黃新長(zhǎng) (國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210031)

1 汽輪機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

某電廠二期2×330MW擴(kuò)建工程為兩臺(tái)330MW亞臨界哈蒙式空冷燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)為亞臨界、一次中間再熱、表凝式間接空冷、雙缸雙排汽、單抽汽(其中采暖抽汽可調(diào)，工業(yè)抽汽不可調(diào))凝汽式汽輪機(jī)的系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵，1臺(tái)30%BMCR電動(dòng)給水泵供兩臺(tái)機(jī)組共用，汽封為自密封系統(tǒng)。

汽輪機(jī)設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面：在已有成熟的汽輪機(jī)的基礎(chǔ)上通過調(diào)整低壓缸模塊，以適應(yīng)空冷電站的背壓變化范圍大、平均背壓高的特點(diǎn)和運(yùn)行模式等；在高背壓、低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，低壓缸應(yīng)具有一套有效的自動(dòng)噴水系統(tǒng)投入運(yùn)行；采用優(yōu)化改進(jìn)，安全可靠的設(shè)計(jì)方法，預(yù)防可能意外發(fā)生的進(jìn)冷氣、冷水，超速、著火和振動(dòng)突變；汽輪機(jī)采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)或高壓缸啟動(dòng)方式，冬季汽輪機(jī)啟動(dòng)有帶旁路的高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)或高壓缸啟動(dòng)的功能，以滿足空冷島防凍的要求。汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)配有40%BMCR容量(鍋爐最大連續(xù)出力)的高低壓兩級(jí)國(guó)產(chǎn)簡(jiǎn)化串聯(lián)旁路，大大改善了機(jī)組的啟動(dòng)性能，加快了啟動(dòng)速度。

汽輪機(jī)調(diào)試工作在汽輪機(jī)本體施工完成后進(jìn)行，先后經(jīng)過各分系統(tǒng)調(diào)試、酸洗、吹管、整套啟動(dòng)和168h試運(yùn)各個(gè)階段，機(jī)組各參數(shù)指標(biāo)較好?，F(xiàn)將汽輪機(jī)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)，對(duì)其中的原因進(jìn)行分析，并提出解決的方案，為今后330MW哈蒙式空冷汽輪機(jī)的調(diào)試提供一定的參考依據(jù)。

2 汽輪機(jī)調(diào)試中的問題及處理方法

2.1 高壓缸內(nèi)缸進(jìn)水檢測(cè)溫差大

汽輪機(jī)開始沖轉(zhuǎn)時(shí)，主汽溫度為398℃、主汽壓力為3.7MPa、再熱汽溫度為387℃、再熱汽壓力為0.64MPa，背壓為33kPa，高壓內(nèi)缸進(jìn)水檢測(cè)上、下溫度分別為223/184℃；轉(zhuǎn)速升至1800r/min時(shí)，高壓內(nèi)缸進(jìn)水檢測(cè)上、下溫度分別為264/185℃，上下溫差為79℃(設(shè)計(jì)要求溫差大于50℃必須停機(jī))，導(dǎo)致汽輪機(jī)手動(dòng)打閘停機(jī)。經(jīng)分析，導(dǎo)致此缺陷的原因主要有以下幾個(gè)方面：

(1)測(cè)點(diǎn)信號(hào)出錯(cuò)。調(diào)節(jié)級(jí)溫度和進(jìn)水檢測(cè)上缸溫度測(cè)點(diǎn)較近，兩測(cè)點(diǎn)進(jìn)入信號(hào)反接，導(dǎo)致錯(cuò)誤的溫度顯示結(jié)果。

