600MW汽輪機組真空系統異常分析及治理

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tags: 汽輪機    時間:2014-03-11 13:57:31
600MW汽輪機組真空系統異常分析及治理簡介
    摘要:本文分析了600MW汽輪機在試運時,針對真空系統出現的真空泵排氣受阻、凝汽器進空氣、小汽機軸封漏空氣、真空泵入口濾網堵塞、凝汽器水位過高、機械密封……
600MW汽輪機組真空系統異常分析及治理正文
    摘要:本文分析了600MW汽輪機在試運時,針對真空系統出現的真空泵排氣受阻、凝汽器進空氣、小汽機軸封漏空氣、真空泵入口濾網堵塞、凝汽器水位過高、機械密封水回水帶空氣等問題,對機組的影響進行比較分析,有效解決了出現的問題,真空系統運行正常,提高了機組的經濟性和安全性,對於其它汽輪機具有一定的參考價值。
關鍵詞:汽輪機 真空 排氣受阻 軸封壓力 入口濾網 凝汽器水位
    初終參數直接影響汽輪機效率,而初參數受金屬材料的限制,決定於設計條件,一般運行中可保持在規定的範圍內;終參數受到運行條件影響比較多,一般達到設計值的有一定的困難,並且終參數對汽輪機的安全性和經濟性影響非常大。國華公司所屬的廣東國華粵電台山發電有限公司(簡稱台山發電公司)#1、#2機組和河北國華定洲發電有限公司(簡稱定洲發電公司)#1機組都為上海汽輪機有限公司製造的汽輪機為四缸四排汽中間再熱凝汽式汽輪機,型號N600-16.7/538/538型,高中壓分缸,低壓採用雙流程結構。
台山發電公司#1、2機組分別於2003年12月9日和2004年4月9日機組168小時試運完移交試生產。設計三台50%容量的真空泵,型號NASH TC-11,錐體開口,雙吸真空泵,兩台運行,一台備用;主汽輪機和小汽輪機共用一套軸封系統,小汽輪機排汽直接排入主汽輪機凝汽器。
定洲發電公司#1機組於2004年4月26日機組168小時試運完移交試生產。凝汽器為上海動力設備有限公司製造,型式為雙背壓、雙殼體、對分流程、表面式,冷卻面積38000m2,不鏽鋼管,凝汽器水位正常760±70mm,900mm高報警,500mm低報警。設計三台50%容量的真空泵,西門子公司生產,型號2BW4 353-OMK4,卧式水環式機械真空泵,兩台運行,一台備用。
針對機組試運時真空系統和設備出現的問題,從調試、設計、運行等方面進行分析,解決了真空系統存在的問題,提高了機組的經濟性和安全性。
    1 台山發電公司#1機組真空泵排氣受阻的問題分析和處理
    1.1 試運經過2003年9月19日,按照調試進度安排,進行了真空泵系統調試。9:20分別啟動#1機#1、#2、#3真空泵。三台真空泵電流均為218A左右,嚴重超過正常運行值173A,泵工作腔室水溫正常,大量氣體從分離器空氣流量計頂部排出,並且有尖叫聲;到汽機房頂分離器總排放管檢查,氣體量較少且溫度較高。泵體上部至泵兩端密封冷卻水管和泵工作腔室溫度隨時間延長溫度有升高現象,盤根處無滴水;拆除分離器排汽碟閥,分離器有大量氣體排出,泵體上部至泵兩端密封冷卻水管和泵工作腔室溫度溫度下降,說明分離器內部壓力較高。
    1.2 原因分析
現場試驗分析看,認為三台分離器出口空氣管道設計匯總到一根主空氣管線排至汽機房頂部,主空氣管線存在水平段,並且水平段沒有坡度,使排氣中攜帶的蒸汽凝結成水后聚集不能及時返回分離器。由於真空泵排氣受阻不利於分離器內部氣體的及時、充分排出,造成分離器內部壓力升高,真空泵效率降低。
    1.3 採取措施
