王曉臻
摘 要:超臨界機組運行參數(shù)高,正常運行中高壓加熱器(以下簡稱高加)一旦發(fā)生故障退出運行,由于抽汽逆止門和電動門內(nèi)漏,高加進口或出口三通閥關(guān)閉不嚴等問題,將會給高加冷卻檢修帶來困難,文章根據(jù)現(xiàn)場實際情況,提出高加退出后綜合冷卻方案,為檢修工作爭取時間。
關(guān)鍵詞:高壓加熱器;冷卻;水封;檢修
引言
高加是發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的重要組成部分,高加的運行狀態(tài)對機組運行的經(jīng)濟性有重要的影響。在高加退出運行的情況下,機組供電煤耗增加約10g/kWh[1],按照一臺機組每天發(fā)電量0.12億千瓦時,標煤單價650元/噸計算,每天增加發(fā)電成本7.8萬元。所以運行中如果高加因水側(cè)發(fā)生泄漏而退出運行,檢修人員必須盡快進入水室進行堵漏處理。但高加停運后其金屬溫度較高,必須冷卻到一定溫度后,才能具備進入水室檢修條件。按以往機組停運后的檢修記錄,高加自然冷卻時間為81h,實際在機組運行中,考慮管閥的泄漏,冷卻時間更長,為減少發(fā)電損失,探索縮短高加冷卻時間的方法具有重要意義。
1 高壓加熱器概況
某廠回熱系統(tǒng)三臺高加水側(cè)采用整體大旁路熱力系統(tǒng),任意一臺高加故障時,需整體解列,三臺高加均為臥式三段冷卻表面式加熱器,水側(cè)進出口采用液動三通閥結(jié)構(gòu),現(xiàn)場布置如圖1所示。
2 高加冷卻方案
2.1 泄漏情況
#3高加水側(cè)發(fā)生泄漏,高加解列后發(fā)現(xiàn)三段抽汽電動門及抽汽逆止門關(guān)閉不嚴,#3高加汽側(cè)溫度始終保持在180℃左右。高加水側(cè)主路出口三通閥前管道放水門始終有水放出,判斷出口三通閥有小流量內(nèi)漏。
2.2 解決方案
針對水側(cè)出口三通閥的內(nèi)漏情況,采取一方面開啟整個高加組水側(cè)所有的放水和排空門,對系統(tǒng)進行泄壓,減少漏向#3高加的高溫工質(zhì),另一方面利用水封法在#2高加進口管放水門處先后注入兩個不同溫度等級的凝結(jié)水,以減緩管路降溫速率,并形成水封以隔絕剩余熱源。#3高加汽側(cè)的冷卻效率是高加檢修的關(guān)鍵,以往采取的冷卻方式主要有兩種:第一種方式是在#3高加汽側(cè)底部注入溫度較低的除鹽水強制降溫的方式,這種方式雖然冷卻效果好,冷卻時間短,但會導(dǎo)致高加筒體金屬內(nèi)外壁溫差增大,產(chǎn)生附加應(yīng)力,當這種熱應(yīng)力大到一定程度,可能使高加發(fā)生彎曲變形。特別是高加管板邊緣處,當高加內(nèi)壁收縮與管板膨脹不一致時,會增加高加管口與管板間泄漏的風(fēng)險。第二種方式是利用汽輪機快冷裝置[2],采用順流方式,通過接管將加熱后溫度可控且穩(wěn)定的壓縮空氣由#3高加抽汽口接入,由正常疏水管道排出,通過控制快冷裝置出口壓縮空氣溫度的變化快速降低高加溫度。這種冷卻方式能較準確控制冷卻空氣的溫度,但壓縮空氣較正常運行時的抽汽量要小得多,壓縮氣流會以最短的路徑通過疏水冷卻段流出,對高加上級疏水進口端基本不具有冷卻效果,反而會增大高加筒體兩端溫差,并且高加檢修不屬于經(jīng)常性項目,快冷裝置的投運增加了系統(tǒng)操作量,考慮實際運行中高加抽汽電動門和逆止門不嚴,泄漏的蒸汽對壓縮空氣產(chǎn)生干擾,對冷卻效果會產(chǎn)生一定的影響,實際使用并不多??