給水泵汽輪機進汽溫度異常下降原因分析

袁堯，李光彩

(華潤電力 (漣源)有限公司，湖南婁底417114)

給水泵汽輪機進汽溫度異常下降原因分析

Cause analysis and processing of feed pump turbine inlet temperature abnormal decline

袁堯，李光彩

(華潤電力 (漣源)有限公司，湖南婁底417114)

本文主要對給水泵汽輪機進汽溫度異常下降原因進行了詳細分析。對可能原因進行針對性整改后，該機組給水泵汽輪機進汽溫度異常下降得到徹底解決。

給水泵汽輪機；進汽溫度；異常下降

1 設備概況

某公司目前有2臺300 MW機組，均為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產的N300－16.7/537/537型亞臨界凝汽式汽輪機。每臺機組配套2臺北京電力設備總廠生產的型號為TGQ06/7－1汽動給水泵組。給水泵汽輪機型為單缸、單汽源、新汽內切換、變轉速、變功率、沖動、凝汽式，汽源有四抽和輔汽兩路〔1〕。

2 設備運行方式

該公司給水系統(tǒng)配置2臺50%容量汽給水泵及1臺30%電動啟動備用給水泵，給水泵汽輪機進汽圖如圖1。冷態(tài)開機過程中，電泵帶70～80 MW后需并入汽泵運行，此時需提前由輔汽沖轉小機，待四抽壓力、溫度提高后再切換汽源。停機過程中，負荷至120 MW，四抽供小機汽源不足，電泵不能滿足給水需求，需切換小機汽源至輔汽供給。故啟停機需要進行小機汽源切換工作〔2〕。機組運行時，給水泵汽輪機的汽源四抽作為正常運行汽源，輔汽作為備用汽源，輔汽至小機電動門開啟，由于四抽壓力略高于輔汽聯(lián)箱壓力，輔汽至小機的翻板逆止門為關閉狀態(tài)〔3〕。輔汽聯(lián)箱汽源在機組運行中由本機四抽供給，1，2號機組輔汽聯(lián)箱不聯(lián)絡；停機過程中由鄰機四抽供給，首臺機組啟動過程中由啟動爐供給，有鄰機運行時則根據(jù)鄰機帶負荷及抽汽壓力情況選擇四抽或冷再供給。

給水泵汽輪機進汽溫度在機組啟停過程中和機組負荷大幅變化過程中多次出現(xiàn)過異常下降。

圖1 給水泵汽輪機進汽圖

3 原因分析

小機蒸汽系統(tǒng)設計存在疏水盲段，如圖1所示，輔汽至小機在總路有疏水門，在支路沒有疏水門和溫度測點，疏水點距離輔汽供A小機進汽逆止門距離4 m，距離B進汽逆止門10 m，不能充分暖管，汽源切換時由于蒸汽對管路的管壁放熱，必然存在進汽溫度下降。四抽供小機疏水位置不合理和沒有溫度測點，不能判斷疏水是否充分，輔汽切換至四抽過程中也存在進汽溫度下降問題。圖2為某次停機過程中小機進汽溫度趨勢圖〔4〕。本次為滑參數(shù)停機，負荷113 MW時將小機汽源由四抽切換至鄰機經輔汽聯(lián)箱供給，雖經過一段時間疏水，但無有效的監(jiān)視判斷手段和標準，小機進汽溫度4 min內由270℃下降至160℃。

