鐘永康

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建 晉江 362251）

1 背景

福建晉江天然氣發(fā)電有限公司采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，每一套機(jī)組由1 臺S109FA 型燃?xì)廨啓C(jī)（美國通用電氣公司（GE）生產(chǎn)）、1 臺D10 型蒸汽輪機(jī)（汽輪機(jī)型號為#158，汽輪機(jī)高中壓合缸，通流部分反向布置。低壓缸為雙流程向下排汽型式）、1 臺390H 型發(fā)電機(jī)和1 臺NG-109FA-R 型余熱鍋爐組成。該機(jī)組具有啟停速度快、調(diào)峰能力強(qiáng)的特點(diǎn)，被電網(wǎng)用做調(diào)峰機(jī)組，采用早起晚停的兩班制運(yùn)行方式。近年來，#1 ～#4 機(jī)停機(jī)后汽機(jī)高中壓缸溫差均有超過50℃工況，發(fā)電部根據(jù)缸溫差大情況也進(jìn)行了各種運(yùn)行方式調(diào)整及試驗(yàn)，檢修也對汽機(jī)缸體保溫棉進(jìn)行了檢查、修復(fù)及安裝技術(shù)改進(jìn)取得了很大的成效。本文主要從機(jī)組停運(yùn)后汽機(jī)缸溫差大的預(yù)防、處理以及保溫棉修復(fù)前后參數(shù)進(jìn)行對比分析。

2 存在問題

（1）3 月21 日對#1 機(jī)組保溫棉進(jìn)行修復(fù)，從修復(fù)前后觀察中壓進(jìn)汽缸溫差由處理前的最高58℃下降至28℃，達(dá)到了預(yù)期效果；但高壓排汽缸溫差由處理前最高35℃上漲至60℃；5 月3日重新復(fù)查保溫棉，對比停運(yùn)6h 高壓排汽缸溫差影響效果不明顯。如表1。

表1 1-5#1 機(jī)組汽缸溫差

（2）2 月底對#2 機(jī)組保溫棉進(jìn)行修復(fù)（2 月～3 月D 修對汽缸保溫棉進(jìn)行修復(fù)，4 月2 日對高中缸保溫棉復(fù)查），從修復(fù)前后觀察中壓排汽缸溫差由處理前的最高63℃變成66℃，未達(dá)到預(yù)期效果，但停機(jī)后最大缸溫差的時(shí)間由15h →25h。

表2 #2 機(jī)組汽缸溫差

（3）4 月21 日對#3 機(jī)組保溫棉修復(fù)（更換新保溫棉），從更換前后對比高壓排汽缸、中壓排汽缸停機(jī)溫差，由處理前停運(yùn)6h 缸溫差36℃（最高值由56℃下降至49℃）下降至20℃，中壓排汽缸由停運(yùn)7h36℃下降至28℃，均取得一定效果。

3 機(jī)組停機(jī)缸溫差大原因分析

（1）我廠汽輪機(jī)為無抽汽、無本體疏水式汽輪機(jī)，停機(jī)后汽輪機(jī)內(nèi)剩余的蒸汽上升，凝結(jié)水下流使下缸受熱條件發(fā)生變化，造成上下缸溫差。

（2）在周圍空間，運(yùn)轉(zhuǎn)層11m 平臺以上的空氣溫度高于其下的溫度，氣流從下向上流動，造成上下缸冷卻條件不同，使上缸的溫度高于下缸。

表3 1 月～5 月#3 機(jī)組缸溫差

（3）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對流，且低速盤車無法充分?jǐn)_動氣流，溫度高的空氣聚集于汽缸上方而下汽缸內(nèi)的空氣溫度低，從面使上下缸的冷卻條件不同。

（4）由于汽機(jī)下缸保溫效果不如上缸，汽缸為水平放置，在機(jī)組運(yùn)行過程中振動影響以及保溫棉自身重力作用下，會導(dǎo)致汽機(jī)下缸保溫棉的貼合度不如上缸，下缸容易受冷。

（5）停機(jī)后高、中壓通風(fēng)閥未關(guān)閉或存在內(nèi)漏情況、中壓通風(fēng)閥旁路處于開啟狀態(tài)，導(dǎo)致汽缸進(jìn)冷氣，造成汽機(jī)缸溫差大。

（6）各汽缸進(jìn)汽閥后疏水停機(jī)后均處于打開狀態(tài)，停機(jī)后有冷汽冷水從管道返回汽缸，使下缸溫度下降。

（7）軸封冷卻器故障，軸加滿水倒灌至汽機(jī)。

（8）停機(jī)后熱井水位太高，連接在本擴(kuò)、管擴(kuò)上的各疏水管道內(nèi)存有積水。

（9）缸體測點(diǎn)溫度異常。

4 預(yù)防措施及處理

（1）熱控定期檢查校驗(yàn)熱電偶測量是否正確。

（2）停機(jī)后核對熱井水位是否正常，本擴(kuò)溫度是否正常，檢查連接在本擴(kuò)上的各疏水管道內(nèi)是否有積水。檢查高、中壓通風(fēng)閥是否關(guān)閉且關(guān)閉到位。

（3）環(huán)境溫度缸溫差影響較大，應(yīng)減少廠房內(nèi)對流通風(fēng)。冬天關(guān)閉廠房所有門窗和汽機(jī)罩殼的艙門，保持#1（發(fā)電機(jī)頂上）、#6（透平間頂）屋頂風(fēng)機(jī)運(yùn)行（為預(yù)防危險(xiǎn)氣體泄漏必須開啟此兩臺風(fēng)機(jī)），保證廠房內(nèi)不能形成空氣流通。