(2)汽輪機(jī)本體疏水管道不暢，疏水管道上有閥門未打開或打開不完全，導(dǎo)致測(cè)量溫度不能準(zhǔn)確反應(yīng)內(nèi)缸溫度。

(3)高壓缸進(jìn)汽量不夠，導(dǎo)致上下缸體受熱不均勻。

對(duì)于測(cè)點(diǎn)信號(hào)可能出錯(cuò)、本體疏水流通不暢的檢查方法主要有兩個(gè)：一是通過干燒單個(gè)測(cè)點(diǎn)熱電偶，查看DCS測(cè)點(diǎn)溫度變化判斷測(cè)點(diǎn)信號(hào)是否反接；二是通過紅外測(cè)溫儀測(cè)量汽輪機(jī)本體疏水管道上所有閥門門桿的前后溫度變化，判斷本體疏水管道是否通暢。

通過檢查，排除了測(cè)點(diǎn)和疏水的原因。最后，通過調(diào)整汽輪機(jī)開始沖轉(zhuǎn)時(shí)主要的參數(shù)，包括：主汽溫度為357℃、主汽壓力為4.8MPa、再熱汽溫度為353℃、再熱汽壓力為0.72MPa，背壓為15kPa，內(nèi)缸內(nèi)上下進(jìn)水溫差正常。

通過提高機(jī)組初參數(shù)，增加高壓缸相對(duì)進(jìn)汽流量，整個(gè)沖轉(zhuǎn)和帶負(fù)荷過程中高壓缸內(nèi)缸進(jìn)水檢測(cè)溫差保持正常范圍內(nèi)[1-3]。

2.2 中低壓連通管液控蝶閥自動(dòng)關(guān)閉

機(jī)組整套啟動(dòng)帶負(fù)荷階段，機(jī)組負(fù)荷260MW時(shí)，機(jī)側(cè)中低壓連通管液控蝶閥(CV閥)自動(dòng)關(guān)閉，負(fù)荷降至88MW。檢查發(fā)現(xiàn)，在此過程中連通管液控蝶閥后壓力由0.37MPa下降至0MPa，五段抽汽壓力由0.39MPa上升至1.05MPa，五段抽汽兩段管道上的6個(gè)膨脹節(jié)全部拉壞并刺漏，導(dǎo)致緊急打閘停機(jī)。

經(jīng)分析，中低壓連通管液控蝶閥突然關(guān)閉的可能原因有：信號(hào)誤動(dòng)；線性位移測(cè)量傳感器(LVDT)松動(dòng)；EH油系統(tǒng)未調(diào)試好，油壓波動(dòng)；內(nèi)部邏輯出錯(cuò)；閥門的門芯損壞。

對(duì)上述原因逐一進(jìn)行排查，最后得出內(nèi)部邏輯出錯(cuò)導(dǎo)致CV閥關(guān)閉。整個(gè)過程中，液控閥就地電源箱出現(xiàn)短時(shí)間斷電，液控閥就自動(dòng)關(guān)閉。按照設(shè)計(jì)要求，液控閥斷電后邏輯保護(hù)應(yīng)自動(dòng)執(zhí)行使閥門全開。液控閥廠家到現(xiàn)場(chǎng)查看情況，發(fā)現(xiàn)液控蝶閥斷電后邏輯保護(hù)動(dòng)作的設(shè)置不是自動(dòng)開啟，而是就地手動(dòng)開啟。由于時(shí)間短暫，運(yùn)行人員根本來不及。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，此閥門的邏輯為出廠模式，現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試過程中沒有關(guān)注和修改。

2.3 停機(jī)后缸溫下降慢

機(jī)組整套啟動(dòng)帶負(fù)荷階段，經(jīng)事故打閘停機(jī)后，中壓缸缸體溫度下降速度較設(shè)計(jì)曲線偏緩慢。

經(jīng)過分析，設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)時(shí)高壓門桿漏汽進(jìn)三段抽汽的接口在三抽逆止門前，額定工況下高壓門桿漏汽進(jìn)三段抽汽流量為0.81t/h。汽輪機(jī)打閘停機(jī)后，三段抽汽逆止門關(guān)閉，高壓門桿漏汽通過三抽管道進(jìn)入中壓缸內(nèi)。由于門桿漏汽溫度高于中壓缸缸體溫度，漏汽對(duì)中壓缸進(jìn)行停機(jī)后的加熱，導(dǎo)致停機(jī)后缸體溫度下降速度變緩，延長(zhǎng)缸溫冷卻時(shí)間。