抽真空系統分離器排空管匯總後引至汽機廠房管道,水平段相距5米加裝兩個疏水點,疏水管Ф57×3mm,及時排出疏水,消除水栓,避免排氣受阻,改進后真空泵運行正常。
    2 台山發電公司#1機組真空低保護動作跳機分析
    2.1 事情經過
2003年10月24日機組負荷120WM,電動給水泵運行,#1、#3真空泵運行,低加、高加投入運行,#5磨煤機運行,1:06發現高壓缸上下缸溫差有上長趨勢,280/317℃,Δt為37℃;1:37機組升負荷至120WM;1:41高壓缸上下缸溫差為274.5/317.1℃,Δt為42.6℃;由於高加沖洗疏水直接排至凝汽器,經現場調試分析認為高加運行使得高壓缸下缸通流量增大是影響高壓缸上下缸溫差增大的主要原因。1:50開始逐漸關閉#1、2、3高加進汽門,退出高加運行。2:05發現凝汽器真空下降,真空至85kPa運行人員手動開啟#2真空泵不成功,真空繼續下降,2:10真空至79.6kPa,低真空保護動作停機。
    2.2 原因分析
(1)經現場檢查,發現高加退出運行后,雖然#3高加正常疏水到除氧器電動門、調整門關閉,但其後手動門處於開啟狀態,存在內漏現象,當#3高加內部壓力為零時,此時除氧器壓力為零,其排氧門在開啟的狀態下,大氣經#3高加正常疏水進入凝汽器,造成凝汽器真空破壞,引起保護動作停機。
(2)當真空降到85kPa時#2真空泵未聯啟,手啟也未成功,是造成真空低停機的又一重要原因。
(3)除氧器壓力在機組啟動中輔助蒸汽控制不當,低於大氣壓力,也是造成真空低停機的又一重要原因。
    2.3 防範措施
(1)真空低聯啟備用泵的壓力測點分別取自運行的兩台真空泵入口真空變送器,當兩台真空泵入口真空都低於85kPa時才聯啟第三台真空泵,定值整定偏低,對其定值適當提高至87kPa。
(2)手動啟動真空泵不成功的原因為保護整定值與啟動電流太接近,經過計算后對整定值進行調整,防止啟動后跳閘。
(3)對#3高加正常疏水電動門進行處理,保證其嚴密性;高加退出方式為退出高加前先將#3高加疏水導到危急疏水,然後關閉#3高加正常疏水調整門後手動門。並且機組啟動中控制除氧器輔助蒸汽,來保持除氧器壓力大於大氣壓力。
    3 台山發電公司#1機組真空低原因分析及處理
    3.1 事情經過
2003年10月26、27日在啟動兩台小汽輪機時發現,#1、#2小汽輪機提高真空速度較慢,#1小汽輪機真空可維持在92kPa左右,#2小汽輪機真空可維持在89kPa左右,而且正常運行後主汽輪機真空由92.5kPa降至91.5kPa左右,27日對整個真空系統進行了較為全面的檢查,發現兩台小汽輪機時軸封供汽表一直顯示負壓狀態(-0.005kPa),並對此進行了系列試驗。
(1)#1小汽輪機軸封調整:10月27日4:48逐漸將#1小汽輪機軸封回汽門全關,主汽輪機凝汽器真空由91.5kPa升到92.1kPa;4:51逐漸將#1小汽輪機軸封回汽門全開,主汽輪機凝汽器真空由92.1kPa降至91.5kPa。#2小汽輪機軸封調整出現同樣的情況。
(2)主汽輪機軸封調整:10月27日5:50提高主汽輪機高壓軸封壓力由90.5kPa升至112kPa,低壓軸封壓力由60.5kPa至70.8kPa,主汽輪機凝汽器真空升到92.50kPa。
    3.2 原因分析
經現場查找和試驗分析看,兩台小汽輪機軸封封不住漏空氣和主汽輪機軸封壓力整定值偏低是影響主汽輪機凝汽器真空的主要原因,經查廠家資料,確認小汽輪機軸封供汽管道上裝有Ф5mm的節流孔板,造成兩台小汽輪機軸封供汽壓力不足。
    3.3 防範措施
(1)對兩台小汽輪機軸封供汽管道上的節流孔板拆除,以提高軸封供汽壓力和流量。
