不允许处理任何问题，这个其实也不要太死板，毕竟调试阶段就是暴露问题、解决问题的阶段，尤其作为甲方来说，应该拿出更大的力度在调试阶段进行“找问题”，以提高机组未来的工作性能！
补充说明
目前国内大机组建设的脚步放缓，不过一些新能源机组的建设如火如荼。目前的情况是，很多小机组人员技术水平很难适应机组发展的需要，这就要求在机组调试期间，业主人员需要向调试人员多学多问。一般情况下，调试人员的技术水平都要高出现场人员一个档次，当然我也经常遇到浑水摸鱼的情况。所以，选择一个负责任的调试队伍，对于整个机组的建设和未来的运营都大有裨益！
作者：猫 不捉老鼠