（4）對高、中壓進(jìn)汽側(cè)缸出現(xiàn)溫差大于40℃時(shí)采取臨時(shí)措施：在停機(jī)后，關(guān)閉CV 閥、再熱主汽閥后疏水，但是為防止剩余在汽輪機(jī)的蒸汽凝結(jié)成水集聚在管道內(nèi)，建議間歇性開啟進(jìn)行疏水，如果不間歇開啟疏水反而會使缸溫差繼續(xù)增大。

（5）對于高、中壓排汽側(cè)出現(xiàn)缸溫差大于40℃時(shí)采取臨時(shí)措施：停機(jī)后，關(guān)閉低壓主汽閥后疏水閥，防止冷空氣倒流至汽機(jī)，同時(shí)需間歇性開啟防止冷凝水聚集。

（6）機(jī)組啟動前出現(xiàn)排汽缸溫差大時(shí)，提前送軸封1h，盤車狀態(tài)下觀察缸溫差下降情況，當(dāng)溫差下降至小于50℃，啟動程序按規(guī)程規(guī)定執(zhí)行，同時(shí)在清吹模式下停留觀察機(jī)組振動與聲音，運(yùn)行正常后方可轉(zhuǎn)Auto 模式（此方法對于進(jìn)汽側(cè)缸溫差大不起作用）。

（7）機(jī)組在運(yùn)行期間振動較大，下缸保溫棉會隨著啟動時(shí)間和次數(shù)的增加慢慢脫離下缸體，建議對汽機(jī)高、中缸保溫棉進(jìn)行定期復(fù)查，消除機(jī)組停運(yùn)后缸溫差大帶來的隱患。

5 技術(shù)改進(jìn)

5.1 現(xiàn)有汽機(jī)缸體保溫結(jié)構(gòu)及方式技術(shù)缺陷

（1）現(xiàn)有汽缸保溫最內(nèi)層采用30mm 硅酸鋁針刺毯（容重98kg/m3，然后依次包三層（50mm、100mm、120mm）成型保溫塊，每塊四周均有聯(lián)接掛鉤，塊與塊之間用不銹鋼絲相互聯(lián)接，其中50mm 保溫塊外用耐熱鋼絲網(wǎng)成型，自重很大。

（2）由于機(jī)組調(diào)峰，啟停機(jī)相當(dāng)頻繁，部分成型保溫塊聯(lián)接掛鉤有脫落或變形，使外層保溫塊無法與內(nèi)層保溫塊貼實(shí)。

（3）基建期間因高中壓缸解體消缺及汽機(jī)高中壓缸螺栓斷裂進(jìn)行中心部位的局部螺栓更換工作，又使保溫多次局部拆裝和修復(fù)，缸體保溫狀況惡化。

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，技術(shù)人員召開多次會議，充分論證，最后決定對分批次對四臺機(jī)組進(jìn)行逐步改造現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

5.2 技術(shù)原理及性能指標(biāo)

（1）拆除機(jī)組原有的汽機(jī)高中壓缸保溫，拆下的最外層保溫妥善保管。

（2）取消原有的高中壓缸外抓釘（長400mm），采用M10*290（304）的螺桿直接焊接在缸體預(yù)留的焊接螺栓上，保證保溫釘6個(gè)/m2～8 個(gè)/m2。

（3）更換原有的保溫材料，將保溫材料容重由98kg/m3更換為128kg/m3硅酸鋁針刺毯。

（4）上、下缸內(nèi)層用硅酸鋁針刺毯50mm 三層，每層用不銹鋼鋼絲綁扎，三層后鋪設(shè)耐熱不銹鋼鋼絲網(wǎng)（1.6*20*20）。

（5）上、下缸中層用硅酸鋁針刺毯40mm 三層，每層用不銹鋼鋼絲綁扎，三層后鋪設(shè)耐熱不銹鋼鋼絲網(wǎng)（1.6*20*20）。

（6）上、下缸外層用硅酸鋁針刺毯50mm 一層，外用涂抹兩層復(fù)合硅酸鹽隔熱材料。

5.3 改進(jìn)成果

2018 年7 月份首先在#2 機(jī)組汽機(jī)高中壓缸上實(shí)施保溫改進(jìn)嘗試，由處理前的停運(yùn)缸溫差最高56℃下降至32℃，下降24℃，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。汽缸保溫的改進(jìn)在同類型電廠中屬首創(chuàng)，改造成本低，有力地保障了F 級聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的調(diào)峰、頻繁啟停引起缸溫差大問題。

單臺機(jī)組項(xiàng)目改造投入資金約10 萬元，四臺機(jī)組總共投入約40 萬元，未改造前準(zhǔn)備時(shí)間需增加30min，期間主要增加的成本為循環(huán)水泵、真空泵電耗及啟動鍋爐天然氣消耗量，循環(huán)水泵功率1120KW、真空泵功率110KW、啟動鍋爐天然氣每小時(shí)消耗2700NM3/h、年均啟動約150 次、天然氣價(jià)格3.2NM3/元、電費(fèi)0.5953 元/千瓦時(shí)，節(jié)能收益36 萬元，計(jì)算過程：

電耗節(jié)約費(fèi)用：（1120+110）*0.5*150*0.5953=5.5 萬元。

節(jié)約天然氣費(fèi)用：2700*0.5*3*150=60.75 萬元。

60.75+5.5-40=26.25 萬元。

晉江氣電改造機(jī)組汽機(jī)上下缸溫差均達(dá)到了預(yù)期的效果，證明項(xiàng)目的改造是成熟且可靠，汽機(jī)高中壓缸保溫改進(jìn)技術(shù)研究及改造適用于日啟夜停的調(diào)峰機(jī)組，在F 級聯(lián)合循環(huán)機(jī)組具有一定的推廣意義。