圖2 停機過程中小機進汽溫度下降

此次事件直接導致小汽輪噴嘴壓條脫落變形，平衡塊因被脫落壓條撞擊移位約70°，如圖3。

圖3 平衡塊被撞擊移位約70°

大幅變化時，降負荷過程中四抽壓力隨負荷下降而下降，而輔汽聯(lián)箱雖然由四抽供汽，但是因為輔汽聯(lián)箱沒有用戶，且四抽供輔汽有逆止門，輔汽聯(lián)箱壓力基本不下降或下降速率遠遠慢于四抽壓力的下降速率，當輔汽聯(lián)箱壓力較四抽供小機進汽壓力高時，輔汽供小機逆止門瞬時打開，輔汽聯(lián)箱及至小機的供汽管路的蒸汽進入小機蒸汽系統(tǒng)。由于輔汽至小機管道在機組正常運行中逆止門為關閉狀態(tài)，又沒有自動疏水系統(tǒng)，該管道容易積存冷水冷汽，造成了小機進汽溫度急劇下降。圖4為機組降負荷過程中小機進汽溫度趨勢圖，當日17∶30前機組負荷長期保持300 MW，后負荷逐漸降低，輔汽聯(lián)箱壓力的下降滯后于四抽壓力，當輔汽至小機進汽逆止門前壓力高于四抽供小機進汽壓力時，逆止門瞬時打開，管路的冷汽進入小機，導致2臺小機的進汽溫度在1 min內下降100℃以上。

圖4 機組減負荷過程中小機進汽溫度下降

4 處理措施

1)機組在50%～100%負荷區(qū)間小機不需要備用汽源，機組滑停過程中在50%負荷以下可以啟動電泵運行，因此，不需要輔汽供小機備用汽源。將輔汽供小機電動門關閉，將該電動門后手動疏水門全開，將通過電動門或逆止門漏入的少量蒸汽及時排除，該管路長期處于無壓狀態(tài)，可完全避免機組快速降負荷過程中由于輔汽供小機逆止門瞬時打開而大量帶入冷汽的問題。當開啟該路疏水后發(fā)現(xiàn)疏水量很大時，則說明電動門或逆止門內漏較大，此時需通過測溫等判斷內漏閥門，如果電動門不漏，則說明逆止門關閉不嚴，在機組降負荷時該段管路的冷蒸汽能及時帶入小機，由于這是一個逐漸的過程，該段冷汽量較小機用汽量少很多，對小機進汽溫度緩慢下降，對小機基本無影響。

2)在輔汽至小機逆止門前分別加裝疏水門，并加裝蒸汽溫度測點，當遇到電泵故障時，滑停過程中及時充分疏水，并能有效監(jiān)視蒸汽溫度，使用小機汽源切換操作票，通過緩慢提高輔汽壓力和電動門微開及發(fā)現(xiàn)溫度下降時及時降低輔汽壓力等措施，減小蒸汽下降趨勢。

3)機組啟動時，及時開啟疏水充分暖管，切換汽源時緩慢操作，盡量減少汽溫下降程度。在輔汽和四抽至A、B小機進汽管的逆止門前均安裝疏水點和溫度測點，便于分析判斷。

4)將輔汽供小機電動門前加裝疏水器和改造該電動門至水平段安裝，防止管路長期備用下積水〔5〕。

5)將輔汽供小機逆止門改為手動門，平時處于關閉狀態(tài)，需要倒換汽源時通過緩慢操作該門實現(xiàn)汽源平穩(wěn)過渡。

6)設計小機蒸汽過熱度保護，有效保護設備運行安全。

5 實施效果

實施處理措施后，如圖5所示，機組降負荷過程中，未再發(fā)生汽溫突降現(xiàn)象，小機進汽溫度與四抽溫度同步變化。如圖6所示，汽輪機在溫態(tài)下不需要暖機，而小機處于冷態(tài)，沖轉到3 000 r/min需要歷時1 h，而四抽要待機組負荷70 MW以上后才有足夠壓力沖轉小機，電泵設計為30%出力，若不提前暖小機，則會導致機組在70～90 MW之間等待沖小機時間至少1 h，因此，機組啟動前提前沖小機對于滿足電網并網時間節(jié)點要求和機組啟動節(jié)能都顯得尤為重要，在機組啟動前由鄰機四抽、冷再或啟動爐供小機汽源，待機組負荷80 MW左右 (如果臨機汽源充足，則可以直接并入汽泵運行，待機組負荷更高后進行汽源切換)則切換至四抽，嚴格執(zhí)行以上措施后未再發(fā)生小機汽溫異常下降現(xiàn)象。

TK267

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1008-0198(2015)06-0056-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2015.06.015

2014-04-21 改回日期:2015-06-09