東汽150MW機組快冷裝置一串二模式的研究與應用

張海玲

摘 要：隨著電力企業生產能力的提高，機組停運時間的長短對企業的利益有直接的影響，快冷裝置的成功應用對節約檢修時間起到至關重要的作用，是火力發電廠提高經濟效益的一種手段，本文就快冷裝置投運中存在的問題及快冷裝置一串二模式的應用進行分析和論述，并提出快冷裝置一串二模式的安全運行措施。

關鍵詞：快冷裝置 一串二模式 安全運行

中圖分類號：TH17文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）06-0-01

引言

近幾年來，隨著社會經濟飛速發展，高耗能企業的崛起，促進了發電企業的生存與發展，同時也突顯了汽輪機停機后冷卻時間與機組檢修工期和發電廠的經濟效益之間的矛盾。目前，國內部分發電廠為了縮短汽輪機停機冷卻時間配置了汽輪機快冷裝置，但如快冷裝置使用不當將會造成快冷裝置電氣元件損壞和集氣箱爆炸、機組汽缸受熱不均勻而造成啟動后軸系振動，或發生因壓縮空氣溫度控制不好導致汽輪機上下缸的溫差大、汽輪機內外缸溫差大、高壓缸和中壓缸溫差大引發的設備損壞事故。為了解決以上問題，內蒙古君正能源化工集團有限公司發電廠通過多年快冷裝置的投運實踐，研究了一套安全、可靠的快冷裝置一串二模式使用方法，不僅大大節約了檢修工期，也創造了一定的經濟效益。

一、快冷裝置的配置

內蒙古君正能源化工集團有限公司發電廠是一座高耗能自備電廠，汽輪機為東方汽輪機廠生產的150MW抽凝式汽輪機，兩臺機組配備一套鎮江市東南電力設備有限公司生產的快冷裝置，具體參數見下表：

設備型號及型式：PYQL—Ⅱ150臥式 冷卻空氣氣源：壓縮空氣 冷卻空氣壓力：0.4～0.8Mpa（a） 加熱電源總功率：150KW

最高加熱溫度：400℃ 空氣最大流量：40m3/min 設計壓力：0.88Mpa 工作壓力：0.80Mpa

生產廠家：鎮江市東南電力設備有限公司

二、快冷裝置的運行方式

1.快冷裝置采用一串二模式的運行方式，即#1、2機組共用一套快冷裝置。

2.在對汽輪機汽缸進行冷卻時，空氣經快冷裝置加熱后分三路進入汽輪機進行冷卻：一路接至主蒸汽防腐管道，通過主蒸汽管道、高壓主汽閥、高壓調節汽閥進入高壓缸進行冷卻;一路接至汽缸夾層加熱聯箱進汽閥前，通過夾層聯箱進汽閥、夾層加熱聯箱，對高中壓缸夾層進行冷卻;一路接至中壓缸導汽管疏水電動門前，通過中壓缸導汽管疏水手動門、中壓缸導汽管，對中壓缸進行冷卻。

3.#1、2機組共用一套快冷裝置，因#1、2機組跨距較大，加熱的空氣輸送至汽缸內后降溫過快，將會對#2機組汽輪機冷卻太快，導致因上下汽缸產生有害的熱應力、熱變形而發生動靜部分碰撞和磨損。為避免此類事件發生，故在#1、2機組中間設置了快冷集箱，經快冷裝置加熱的空氣先流到快冷集箱進行緩沖加熱，通過控制快冷集箱的溫度實現了#2機組快冷裝置的安全投運。

4. 汽輪機高壓缸內缸上壁溫度低于300℃時，具備投入汽輪機快冷裝置的條件。

5. 在使用汽輪機快冷裝置時，必須始終保證輸送至汽缸內部的熱空氣溫度與缸溫相差30～50℃。

6.每小時缸溫下降速度控制為6～8℃。

7. 在對#2機組汽輪機汽缸進行冷卻時，采用中間集氣聯箱，保證集氣聯箱空氣溫度達到與汽缸壁溫相差50℃時，將集氣聯箱中的空氣通過管道輸送至#2機組汽缸各部位進行緩慢冷卻。

8. 快冷裝置的使用方式為手動調整，需要運行人員對汽輪機缸溫的變化隨時查看，如人員檢查不到位，會造成缸溫下降慢達不到快速冷卻效果，或因缸溫下降太快造成設備損壞。因此，我廠計劃將快速冷卻裝置的相關溫度信號引入DCS中進行集中控制，已將控制手動門更換為電動門，實現了通過DCS中設定進氣溫度而自動調整閥門開度的功能。

三、快冷裝置的具體操作方法

逐漸開啟快冷聯箱進氣門，調整進氣壓力0.4～0.8Mpa。啟動快冷聯箱#1、2電加熱器。根據疏水情況逐漸提高電加熱器設定溫度，檢查氣源溫度應跟隨上升，注意#1、2加熱器升溫速度和設定溫度應保持一致，逐漸關閉各疏水門。分別開啟快冷裝置至高缸快冷進氣門、快冷裝置至中缸快冷進氣門、快冷裝置至夾層快冷進氣門。

當快冷進氣溫度小于高、中壓內缸溫度30～50℃時，啟動高壓燃油泵，在DEH盤上開啟高中壓主汽閥，在手動控制盤上開啟部分中壓調節閥，每小時缸溫下降速度為6～8℃。

四、快冷裝置投運后的效果

機組從停機投入盤車開始，此時汽輪機缸溫在480℃左右，汽輪機缸溫的下降速率6～8℃，隨著缸溫的下降，溫降速率越來越小1～1.5℃，汽輪機缸溫下降到150℃時方可停止連續盤車，改為定期盤車，缸溫下降到100℃以下時，才可以進行汽輪機本體的檢修工作。正常情況下機組停止后8～10天缸溫才能降到150℃.我廠自投運至今共投入汽輪機快冷裝置7次（4次大修，3次中修），投入后可以提前3天滿足汽輪機檢修條件。

通過使用快冷裝置，使機組檢修時間縮短，給我廠帶來的經濟效益非常可觀，按提前3天來計算，我廠為150MW機組，一天發電量3600MW，3天是10800MW，按0.1元計算為108萬元，我公司從建廠至今共利用快冷裝置7次，為企業節約資金756萬元，平均每年節約資金94.5萬元。

結語

隨著經濟快速發展，高耗能企業自備電廠發電機組可利用小時數的升高，在機組計劃檢修中減少停機冷卻時間、縮短檢修工期、減少停機期間從電網購進的電量的需求越來越大，汽輪機快冷裝置使用不當也會造成設備損壞或啟動后軸系振動大等問題，以上對快冷裝置的安全運行分享了相關的經驗，提高了汽輪機檢修工期方面的技術交流。