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        汽輪機(jī)防進(jìn)水監(jiān)控與預(yù)警探討

        2018-09-26 11:11:22蔡世峰
        山東工業(yè)技術(shù) 2018年16期
        關(guān)鍵詞:預(yù)警監(jiān)控

        蔡世峰

        摘 要:通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)冷水、冷氣情況分析,提出汽輪機(jī)防進(jìn)水可以通過(guò)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)來(lái)保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

        關(guān)鍵詞:汽輪機(jī)進(jìn)水;監(jiān)控;預(yù)警

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.045

        0 引言

        汽輪機(jī)進(jìn)水事故,即汽輪機(jī)水沖擊事故,實(shí)際過(guò)程是水或冷蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī),導(dǎo)致汽輪機(jī)機(jī)械故障和非計(jì)劃停運(yùn)乃至結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞,機(jī)組一旦發(fā)生此類(lèi)事故,輕則汽輪機(jī)動(dòng)靜摩擦,機(jī)組振動(dòng),重則造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲,設(shè)備報(bào)廢,給電廠(chǎng)和設(shè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,因此,防止汽輪機(jī)進(jìn)冷水、冷汽引起了高度的重視,監(jiān)測(cè)和預(yù)防汽輪機(jī)在運(yùn)行和啟停過(guò)程中進(jìn)水或冷蒸汽,是確保汽輪機(jī)安全上重要的一環(huán)。

        1 汽輪機(jī)進(jìn)水的主要現(xiàn)象及原因

        1.1 汽輪機(jī)進(jìn)水現(xiàn)象

        (1)高中壓缸上下缸溫差明顯增大,或增大趨勢(shì)加快,正常情況下高中壓缸上下缸溫差都應(yīng)該在42℃以?xún)?nèi),或差值的變化在5℃/MIN以?xún)?nèi),如超過(guò)上述溫度,則說(shuō)明汽輪機(jī)存在進(jìn)水危險(xiǎn)。

        (2)主再熱蒸汽溫度10分鐘下降50℃以上。

        (3)汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)異常,如脹差,軸向位移,推力瓦溫度等異常變化,汽缸結(jié)合面等位置有蒸汽冒出。

        (4)停機(jī)盤(pán)車(chē)狀態(tài)下盤(pán)車(chē)電流增大、大幅擺動(dòng)或盤(pán)車(chē)跳閘,或引起碰磨則在盤(pán)車(chē)狀態(tài)下可以聽(tīng)到金屬摩擦聲。

        1.2 汽輪機(jī)進(jìn)水原因

        (1)鍋爐主、再熱蒸汽溫度控制不當(dāng)或主蒸汽流量突變,使蒸汽過(guò)熱度降低,接近或達(dá)到飽和溫度,導(dǎo)致管道內(nèi)有凝結(jié)水。

        (2)汽輪機(jī)高低加、除氧器、凝汽器,且保護(hù)裝置失靈,從抽汽管道返回汽輪機(jī)造成水沖擊,或凝汽器滿(mǎn)水至汽缸。

        (3)啟動(dòng)時(shí),軸封供汽或會(huì)熱抽汽管道疏水不暢或未能充分暖管,積水進(jìn)入汽缸;或熱態(tài)啟動(dòng)先抽真空后送軸封;停機(jī)時(shí),切換備用軸封汽源,處理不當(dāng)使軸封供汽帶水。

        (4)滑參數(shù)停機(jī)后,悶缸措施錯(cuò)誤,造成汽缸積水或汽缸進(jìn)冷氣?;蛲C(jī)后由于閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)積水被蒸汽帶入汽輪機(jī)內(nèi)。

        (5)高排減溫水在高旁關(guān)閉后未關(guān)或閥門(mén)泄漏,或再熱器進(jìn)水,通過(guò)冷再進(jìn)入汽缸。

        2 需實(shí)現(xiàn)的功能

        針對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)水的現(xiàn)象及原因,可以看出汽輪機(jī)進(jìn)水可以監(jiān)控,并實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能,同時(shí)重要參數(shù)異常還可以自動(dòng)動(dòng)作,以保證汽輪機(jī)安全,汽輪機(jī)監(jiān)控報(bào)警應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能:

