火力发电厂汽轮机汽缸防进水措施

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　　摘 要：汽轮机作为火力发电厂中最主要的设备之一，其控制系统贯穿于电力生产的始终，其性能的优劣直接影响汽轮机组和电网的安全、经济、稳定运行。文章介绍了汽缸进水现象及常见方式，分析了汽缸进水原因、汽缸进水后的处理措施。
　　关键词：汽轮机；进水；原理；处理
　　中图分类号：TK268 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）03－0052－02
　　
　　汽轮机汽缸进水是危害机组安全稳定运行的重大故障，《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（国电发［2000］589号）中明确要求电力生产企业应制订严格措施予以防范，本文对火电机组汽缸进水案例的分析，可为电厂预防和处理机组类似故障提供参考和帮助。
　　1 汽缸进水现象及常见方式
　　1.1 高旁减温水进入高压缸
　　因高旁减温水阀门关闭不严或隔离阀卡涩，高旁减温水通过高压缸排汽管道逆向流入高压缸，造成机组缸温骤降。
　　如某厂300 MW机组正常停机过程中，检查发现因高旁减温水隔离阀卡涩，停机过程中高旁蒸汽量逐渐减少，由于没有及时调整减温水，超量的高旁减温水却经高缸排汽管道不断逆流进入高压缸，导致缸温剧降80 ℃。
　　1.2 再热器减温水进入中压缸
　　再热器减温水阀门卡涩或关闭不严，减温水经中压进汽管道进入汽缸。
　　某厂200 MW机组正常停机过程中，因炉侧右侧再热蒸汽二级减温水调整门卡涩，来自给水泵的高压减温水随再热蒸汽进入中压缸，导致中压缸下缸温度突降83 ℃。
　　1.3 加热器泄漏，高压疏水经低压疏水管路、低压抽汽管路进入汽缸
　　因某些原因，高、低压加热器汽侧进水会经汽缸抽汽管道返流至汽缸内；或者因高压疏水与低压疏水连接在同一根管道上，高压疏水因压力高会以湿蒸汽方式进入低压疏水管路，经低压抽汽管路逆流进入汽缸，引起汽缸下缸温度快速下降。
　　1.4 凝汽器满水淹没汽缸，轴封减温水通过轴封进入汽缸
　　运行中，因操作控制不当或凝汽器换热管泄漏导致凝汽器满水，以及流量过大的轴封减温水通过轴封进入汽缸。这些情况在电厂机组启、停过程中较易发生。
　　2 汽缸进水原因分析
　　从上述故障中机组进水方式可以看出，汽缸进水的水源主要来自给水和凝结水。由于给水压力很高，一旦形成进水通道，进水量会较大，造成的后果较严重。一般情况下，汽轮机汽缸进水的原因主要有以下方面：
　　2.1 设备状态不良
　　重要阀门长期运行后因腐蚀、杂质进入，出现关闭不严或卡涩情况，过量减温水随蒸汽进入汽缸。汽缸的抽汽电动门不严，湿蒸汽逆流入汽缸中。某些机组中与汽缸相连容器或管道的温度测点不全或故障，无法监测重要管道内部工质的状态，运行人员不能及时发现有低温工质进入缸内。
　　2.2 运行操作不当
　　汽轮机停运、停止抽真空后，若汽轮机系统中的一些疏水门操作失误，缸内疏水排出不畅，也会造成汽缸下缸温度快速下降的情况。
　　2.3 监督检查不力
　　机组停运后，运行人员容易放松警惕，忽略对重要对象的监视。机组停运、启动盘车后，运行人员对汽缸温度及相关设备、运行参数监视不足，加热器水位、凝汽器水位上升及汽缸温度变化大等异常情况没有被及时发现或迅速处理，直到盘车突然跳闸时才被发现，造成了事故的扩大。
　　2.4 运行参数控制不当
　　运行人员经验不足，运行各专业间沟通不够，各系统交叉作业等，容易发生因运行参数控制不当而造成汽缸进水故障。如辅汽联箱汽源切换时偶发蒸汽参数低时，会引起轴封供汽参数降低，运行人员没有及时调整运行方式导致轴封进水；又如在锅炉进行上水、打压试验时，汽轮机侧往往会因没有采取足够的防范措施而引发汽缸进水。
　　3 汽缸进水后的处理措施
　　3.1 常规处理措施
　　发现汽轮机汽缸进水后，一定要按照事先制订的事故处理措施及时处理，避免事故扩大。如果机组在运行期间发生了汽缸进水，应立即破坏凝汽器真空紧急停机。若由于加热器满水或除氧器满水引起汽缸进水，应立即停用加热器及除氧器。停机时要注意观察、记录机组惰走时间，仔细听机内声音。如果发现轴位移超限、惰走时间缩短应及时停机检查。如惰走时间正常，且无其他异常，机组可重新启动，但启动时要充分疏水，冲转前连续盘车时间应≥4 h。
　　3.2 盘车无法启动时的处理措施
　　当缸内动静部件间隙发生很大变化，出现动静接触时，可能会导致盘车无法正常启动。
　　盘车掉闸后无法再次启动时，可能是汽轮机大轴已经弯曲，因碰磨叶顶汽封造成了盘车电机过电流。此时应当记录各轴瓦振动探头间隙电压值，根据间隙电压的变化判断大轴的弯曲程度。盘车无法启动期间，建议顶轴油泵继续运行，便于分析判断大轴的弯曲位置。
　　3.3 维持汽缸上、下缸温差（不增大）的方法
