660MW超超临界满负荷时小机凝汽器液位高解决方法探讨

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　　摘  要：近期，托电10号机在机组满负荷660MW运行时，给水泵汽轮机凝汽器液位一直上涨，且无法控制，威胁机组安全运行，机组被迫降负荷运行。根据这一特殊情况，在保证机组安全运行和不进行停机检修的情况下，通过原因分析和解决方法探讨实施，解决机组满负荷时给水泵汽轮机凝汽器液位高的问题，保证机组安全、经济、稳定运行。
　　关键词：满负荷;小机凝汽器液位;凝结水;汽温;改造
　　中图分类号：TM621        文献标志码：A        文章编号：2095-2945（2019）29-0137-02
　　Abstract： Recently， during the full load 660MW operation of Tuodian No.10 unit， the condenser liquid level of feedwater pump steam turbine has been rising and can not be controlled， which threatens the safe operation of the unit， and the unit is forced to land the load operation. According to this special case， under the condition of ensuring the safe operation of the unit and without downtime and maintenance， the problem of high liquid level of condenser of feedwater pump steam turbine at full load is solved through cause analysis and solution， so as to ensure the safe， economic and stable operation of the unit.
　　Keywords： full load; liquid level of small machine condenser; condensed water; steam temperature; modification
　　引言
　　凝汽設备对于整个凝汽式汽轮机装置来说是非常重要的组成部分，它的实际运行情况对整个装置的热经济性和运行可靠性都具有非常重要的影响。尤其是对于液位来说，是一个非常重要的性能参数，一旦凝汽器的液位发生偏高的现象就会造成汽轮机跳闸，情况严重的话甚至还会导致真空系统无法正常的进行运转。此外，凝汽器的液位偏低时还会导致凝泵发生跳闸的现象，对整个机组安全运行都产生严重的危害。并且由于凝汽器的液位测量系统始终都处于负压的状态，所以一旦出现问题就很难做出准确的判断，找到问题发生的根源。
　　托电10号机为660MW超超临界空冷发电机组，配备一台100%水冷小机驱动给水泵，近一段时间在机组满负荷时，小机凝汽器液位上涨，无法控制，一旦液位上涨到淹没小机凝汽器冷却铜管，将造成小机真空快速下降，小机跳闸，机组非停的事故，如果进一步事故扩大可能造成小汽轮机进水的危害。结合前一段时间10号机组小机凝汽器液位在机组满负荷时，能够保持在正常液位，再加上对比为同一型号、同一厂家设备参数的9号机组的正常运行，通过参数对比、原因排除、解决方法探讨，保证机组在满负荷时的正常运行。
　　1 设备简介
　　托电10号机组汽轮机为东方汽轮机厂生产制造，型号为NZK660-28/600/620-1型，型式为超超临界、直接空冷凝汽式汽轮机，额定功率为660MW。给水泵汽轮机为东方汽轮机厂生产制造，型号为G30-1.2，型式为单缸、下排汽、凝汽式的湿冷机组，有三路汽源，启动时由辅汽冲转，正常运行为四抽供汽，高压汽源冷再未投运，小机乏汽冷却成凝结水后由两台小机凝泵打到大机排汽装置。小机凝汽器型号N-3200-1，总有效面积3200m2，蒸汽流量108.6t/h，小机凝汽器正常液位400mm-450mm，液位达到800mm时，淹没小机冷却水管。小机凝泵型号SLNC100-315，扬程30m，流量140m3/h。
　　2 原因分析及确认
　　小机凝汽器液位高的原因大致有以下原因：
　　（1）小汽轮机凝汽器补水门开启。（2）铜管泄漏，循环水漏入小机凝汽器。（3）小机凝泵管道有泄漏或小机凝泵出力不足或小机凝泵管道太细或小机凝泵入口滤网堵塞。（4）小机排汽凝结的凝结水量大于小机凝泵排出凝结水量。
　　排除原因：
　　（1）小汽轮机凝汽器补水门开启。通过就地、远方确认小机凝汽器补水电动门关闭，就地也并未有过流声。可以排除这个原因。
　　（2）铜管泄漏，循环水漏入小机凝汽器。通过化验小机凝结水水质合格，可以排除这一原因。