(2)由於兩台小汽輪機軸封汽源取自主汽輪機低壓軸封母管,應當考慮主汽輪機低壓軸封供汽量問題,防止主汽輪機低壓軸封供汽量不足。
(3)保持主汽輪機高壓軸封壓力為90-120kPa,低壓軸封壓力70-73kPa,可以滿足主汽輪機高壓和低壓軸封密封的需要。
    4 定洲發電公司#1機組真空泵入口濾網堵塞真空下降原因分析    4.1 真空下降原因
2004年1月16日10:15-11:30鍋爐點火升溫升壓中,凝汽器真空由80.2kPa緩慢下降到30kPa,而真空泵入口真空82kPa升到95kPa,被迫鍋爐滅火,檢查軸封壓力、循環水流量正常,經過分析檢查真空泵入口濾網可能有問題,解體發現濾網被鐵鏽、污泥堵塞。主要原因是正式濾網為8mm孔徑,臨時濾網為80目過密,並且抽空氣管道安裝后沒有吹掃和濾網清理不及時造成堵塞。
    4.2 採取措施
採取的措施機組試運按期逐個清理濾網,將臨時濾網由80目改為40目。
    5 定洲發電公司#1機組凝汽器水位高真空下降原因分析    5.1 凝汽器水位高的原因
2004年1月17日機組負荷60MW,暖機準備進行超速試驗,1:40-1:58之間,凝汽器真空88kPa下降到60kPa、排汽溫度71.6℃升到109.9℃,熱水井水位750升到1070mm,#1真空泵電流213-550A之間擺動,#2真空泵電流在215-489A之間擺動。由於對凝汽器水位監視不到,說明凝汽器水位過高達到1070mm,超過正常水位較高,造成抽空氣管道夾帶水份,影響凝汽器換熱,造成真空下降,真空泵運行不穩定。
    5.2 採取對策
加強對凝汽器水位的監視,儘快對凝汽器自動調節水位調試投入運行。
    6 台山發電公司#2機組真空變化對軸振動的影響#2機組在2004年2月17日8:58機組啟動達到3000r/min,進行電氣試驗。13:08汽輪機3000r/min,主汽壓力4.35MPa,主汽溫度345℃,再熱溫度335.5℃,真空93.62kPa,旁路系統停止狀態,通過調整軸封壓力,使真空由93.62kPa升到95kPa時,出現兩個低壓缸前後4個軸瓦#6、7、8、9軸振動由54、25、49、31μm緩慢升至112、10、110、109μm,並且繼續上升。
根據當時機組的運行工況分析,僅有真空變化,立即將真空調整到原來的數值,振動不再升高,並且逐漸恢復到原來的數值。經過分析認為主要是汽輪機維持3000r/min空負荷暖機時主汽流量僅有80t/h,因暖機時真空過高,進入四個低壓缸進汽流量過小,平均僅有20t/h,發生汽流擾動或迴流,末級葉片發生振動突變的現象。為此機組以後調試時控制真空不超過90kPa,防止汽輪機軸承振動突增。
    7 台山發電公司#2機組真空低的分析和治理    7.1 真空偏低過程
2004年3月29日機組啟動中負荷300MW暖機時,發現真空與正常值比較偏低,僅有92kPa,為此進行詳細分析和檢查,真空泵運行正常,循環水系統運行正常,1:40啟動#3真空泵真空升至93.72kPa,1:44啟動#1真空泵,真空升至94.33kPa,仍然偏低。
    7.2 真空偏低處理
經過分析#1小汽機當時已抽真空,處於盤車狀態,但是小汽機真空比主機低的較多,經過現場檢查發現低壓供汽主汽門法蘭漏泄向內漏空氣,通過不嚴的主汽門和低壓調速汽門進入汽缸內,流入凝汽器,造成真空下降。經過處理漏泄消除,3:00真空升至97.01kPa,達到了預期的數值。
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