電廠汽輪機疏水系統(tǒng)的優(yōu)化

劉昌龍

貴州省盤縣盤江煤電（集團）公司火鋪矸石發(fā)電廠，貴州六盤水 553539

作為重大惡性事故之一，電廠汽輪機發(fā)生大軸永久性彎曲事故時有發(fā)生。有數(shù)據(jù)表明，70%的彎曲事故是在熱態(tài)起動時發(fā)生，也即與汽缸上、下缸溫差大有關。而究其原因，除去冷水、冷汽的意外進入的因素，大多與疏水系統(tǒng)的設計和操作不合理密切相關。疏水系統(tǒng)的設計往往只重視正常運行或機組冷態(tài)啟動時疏水壓力高低的分布，而忽視了慮溫、熱態(tài)開機及甩負荷后的啟動情況。目前，電廠汽輪機機組典型的疏水系統(tǒng)設計和操作容易導致高負荷停機、甩負荷后溫、熱態(tài)開機出現(xiàn)高、中壓缸溫差、汽缸內外壁溫差逐漸增大現(xiàn)象，既存在安全隱患，又不利于機組的及時再次啟動。因此對電廠汽輪機疏水系統(tǒng)進行優(yōu)化，尤為必要。

1 電廠汽輪機疏水系統(tǒng)的功能及可能出現(xiàn)的相關問題

實踐表明，在長時間停機后的啟動或重新啟動過程中，電廠汽輪機的汽缸和蒸汽管道必須經過預熱的手段，使溫度達到允許汽輪機升速和加載的條件。而疏水系統(tǒng)的功能，則是去除汽缸和管道在預熱過程中由于低于飽和溫度所產生的凝結水，從而保障機組的正常運行。如若疏水程序得不到充分保障，可能導致以下?lián)p害汽輪發(fā)電機組的不正常工作情況發(fā)生。

一是汽輪機機組啟停過程中主蒸汽過熱度不足或汽溫過低、下降過快，影響機組正常運行；二是凝結水從蒸汽管線進入汽輪機時，對汽缸和軸產生過冷卻從而導致其變形，損害汽輪發(fā)電機組；三是汽缸的保溫不良，或各加熱器及凝汽器水位過高，導致水進入汽缸；四是在汽輪機低部積聚凝結水，從而對汽缸產生單側冷卻導致其變形，損害了汽輪發(fā)電機組；五是管道和支吊架由于損壞的原因，從而導致汽輪機對中變化，影響汽輪機機組正常運行；六是在機組啟停過程中由于在軸封蒸汽母管積聚凝結水，從而導致軸封蒸汽壓力控制系統(tǒng)失靈；七是汽輪機機組由于疏水管線過大、疏水閥控制不合理，而蒸汽管線產生的凝結水量小，疏出來的高溫高壓蒸汽將對疏水擴容器和凝汽器造成較大的沖擊。

2 電廠汽輪機疏水系統(tǒng)的優(yōu)化

電廠汽輪機機組疏水系統(tǒng)設計，直接影響著機組運行的安全性和經濟性及機組啟動速度，因此設計合理的疏水系統(tǒng)和控制方式，是可以增加機組整體運行的可靠性的。結合筆者實踐，疏水系統(tǒng)設計及運行操作時應注意以下問題以保障汽輪機機組能安全可靠地運行：

一是應保證各疏水支管匯入疏水母管時各疏水點的疏水壓力分類、排列，在同一母管的情況下，對于接入的疏水點壓力較高者須在疏水擴容器相對較遠處接入，而壓力較低者應在疏水擴容器較近處接入，同時各支管應與母管成一定夾角接入，以保證各疏水點疏水暢通。另外值得注意的是，各疏水管應沿疏水流動方向連續(xù)向下傾斜，以免管道積水。