　　（3）a.小机凝泵管道有泄漏。小机凝泵出口流量测点在再循环后，测点后也无放水门，就地也无泄露痕迹，外排门关闭，就地无水流出。通过负荷660MW小机凝汽器液位正常时和液位高时对比，小机凝泵出口流量一致，小机凝器液位正常时可以保证正常运行。和9号机小机的凝泵流量也一致，也同样可以佐证排除这一原因。b.小机凝泵出力不足。通过对小机凝泵检修后试验，单台小机凝泵出力达到设计出力;对小机凝泵进行重新注水，小机凝泵出力同样也是100t/h，仍达不到满负荷时的要求，小机凝器液位同样上涨。c.小机凝泵管带太细。通过对小机凝泵管道的测量以及对比设计图纸对比10号机小机管道，可以排除这一原因。d.小机凝泵入口滤网堵塞。通过对小机凝泵运行的参数分析，以及对小机凝泵入口滤网进行隔离清理，未清理出杂物，重新投入后，小机凝泵出口流量一样，满足不了要求。 　　小机排汽凝结的凝结水量大于小机凝泵排出凝结水量。通过对比660MW参数时，小机凝汽器液位正常时小机蒸汽量110t/h，小机凝汽器液位高排不走时小机蒸汽量最大达118t/h，单台小机凝泵运行时出力100t/h，小机凝泵正常运行方式为一运一备，而且两台凝泵并泵运行出力最大是104t/h，这需要排除小机蒸汽量和凝结水量计算方法不同造成的误差，小机蒸汽量的增加是造成10号机660MW小机凝汽器液位高的可能原因。
　　对原因4进一步分析：
　　小机前后真空、负荷一致，对比小机前后参数：正常时转速小机4630rpm、给水流量1958t/h、主汽流量1925t/h，小机凝汽器液位高时小机转速4680rpm、给水流量2040t/h、主蒸汽流量2004t/h。
　　小机凝器液位高时的大机再热汽温
　　炉左595.5℃（额定623℃）和炉右585.5℃（额定623℃）、机侧593℃（额定620℃）时，汽温最低时，主蒸汽流量达最大的2004t/h，此时的小机供汽流量达最大的118.5t/h。
　　原因确认：
　　（1）10号炉再热器壁温高，采取多种手段均调整无效，只能降低再热汽温。再热进汽温度低造成主蒸汽流量大，随着小机转速增加带来小机的蒸汽流量增加，最终造成小机凝汽器液位高。
　　（2）汽温低造成小机四抽供汽温度低，进一步造成小机供汽流量增大。
　　（3）小机凝泵排出能力下降，两台小机凝泵和单台小机凝泵运行时流量只增加了4t/h，可能是由于管路有堵塞的情况，通过部分开启小机凝泵管路外排门，小机凝结水流量明显增加后，可以进一步确认小机凝结水至排汽装置喷头有堵塞情况。
　　3 解决方案
　　由于机组运行时无法清理小机凝结水至大机排汽装置喷头，通过采取小机凝结水外排管道接至大机排汽装置底部放水门，通过这一管路把多余的凝结水排至大机排汽装置。将小机凝结水外排管接到大机排汽装置放水一、二道門之间，并在新增管道上加一道手动门。正常运行时注意以下事项：
　　（1）机凝汽器液位调门投自动，水位设定至450mm;正常运行中，小机凝汽器水位维持在400～500mm。
　　（2）小机凝结水再循环调门解手动关闭。负荷低于350MW时可能出现小机凝结水流量低导致小机凝结水再循环调门联开，监盘人员注意监视，当负荷高于350MW时及时将小机凝结水再循环调门关闭。
　　（3）除隔离检修的小机凝结水泵入口滤网放水和排空气门外，小机运行中禁止开启小机凝结水系统任何放水及排空气门;需要开启小机凝结水泵出口取样门取样时，应汇报机组长和单元长，取样期间机组长应注意监视小机凝汽器真空，若真空下降立即关闭取样门。
　　（4）在开启隔离检修的小机凝结水泵入口滤网放水和排空气门时，严密监视小机凝汽器真空变化，如发现小机凝汽器真空下降，立即关闭并启动备用小机真空泵。
　　（5）小机运行中必须保持一台小机凝结水泵运行。
　　（6）为控制10号机小机凝汽器液位，对10号机小机凝结水系统进行改造，将小机凝结水外排管接到大机排汽装置放水一二道门之间，并在新增管道上加一道手动门。10号机正常运行时注意以下事项：a.关闭排汽装置底部放水二道手动门，并挂锁。b.保持小机凝结水外排电动门开启、小机凝结水外排电动门后手动门稍开、大机排汽装置底部放水一道门稍开，控制小机凝结水至大机排汽装置底部流量10-15t/h。c.注意监视大、小机真空、大机凝结水水质，若由于新增系统泄漏、水质变差等引起上述参数出现异常变化时，及时关闭小机凝结水外排电动门及排汽装置底部放水一道手动门。d.每班就地巡检新加排水管路系统两次，确认无振动、泄漏、吸气等异常。e.机组带高负荷或带辅汽量较大时，小机凝汽器液位调门开到最大时液位仍可能会出现不断上涨现象，出现上述情况时，可通过下列手段调整，直到小机凝汽器液位达到正常值：降低辅汽供汽量。关闭小机凝结水再循环调门。提高大机真空。降低小机凝汽器循环水供水温度。液位高于600mm时，降低机组负荷。
　　4 结束语
　　凝汽器水位的正常与否直接影响着整个机组的安全运行，所以在机组正常运行工作的过程中，一定要对凝汽器的水位进行实时的监测，一旦出现异常情况时能够准确的进行判断并做出相应的预控措施。在机组不停机的情况下，利用原有的管道，通过对小机凝结水管道的改造，可以满足机组满负荷时控制小机凝器液位在正常范围内的要求，保证机组的正常运行。
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