        (1)設(shè)置汽輪機(jī)防進(jìn)水監(jiān)控畫(huà)面,便于運(yùn)行人員監(jiān)控與操作。

        (2)設(shè)分級(jí)設(shè)置報(bào)警,信號(hào)應(yīng)準(zhǔn)確可靠,防止誤報(bào)。

        (3)當(dāng)參數(shù)異常直接危及機(jī)組安全時(shí),能自動(dòng)動(dòng)作切斷冷水、冷氣,確保汽輪機(jī)安全。

        3 實(shí)施方案

        根據(jù)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)水原因分析,對(duì)汽輪機(jī)防進(jìn)水監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行了一下優(yōu)化改進(jìn):

        (1)為對(duì)汽輪機(jī)汽輪機(jī)進(jìn)水主參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視,增加汽輪機(jī)防進(jìn)水重點(diǎn)參數(shù)監(jiān)控畫(huà)面。利用直觀的柱狀圖、流程圖、數(shù)據(jù)列表分類(lèi)對(duì)以下重點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視:汽輪機(jī)運(yùn)行或啟停過(guò)程中盤(pán)車(chē)的運(yùn)行情況和電流、汽輪機(jī)高中壓缸上下缸溫差、汽輪機(jī)停運(yùn)后重要閥門(mén)的狀態(tài)、凝汽器水位、高排疏水罐水位、抽汽管溫度及抽汽管溫差。通過(guò)該畫(huà)面還能對(duì)汽輪機(jī)防進(jìn)水的重要閥門(mén)進(jìn)行直接操作,包括:高旁、高旁減溫水、高排疏水罐放水門(mén)、汽泵中抽電動(dòng)門(mén)、各汽機(jī)本體疏水門(mén)。

        (2)為將報(bào)警級(jí)別分為三級(jí),一級(jí):聲光報(bào)警且報(bào)警不能復(fù)位;二級(jí):聲光報(bào)警;三級(jí):字體變色報(bào)警。

        (3)增加汽輪機(jī)進(jìn)水報(bào)警專(zhuān)用光字牌,主要報(bào)警參數(shù)如下:1)一級(jí)報(bào)警觸發(fā)聲、光同時(shí)報(bào)警,運(yùn)行人員不能復(fù)位,需熱工人員復(fù)位后報(bào)警方可消失,一級(jí)報(bào)警有:盤(pán)車(chē)異常,汽輪機(jī)缸溫異常。2)二級(jí)報(bào)警觸發(fā)聲、光同時(shí)報(bào)警,運(yùn)行人員可以復(fù)位不再聲光警報(bào),無(wú)需熱工人員復(fù)位。二級(jí)報(bào)警有:主蒸汽溫度異常;抽汽管溫度超過(guò)異常;停機(jī)后高排壓力5S內(nèi)上升0.1Mpa;高排溫度、調(diào)節(jié)級(jí)溫度5S內(nèi)突降3℃;容器水位異常;重要操作異常,如缸溫高于100℃,軸封壓力低時(shí)啟動(dòng)真空泵觸發(fā)第二級(jí)報(bào)警。3)三級(jí)報(bào)警觸發(fā)參數(shù)顯示變黃色或紅色,并發(fā)光報(bào)警。三級(jí)報(bào)警有:高加、低加、除氧器、凝汽器水位高一值、低一值時(shí)觸發(fā)報(bào)警。同時(shí)相應(yīng)參數(shù)顯示值或柱狀圖顯示紅色。

