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所在位置:工控博客苑 -- 吴先生工控博客 -- 660 MW机组防止汽轮机进水系统的改进

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吴先生

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660 MW机组防止汽轮机进水系统的改进

   作者:吴其    发布时间:2007年5月12日  

    660 MW机组防止汽轮机进水系统的改进
   
   
   
    (1.河北省电力试验研究所,河北 石家庄 050021;
    2.邯峰发电厂,河北 邯郸 056400)
   
   
   
   
    1 问题的提出
      某电厂安装有2台660 MW进口燃煤机组。锅炉为美国F·W公司生产,汽轮发电机组为德国SIEMENS公司制造,热工控制系统采用的是SIEMENS公司的TELEPERM-XP系统。
      2台机组在2002~2003年的小修和中修中,相继发生了机组停运后主蒸汽管道积水现象,特别是#1机组在2002年2月小修和2003年1月中修停机后,主蒸汽管道积水均造成汽轮机进水,出现高压缸上下缸温差增大,盘车停止的现象。
    2 原因分析
    2.1 事件过程简述
      鉴于2台机组发生主蒸汽管道积水的现象完全相同,所以,仅以#1机组2003年1月这一次为例,根据事后从T-XP历史数据中收集到的有关数据进行描述,见图1~图3。
    2003-01-29T12-40,#1机组按计划滑参数停机进入中修,停机时主蒸汽压力(过热器出口处,以下相同)为8.23 MPa,主蒸汽温度为460℃
   
   

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    2003-01-30T06-50,主蒸汽压力降至2.948MPa,汽机房主蒸汽管道水平段上、疏水井前约1.5m处的主蒸汽温度测点CT007为332.25℃,温降速率开始加快(积水高度接近此测点),到2003-01-30T07-21,温度降至274.2℃。至此,温降速率进一步加快,4 min温度降至238.2℃,积水淹没此测点,达到此时主蒸汽压力下的饱和温度,而后,温降速率非常平缓。
      2003-01-30T10-53,高压主汽门前立管上、低于高压主汽门约2.5 m处的温度测点CT008A为283.4℃,到2003-01-30T10-56,3 min急剧下降至225.6℃(积水高度已达到此测点高度,淹没了此测点),之后,温降非常平缓。
      2003-01-30T11-11,汽封母管压力为-0.29kPa,汽封母管上的3个温度测点CT011A为206.25℃,CT002A为216.72℃,CT012A为193.7℃。2003-01-30T11-13高压调节阀后(高压缸前端)温度测点CT006A为338.31℃,汽封母管压力上升至0.42kPa,高压缸开始进水。此后,高压缸上下缸温差开始增大,汽机盘车转速下降直至停止。2003-01-30T11-15,CT006A为333.0℃,此时,汽封母管压力达到最高值1.096 kPa。2003-01-30T11-19,CT006A降至最低点162.87℃,汽封母管压力为0.775 kPa。2003-01-30T11-30,汽封母管温度CT011A为201.96℃,CT002A为212.94℃,CT012A为193.32℃。汽封母管靠近门杆泄汽接口的管段温度开始下降,汽封母管压力降至0.179 kPa。2003-01-30T11-54,CT011A为165.6℃,CT002A为185.16℃,CT012A为185.34℃。汽封母管全管段温度开始下降。2003-01-30T12-11,运行人员强行打开2根主蒸汽管道上的疏水阀,并保持全开,此时主蒸汽压力为2.406MPa。2003-01-30T12-12,CT011A为165.6℃,CT002A为185.16℃,CT012A为185.34℃。汽封母管温度下降开始平缓。2003-01-30T12-21,高压缸上下缸温差达到最大值194.19℃。2003-01-30T12-32,主蒸汽压力下降为2.094 MPa。2003-01-30T14-00,主蒸汽压力下降为1.294 MPa。2003-01-30T15-00,主蒸汽压力为0.98 MPa。2003-01-30T16-00,主蒸汽压力为0.788 MPa。
    2.2 汽缸进水原因分析
      由上述可知,机组滑参数停机后约18 h,主蒸汽管道最低点(汽机房水平段,标高约7.5 m)已积水半管,说明仅靠主蒸汽管道上的疏水器是不能满足机组停机时疏水要求的。随着积水的增多,主蒸汽管道中的水位逐渐升高,约4 h后,积水已达到距离汽机高压主汽门(标高约17.0 m)约2.5 m处。此时,汽机房内所有与主蒸汽管道连通的管道已全部被水淹没(包括高压旁路阀)。又过了大约15 min,积水淹没了高压主汽门。主汽门本身是严密不漏的,不会造成汽轮机进水,但积水会沿着门杆泄汽漏出,特别是当门杆受到急剧冷却时,密封间隙会增大,泄水量将随之增大。从门杆泄汽漏出来的约225.6℃的饱和水,沿门杆泄汽管道流入位于高压缸下方的汽封母管中。由于这种门杆泄汽系统的设计,每次机组停机后,虽然汽封供汽汽源已被隔断,但仍然会有从门杆泄汽而来的大量蒸汽进入汽封母管,使得汽轮机汽封不断地大量向外冒汽。为了避免汽轮机润滑油系统进水,运行人员不得不在机组停运后保持汽封轴抽风机长期运行,使汽封母管内的压力维持在微负压状态。
      高温的饱和水进入低压的汽封母管后,迅速蒸发,使得汽封母管压力升高,将原本就因管道直径不大、疏水能力不强的门杆泄汽管道中的水反顶,通过与高压主汽门门杆泄汽管道连通的高压调节阀门杆泄汽管道,把水挤进高压调节阀。为了保证高压调节阀的正常开启,在高压调节阀阀芯上开有平衡孔,直通汽轮机高压缸内部。进入高压调节阀的水,沿平衡孔进入高压缸,导致汽轮机进水。由于高压缸内部温度远远
   
   
 
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