二是在機組長時間停機后，兩次溫態(tài)啟動過程中因注意各處疏水管道積水排空的情況，尤其是高壓套缸疏水管段，當沖轉前打開疏水門時，由于高壓套缸疏水與主蒸汽疏水在同一個疏水聯(lián)箱，再者沖轉前高、低旁路門已關小，因而主蒸汽壓力較高，隨之主蒸汽疏水至疏水擴容器的疏水壓力也較高，此時可能產生高壓套缸疏水管段內的積水倒流回高壓套缸內的情況，從而導致高壓外缸下內缸溫度急劇下降、進而造成高壓外缸內壁上、下缸溫差大的情況發(fā)生，因此要特別注意。

三是汽輪機機組啟動前，應保障凝汽器運行正常并建立確值真空后，由程序調節(jié)系統(tǒng)自動開啟各疏水支管高、中、低壓段上的氣動截止閥。當負荷升至需要關閉高壓段氣動截止閥的額定負荷時，進行關閉操作；當負荷升至需要關閉中壓段氣動截止閥的額定負荷時，進行關閉操作；當負荷升至需要關閉低壓段氣動截止閥的額定負荷時，進行關閉操作。

四是在機組沖轉時，由于高壓缸夾層加熱裝置的投入，應注意夾層加熱聯(lián)箱至夾層手動門后積水的情況，這也是使高壓外缸下內壁溫急劇下降、進而造成高壓外缸內壁上、下溫差大原因。在機組極熱態(tài)啟動中，操作雖然也同溫態(tài)啟動操作一樣，都是在機組沖轉前打開所有本體疏水門，這是由于極熱態(tài)啟動時停機的時間很短，高壓套缸疏水管沒有積水，且主蒸汽管的疏水排大氣門是全開的，進入疏水擴容器的疏水相對較少，疏水壓力較低，沒有足夠的壓力使高壓套缸疏水管道中的積水倒流，因此沒有出現(xiàn)使高壓外缸內壁溫度大幅度下降的現(xiàn)象。

五是在保護誤動作停機過程中，由于所有疏水門都聯(lián)鎖打開，導致主蒸汽管道大量疏水進入疏水擴容器、進而使得高壓疏水壓力較高。在高壓套缸的疏水門也打開的情況下，其疏水管內的積水就有可能倒流回高壓缸外缸，使得高壓外缸內下壁溫急劇下降，但因為疏水量少，隨后高壓缸下半壁溫回升較快，故運行操作時，應盡量減少故障事件的發(fā)生。

六是在汽輪機機組疏水閥的啟閉過程中，其控制信號就是機組的負荷，如此機組在啟停過程中，汽輪機本體內的疏水則可以得到及時地排出，由此避免在汽輪機機組內發(fā)生汽水沖擊事故。同時，當機組汽機跳閘時，其疏水閥會自動開啟，能盡快地將導汽管及汽缸內積存的蒸汽排至凝汽器，以防止機組超速。

七是在蒸汽管道疏水閥的啟閉時，不用汽輪機機組負荷來作為控制主因，則可以極大縮短三大蒸汽管道疏水進入高壓疏水擴容器的時間，尤其是高溫蒸汽進入高壓疏水擴容器的時間，從而避免高溫蒸汽進入高壓疏水擴容器，起到減輕高壓疏水擴容器負擔的作用。同時，可利用管內蒸汽熱量減緩管道的冷卻速度，以起到減少汽輪機機組再次啟動的暖管時間，以及避免高壓疏水擴容器的低溫蒸汽返回汽缸對汽輪機所產生的傷害的作用。

3 結論

綜上所述，對電廠汽輪機疏水系統(tǒng)的優(yōu)化，可從減少高溫高壓蒸汽對疏水擴容器和凝汽器的沖擊、減小擴容器擴容負荷、減輕高壓疏水擴容器的負擔等具體方面來著手實施，由此避免因高、中壓缸上、下缸溫差大而影響汽輪機啟動的情況，同時減少汽缸因反復加熱而產生的熱疲勞損傷，以及減少了凝汽器的冷源熱損失，提高了汽輪機機組的循環(huán)熱效率，從根本上消除事故隱患，延長了機組的壽命，同時簡化了系統(tǒng)、節(jié)省了成本、減少了廠用電消耗和檢修、運行維護工作量，以此保證了機組的安全可靠性和經濟性。

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