　　维持汽缸上、下缸温度不增大（闷缸）的实质就是切断进入汽缸的冷源，争取维持或减小汽缸上、下缸温差，排除温差对转子弯曲度造成进一步的影响。闷缸操作的基本步骤和要求如下：①破坏真空到0 kPa，关闭汽轮机本体疏水门，进行闷缸；②关闭各段抽汽管的隔离门和疏水阀；③停止轴封供汽，在汽缸轴封或汽缸的漏气处，用保温棉进行封堵，防止进冷气；④油系统、顶轴系统维持运行，减轻瓦面损伤。
　　若采取上述措施后，转子仍无法盘动，说明转子可能发生永久弯曲变形，不可贸然启动机组，应做好揭缸检查的准备。
　　3.4 机组汽缸进水处理
　　本文1.1节中所述的第一个案例，停机10 h后盘车跳闸，无法再次投入。检查发现高旁减温水经高排进入高压缸内，致使汽缸下壁温骤降240 ℃以上。上、下缸温差过大，下缸急剧收缩，1号机组转子与汽缸动静部分抱死。
　　现场处理时，及时切断了进水点，排出缸内积水后，关闭了本体所有疏水阀门进行保温闷缸，并维持润滑油、顶轴油系统运转。采取闷缸措施20 h后，该机组上、下缸温差恢复正常，动静部分基本脱离，从定时手动盘车过渡到电动盘车。就地监听缸内碰磨情况、监测大轴弯曲度变化。经过一段时间连续盘车，转子弯曲度逐渐恢复至正常值，就地监听也无异音。该机组数日后1次启动成功，汽轮机各瓦轴振均达到优良值（＜80 μm），机组整体运行稳定，取得了良好的处理效果。
　　4 汽缸进水的防范措施
　　（1）汽轮机组运行中应加强重要设备、部件的维护，保证重要阀门（如主蒸汽进汽阀、再热蒸汽进汽阀，轴封、抽汽、高排等与汽缸系统连接的阀门及重要减温水阀门）的动作灵活可靠、关闭严密，发现缺陷及时消除。
　　（2）完善缸温和与汽缸相连管道的温度测点，确保指示正确。机组启动、停运过程中不得放松对主要缸温测点、与汽缸相连管道温度测点的监视，以及对高、低压加热器、排汽装置的水位监视，发现问题及时汇报、排查处理。
　　（3）运行人员应加强业务学习，熟练掌握防止汽缸进冷汽的相关技术措施。在停机后缸温低于150 ℃前，要严密监视、定时记录汽缸内缸壁温、大轴弯曲值、盘车电流、汽缸膨胀、胀差等参数，加强对加热器、排汽装置的水位监视，坚持对汽水系统巡回检查，发现异常应认真分析、及早汇报、尽快处理。
　　（4）有关人员应当具备和熟练掌握以下知识：转子安装原始弯曲的最大晃度值、机组正常运行的波特图和盘车电流、正常停机惰走曲线、正常停机后汽缸金属温度下降曲线、通流部分轴向和径向间隙，以处理故障。
　　（5）机组启、停过程中投高旁时，要严密监视高旁后温度和高旁逆止阀附近温度，根据温度情况及时关闭减温水阀门。机组停运过程中，高旁汽侧关闭后，应及时关闭高旁减温水手动阀。机组启动和低负荷时，不得投入再热蒸汽减温水，在锅炉灭火或机组甩负荷时，应及时切断减温水。
　　5 结束语
　　汽轮机汽缸进水是危害机组安全稳定运行的重大故障，《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（国电发［2000］589号）中明确要求电力生产企业应制订严格措施予以防范，本文对火电机组汽缸进水案例的分析，可为电厂预防和处理机组类似故障提供参考和帮助。
　　参考文献：
　　［1］梁振明，乔永成.汽轮机启停过程中上下缸温差增大的控制［J］.中国电力，2010（08）.
　　［2］李志翔.浅析汽轮机高中压缸温差大原因［J］.科技资讯，2007（27）.
　　（编辑：尤俊丽）
　　
　　The Water Inlet Measures of Steam Turbine Cylinder in Thermal Power Plant
　　Zhao Xia
　　Abstract: The steam turbine as one of the main power plant equipment, control systems throughout the electricity production has always been, its performance will directly affect the safe, economical and stable operation of the turbine group and grid. The article describes a cylinder of water phenomena and common way, analysis of the cylinder inlet reason, measures to deal with the cylinder water.
　　Key words: steam turbine; water inlet; principle; processing

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