        (4)為避免人員操作不及時(shí),設(shè)置了自保護(hù)功能,通過(guò)參數(shù)判斷異常,邏輯自動(dòng)動(dòng)作。1)增加高排減溫水聯(lián)鎖邏輯:當(dāng)#1、2、3、4機(jī)高旁后溫度低于250℃時(shí)發(fā)出第二級(jí)報(bào)警,聯(lián)鎖關(guān)閉高旁減溫水電動(dòng)門(mén),并閉鎖開(kāi)啟減溫水電動(dòng)門(mén)。2)自動(dòng)開(kāi)疏水邏輯:當(dāng)汽輪機(jī)抽汽管道上下壁溫差過(guò)大、加熱器解列等情況發(fā)生時(shí),抽汽管道疏水門(mén)均自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)行疏水;當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低至低于10%聯(lián)開(kāi)啟高壓缸疏水閥,低于20%聯(lián)開(kāi)啟中壓缸疏水閥。同時(shí)為提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性,更換了抽汽、本體疏水的部分電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),大幅提高了自動(dòng)動(dòng)作的可靠性。

        (5)提高測(cè)量信號(hào)和報(bào)警的可靠性。1)對(duì)高加水位測(cè)量裝置進(jìn)行改造。原來(lái)采用單室平衡容器和差壓變送器測(cè)量高加水位,但平衡容器參比水柱因建立延遲和取樣管較長(zhǎng)等原因?qū)е聹y(cè)量不準(zhǔn),機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中需排污并建立參比水柱后才能使水位測(cè)量準(zhǔn)確,不能機(jī)組啟停過(guò)程中全程投入以監(jiān)控水位。改造取消了平衡容器,直接從高加的汽、水側(cè)取樣,并縮短取樣管長(zhǎng)度,減少中間環(huán)節(jié),在啟動(dòng)過(guò)程中不需要建立參比水柱而直接投入,大幅提高了測(cè)量的可靠性。2)對(duì)除氧器水位測(cè)量裝置改造。除氧器水位原采用差壓液位計(jì),因參比水柱滯后在開(kāi)停機(jī)過(guò)程中經(jīng)常導(dǎo)致水位失去監(jiān)視,在除氧器上安裝一臺(tái)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì),并結(jié)合原差壓水位計(jì),在任何工況下都能準(zhǔn)確測(cè)量除氧器水位,大幅提高除氧器水位測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。3)盤(pán)車(chē)電流變化速率報(bào)警中,引入盤(pán)車(chē)啟動(dòng)指令信號(hào)對(duì)報(bào)警進(jìn)行屏蔽,避免啟動(dòng)電流的影響產(chǎn)生信號(hào)誤報(bào)。4)為避免溫度信號(hào)誤報(bào)警,所有溫度信號(hào)均經(jīng)過(guò)壞質(zhì)量判斷邏輯處理,當(dāng)測(cè)點(diǎn)故障、接線(xiàn)松動(dòng)、信號(hào)干擾造成測(cè)量值異常時(shí)自動(dòng)屏蔽防進(jìn)水報(bào)警輸出。

        4 實(shí)施情況

        2016年在某電廠(chǎng)4臺(tái)機(jī)組上實(shí)施,實(shí)施后報(bào)警可靠,及時(shí)反映了汽輪機(jī)進(jìn)水的相關(guān)異常,取得了良好的效果。

        5 結(jié)語(yǔ)

        汽輪機(jī)通過(guò)設(shè)置防進(jìn)水監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng),并完善報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行中的一些問(wèn)題,提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,能及時(shí)、可靠的提醒運(yùn)行人員處理異常,確保了汽輪機(jī)安全穩(wěn)定正常。

        參考文獻(xiàn):

        [1]朱小令,危師讓?zhuān)瑒?DLT834-2003_火力發(fā)電廠(chǎng)汽輪機(jī)防進(jìn)水和冷蒸汽導(dǎo)則,DLT834-2003.

        [2]戴光仕.汽輪機(jī)進(jìn)水事故的危害及預(yù)防.云南電力技術(shù),2017,8(35):4-5.

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