2.4 高旁減壓閥泄漏影響168h試運(yùn)行

機(jī)組整套啟動(dòng)帶負(fù)荷階段，當(dāng)負(fù)荷升至270MW時(shí)，高旁減壓閥DCS顯示全關(guān)，但是高旁閥閥后溫度卻逐步上升，高旁減壓閥關(guān)閉不嚴(yán)，存在內(nèi)漏情況。機(jī)組主汽溫度538℃，高排溫度323℃，在2h內(nèi)，高旁減壓閥后溫度由322℃上升到442℃。高旁減壓閥后管道材料為碳鋼，而碳鋼管材的規(guī)定使用溫度不能超過450℃，超出適用溫度會(huì)對(duì)管道和運(yùn)行安全產(chǎn)生重大影響。

可以直接投放高旁減溫水進(jìn)行降溫處理，根據(jù)減壓閥后溫度上升的速度判斷泄漏量較小，減溫水來不及充分受熱、汽化就直接沖擊到高溫的高旁管道上，對(duì)高旁管道材料和運(yùn)行的安全都可能會(huì)造成影響，因此，此方案不可行。

為了防止高旁閥后管道超溫，可以將高旁減壓閥開度手動(dòng)調(diào)整到5%左右，然后再投入減溫水，減溫水和足夠的蒸汽混合后很快汽化，不會(huì)發(fā)生冷水沖擊管道的現(xiàn)象，高旁閥后管道溫度也控制在320℃～330℃，但同時(shí)也會(huì)造成中低壓缸流量偏大。在升負(fù)荷過程中要監(jiān)視三抽、四抽、五抽、六抽、七抽、八抽的壓力，避免這幾段抽汽壓力超過閥門全開工況(VWO)的計(jì)算壓力，防止中、低壓缸超負(fù)荷。待168結(jié)束后，利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)泄漏閥門進(jìn)行徹底處理。

2.5 間冷塔換熱效果差及冬季防凍

汽輪機(jī)開始沖轉(zhuǎn)階段，間冷塔循環(huán)水進(jìn)水溫度為57℃，出水溫度為58℃，兩者相差1℃，換熱效果極差。

分析其原因，間冷塔冷卻散熱器扇形段頂部保溫工作未完成，頂部風(fēng)力很大。間冷塔冷卻散熱器扇形段頂部未保溫部位形成一個(gè)風(fēng)口，把本應(yīng)進(jìn)入冷卻散熱器中的風(fēng)吸入了風(fēng)口，冷卻散熱器扇形段無風(fēng)進(jìn)行散熱，導(dǎo)致間冷塔換熱效果極差。我們對(duì)其進(jìn)行了改造，間冷塔全部保溫工作完成后，其換熱效果基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

機(jī)組帶負(fù)荷后背壓投入自動(dòng)，循環(huán)水溫度較低，機(jī)組背壓較低，但循環(huán)水在間冷塔各扇片內(nèi)分配不均。機(jī)組試運(yùn)期間對(duì)間冷塔各扇段的溫度進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行測(cè)點(diǎn)溫度都較高，但部分翅片管溫度很低，有凍結(jié)的危險(xiǎn)，在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，這種現(xiàn)象更明顯。我國(guó)西北地區(qū)冬季平均氣溫在-5℃以下，間冷塔上測(cè)點(diǎn)布置比較少，不能充分反映間冷塔各個(gè)扇片的溫度變化。當(dāng)出現(xiàn)測(cè)點(diǎn)溫度低報(bào)警時(shí)，很可能部分扇片已經(jīng)結(jié)凍，這時(shí)應(yīng)立即采取措施恢復(fù)溫度，不應(yīng)認(rèn)為測(cè)點(diǎn)溫度沒有報(bào)警就不會(huì)有結(jié)凍的危險(xiǎn)[4-6]。

