600 MW機組高壓加熱器啟動過程中管道振動分析與治理

黃小軍

(湖南華電長沙發電有限公司，長沙 410203)

600 MW機組高壓加熱器啟動過程中管道振動分析與治理

黃小軍

(湖南華電長沙發電有限公司，長沙 410203)

為節省啟動能耗，縮短鍋爐啟動時間，啟動過程中提前投入高壓加熱器系統，由于給水流量較小、管道全冷態等原因，啟動過程中正常疏水管道經常出現強烈振動，引起設備損壞并帶來安全隱患。分析了管道振動的原因，采取了相應的技改及運行調整措施，有效杜絕了高壓加熱器啟動過程中管道的振動。

鍋爐啟動；高壓加熱器；管道振動

0 引言

某電廠一期2×600 MW超臨界機組汽輪機為東方汽輪機廠引進日立技術生產制造的N600-24.2/566/566型超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機。機組采用復合變壓運行方式，汽輪機具有8段非調整回熱抽汽，汽輪機額定轉速為3 000 r/min。機組負荷達到120 MW后，按照從低到高的順序開啟汽輪機抽汽電動閥，依次投入高壓加熱器(以下簡稱高加)汽側運行[1]。經過總結分析，原來的高加投用方式存在2個不利因素：一是啟機過程中給水溫度較低，不利于鍋爐啟動燃燒調整，且啟動能耗較大；二是發電機并網帶負荷后投用高加，由于抽汽壓力及溫度較高，投入時對系統的熱沖擊較大。為了節省啟機能耗，經調研其他電廠并分析設備運行狀況，確定在啟機過程中鍋爐點火起壓后，機組高低壓旁路投入運行，再熱蒸汽冷段管道過汽后#2高加暖管投入，汽輪機沖轉至1 500 r/min后#3高加暖管投入，發電機并網后#1高加暖管投入。采取以上措施后，由于給水溫度能維持在160 ℃，啟機過程中鍋爐爐膛溫度很快上升，從而減少鍋爐升溫升壓時間，降低了啟動能耗，另外還使爐膛干燥，提高了鍋爐著火效率。

1 管道振動原因分析

啟機過程中提前投入高加系統，由于給水流量較小以及管道全冷態等原因，啟動過程中正常疏水管道經常出現強烈振動現象，引起設備損壞并帶來安全隱患。針對此現象，分析原因如下。

(1)現場#1，#2高加正常疏水管道存在U型管道，管道底部疏水接往無壓放水母管，啟機過程中大量疏水排入無壓放水母管，而此時高加內部疏水排往凝汽器事故疏水擴容器，使得高加內部為負壓狀態，其他系統疏水倒入高加正常疏水管道，積存在#1，#2高加正常疏水管道的U型管道內，在投入高加抽汽時很容易因汽液兩相流而引起管道振動。而#3高加至除氧器疏水管道上升段較長，原設計在正常疏水調節閥前后有疏水閥接往無壓放水母管，正常疏水調節閥在除氧器平臺，位置在管道上升段上部，而在#3高加正常疏水管道下部沒有疏水，導致投入抽汽時容易發生汽水混合而產生管道振動。原高加疏水系統如圖1所示。

(2)由于在鍋爐點火預暖中投入高加，高加投入時鍋爐所需的給水流量較小，產生的高加疏水量也較少，并且#1，#2，#3高加之間沒有差壓，疏水只能通過高加事故疏水管道排往凝汽器，如果不控制高加水位，就會使蒸汽和疏水同時竄入正常疏水管道而引起管道振動。

(3)高加投入時，如果沒有控制高加給水進、出口溫差上升速度，就會對高加內部產生較大的熱沖擊，從而引起整個高加系統的振動[2]。

(4)值班員在高加投入操作中不規范，導致管道振動。

2015年啟機過程中，由于高加投入時經常出現管道振動，導致閥門損壞、管道泄漏、固定支架變形等不安全事件發生。

2 采取的措施

綜上所述，為防止高加系統投入過程中因系統振動而引起設備損壞及人身傷害，徹底杜絕高加系統投入過程中的振動，針對以上分析，對該公司高加投入采取以下措施[3]。

圖1 原高加疏水系統

圖2 改造后的高加疏水系統

(1)在啟動檢查時提前開啟#1，#2，#3高加正常疏水調節閥前管道至#1，#2，#3高加事故疏水電動截止閥前疏水，利用凝汽器抽真空將#1，#2，#3高加正常疏水管道中的存水抽空，在投用中有效保證疏水及時排走。

(2)嚴格按高加投入操作票進行操作。

(3)高加投入過程中使用高加事故疏水自動調節，保持高加水位控制在300 mm左右，未發生高加輸水管道振動。

(4)高加投入過程中緩慢調節抽汽閥，控制高加給水出口溫升不超過2 ℃/min，有效避免了因熱沖擊較大而產生的系統振動。

4 結束語

2016年6月以后，#1，#2機組每次啟機采用該措施進行高加的投入操作，均未出現高加疏水管道振動現象，達到了杜絕高加投入過程中管道振動的目的。

[1]東方汽輪機廠.N600-24.2/538/566型汽輪機運行說明書[Z].

[2]胡念書.汽輪機設備及系統[M].北京：中國電力出版社，2006.

[3]湖南華電長沙發電有限公司600 MW集控主、輔機運行規程:Q/CSFD 10301101—2015[S].

(本文責編：劉芳)

(1)提出加裝#1，#2，#3高加正常疏水調節閥前至#1，#2，#3高加事故疏水電動截止閥前疏水管道的技改方案并實施，如圖2所示。

(2)高加投入過程中使用高加事故疏水調節，保持高加水位維持在300 mm運行，使得疏水口一直在水位以下。

(3)高加投入過程中通過調整抽汽閥開度嚴格控制高加給水出口溫升不超過2 ℃/min。

(4)規范高加投入操作票，培訓到位，杜絕人為操作引起高加投入時的管道振動。

3 實施情況

2016年6月23日，#2機組啟動，采用以上高加投入方案進行試驗，試驗情況如下。

2017-03-14；

2017-04-15

TM 621

B

1674-1951(2017)04-0048-02

黃小軍(1970—)，男，四川宜賓人，高級技師，從事汽輪機運行技術管理方面的工作(E-mail:791856073@qq.com)。