紤]汽輪機快冷裝置有兩種冷卻方式:一是順流冷卻;二是逆流冷卻,順流需要使用快冷裝置,逆流卻不一定需要。因#3高加正常疏水溫度180℃,相對較低,高加停運后正常疏水排氣管處溫度能在2小時內(nèi)降低至80℃,在此處接入未經(jīng)加熱的壓縮空氣,逆流進入#3高加汽側(cè),利用金屬蓄熱逐漸升溫,通過調(diào)整三抽電動門后疏水門和#2高加到#3高加正常疏水排氣門開度,可以調(diào)整冷卻空氣流量控制降溫速率,通過調(diào)整高加筒內(nèi)壓力,既可以阻止抽汽管路泄漏的蒸汽,也有助于快速查找泄漏點,達到方便快速冷卻檢修的目的,實際系統(tǒng)如圖2所示。
2.3 實際效果
對#3高加汽側(cè)進行隔絕,在正常疏水排空門處接入壓縮空氣,緩慢升壓至汽側(cè)壓力表顯示0.5Mpa時,開啟三段抽汽電動門后疏水手動門,維持汽側(cè)壓力0.4Mpa,使用溫槍或安裝溫度表測量疏水手動門處溫度下降速率,通過調(diào)整上述進排氣門開度控制冷卻空氣流量,使降溫速率不超過1℃/M。經(jīng)過3個小時的冷卻,#3高加筒體溫度降低至153℃后,受管徑限制,進排氣手動門已無調(diào)整余量,在#3高加底部疏水冷卻段放水門處增加一路冷卻壓縮空氣,稍開#2高加至#3高加正常疏水管路排氣手動門,增大氣流量的同時平衡#3高加殼側(cè)兩端降溫速率,經(jīng)過5個小時,#3高加殼側(cè)溫度降低至50℃以下,具備進入水室檢修條件。降溫對比如表1所示。
3 高加冷卻經(jīng)濟性和安全注意事項
3.1 經(jīng)濟性分析
相比高加汽側(cè)除鹽水注水冷卻法,快冷裝置冷卻法,文章所述水封結(jié)合壓縮空氣逆流冷卻法,投入成本低,在不使高加設(shè)備受到隱形損害的前提下,冷卻時間最短,實際使高加提前兩天投入運行,節(jié)約費用約15萬元。
3.2 安全注意事項
機組運行中,受設(shè)備缺陷等因素的影響,高加冷卻期間和檢修工作開始前,需要綜合分析各溫度和壓力測點變化趨勢,防止高溫高壓工質(zhì)對人身造成傷害。使用水封法隔絕水側(cè)泄漏的工質(zhì)時,要特別注意高加組水側(cè)每個放水和排空門必須保持全開,個別電廠由于這些閥門操作費力,操作開度較小,再加上蒸汽管路泄漏的蒸汽對水封的加熱作用,待部分管段溫度達到一定時,產(chǎn)生強烈的汽水膨脹,大量高溫汽水因放水和排空門開度小,不能完全泄壓而涌向開啟人孔門的待檢修高加,造成人身傷亡,所以水封法隔離冷卻高加,泄壓和保持水封流動換熱是關(guān)鍵。
4 結(jié)束語
超臨界機組高加設(shè)備與主機真空系統(tǒng),給水系統(tǒng),及回熱系統(tǒng)均有關(guān)聯(lián),再加上設(shè)備可能存在缺陷,機組運行中的高加檢修工作需要考慮的因素較多。文章結(jié)合現(xiàn)場實際,在高加汽側(cè)管路內(nèi)漏蒸汽,水側(cè)出口三通閥不嚴的前提下,采用水封結(jié)合空氣逆流冷卻方法,對水側(cè)泄漏的#3高加進行冷卻,消除了原高加冷卻方法的弊端,取得很好效果。
參考文獻
[1]段繼鵬.火電廠高壓加熱器頻繁泄漏原因分析[J].設(shè)備管理與維修,2011(8):28-29.
[2]李明志,劉海昌.高壓加熱器在線檢修期間快速冷卻技術(shù)研究[J].浙江電力,2014(12):46-48.