2.6 循環(huán)水泵電流偏高

機(jī)組分體調(diào)試階段，啟動(dòng)機(jī)組1號(hào)循環(huán)泵試運(yùn)行，啟動(dòng)電流為129A，運(yùn)行電流為135A，電流超額定(126A),就地壓力為0.1MPa，啟動(dòng)3號(hào)機(jī)2號(hào)循環(huán)泵試運(yùn)行，啟動(dòng)電流128A,運(yùn)行電流131A，電流超額定(126A),就地壓力0.22MPa。

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及分析確認(rèn)，循環(huán)水泵電流投運(yùn)階段電流超額定電流9A可以不做處理，等運(yùn)行2～3年后，循環(huán)泵葉片有些許磨損，電流就會(huì)恢復(fù)額定，循泵出力也能達(dá)到額定。

2.7 循環(huán)水管道缺水

機(jī)組沖轉(zhuǎn)階段，循環(huán)泵電流大幅度擺動(dòng)，導(dǎo)致汽輪機(jī)打閘停機(jī)。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，施工單位對(duì)空冷塔地下水箱注水，造成循環(huán)水管道缺水。表面式間冷塔運(yùn)行過程中，地下水箱水位控制尤其重要，要合理操作注水，注水要連續(xù)緩慢，避免出現(xiàn)注水閥門開度突然增大。保持低下水箱水位在一個(gè)較高的水平，避免出現(xiàn)循環(huán)水管道缺水的情況。

2.8 3、4號(hào)瓦溫偏高且左右側(cè)相差較大

機(jī)組沖轉(zhuǎn)階段，3、4號(hào)兩側(cè)瓦溫最高達(dá)95℃，4號(hào)軸承左右側(cè)瓦溫分別為95℃、79.5℃，兩側(cè)相差15.5℃，超過正常溫差約7.5℃。

通過擴(kuò)大節(jié)流潤(rùn)滑油管孔和增大潤(rùn)滑油壓(從0.08MPa增加到0.11MPa)，解決了瓦溫偏高的問題。瓦溫左右側(cè)偏差大的原因是升速過程中穩(wěn)定時(shí)間不夠，汽輪機(jī)定速穩(wěn)定一段時(shí)間后，左右側(cè)瓦溫差就慢慢降低到8℃以內(nèi)。

2.9 低壓軸封供汽溫度變化異常

整套啟動(dòng)負(fù)荷為額定330MW時(shí)，發(fā)現(xiàn)低壓軸封供汽溫度變化異常。無減溫水狀態(tài)時(shí)，低壓軸封供汽溫度達(dá)到了300℃左右；投入減溫水后軸封供汽溫度急劇下降至120℃。軸封供汽溫度的異常變化嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

經(jīng)分析判斷，機(jī)組低壓軸封供汽溫度異常變化可能是減溫水流量變化較大、無法有效控制造成的。通過現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)低壓軸封減溫水噴嘴的霧化效果正常，但低壓軸封減溫水管道上的節(jié)流孔板孔徑較大，噴水閥門打開時(shí)噴水量過大，造成軸封供汽溫度急劇下降。利用機(jī)組停機(jī)檢修的機(jī)會(huì)，在低壓軸封減溫水電動(dòng)調(diào)門后加裝了一條疏水管道排掉多余的減溫水，機(jī)組啟動(dòng)后軸封供汽溫度變化再?zèng)]有出現(xiàn)異常的現(xiàn)象[7-9]。

3 結(jié)語

為了順利完成機(jī)組168h試運(yùn)，在機(jī)組的調(diào)試過程中，各參與單位都進(jìn)行了不懈的努力和研究。在此過程中發(fā)現(xiàn)的一些設(shè)計(jì)、設(shè)備質(zhì)量或安裝方面存在的問題也都得到了成功解決，予以總結(jié)，供同類型機(jī)組的啟動(dòng)調(diào)試參考。

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