600MW汽轮机上下缸温差大问题研究与对策.pdf

第 2 4卷第 7期 2 0 0 8年 9月 电力科学与工程 el e c t r i c powe r sc i e nc e an d en 【 g i n ee r i ng v0 1 _ 2 4 n0 7 se 20 08 49 6 0 0 mw 汽轮机上下缸温差大问题研究与对策 史新刚，李 燕，李 斌，孙 波 ( 山东中华发电有 限公司聊城发 电厂，山东 聊城 2 5 2 0 3 3 ) 摘要：聊城电厂 6 0 0 mw 机组 1 号机一直存在高压缸上下缸温差大问题，且呈不断扩大的趋势，对机组的 安全运行影响较大。分析认为，造成温差大是平衡活塞汽封漏汽、阻汽片阻隔、插管密封薄弱等综合因素 作用的结果。采取 了改进平衡活塞汽封 、拆除阻汽片、更换修理插管密封等措施，效果显著。 关键词：汽轮机 ；汽缸；温差 中图分类号：t k 2 6 7 文献标识码：a 1 设备概况 山东中华发电有限公司聊城发电厂 1 号汽轮机 组 系 某 制 造 厂 引 进 西 屋 技 术 生 产 的 n6 0 0 1 6 7 5 3 8 5 3 8型亚临界、中间再热、四缸四 排汽、单轴 、凝汽式机组，额定功率 6 0 0 mw。 1号机组 2 0 0 2年 9月投产初期，高压缸中部 检水上下缸温差 5 0 - 6 5之间，且下缸温度较上 缸温度高。随着时间的推移，高压缸中部检水上下 缸温差呈不断扩大的趋势，2 0 0 7年 7月，最高曾 达到 9 7，详细数据见数据表 1 。在切顺序阀运 行时，由于工况的变动，上下缸温差达到 9 0左 右 ， 直接导致机组无法切顺序 阀运行，影响机组的 安全经济运行。 表 1 1 号机 高压缸上下缸温差大历史数据 时间 温差 c 5 06 5 6 6 -7 4 7 5 81 9 7 ( 最高温差 ) 设置上下缸温差检测点的 目的， 是为检测汽缸 进水 ， 一般是下缸温度较上缸低，但引进西屋技术 制造 的 6 0 0 mw ，3 0 0 mw 机组均表现 的是下缸 温度高。据统计，已投产的2 7台同型 6 0 0 mw机 组中，温 差大多在 4 0 - 7 0之间，其 中有 4台机 组达到 8 0以上 ，3台机组温差在 3 0以下。制 造厂要求上下缸温差不超 5 5 6，过大的温差不 仅影响汽缸进水检测 ， 而且还会造成汽缸变形、动 静碰磨、汽缸漏汽、螺栓拉断等异常情况，给机组 的安全运行带来严重影响。 2 原因分析 高压缸采用双层汽缸结构， 内缸 内外承受的温 差较小、压差较大 ， 而外缸 内外承受温差较大而压 差较小，详细结构见图 1 。 图 1 高压缸纵剖面 收稿日期：2 0 0 8 0 7 1 0 作者简介：史新刚 ( 1 9 7 8一) ，男，山东中华发 电有 限公司聊城发电厂 生产技术部汽机专业工程师 月月月 8 4 5 年 年 年 5 6 7 0 0 0 0 0 0 2 2 2 至 至 至 月月月月 9 8 4 7 年 年 年 年 2 5 6 7 2 2 2 2 维普资讯 5 0 电力科学与工程 2 0 0 8 在 高压外缸在其电机端有 4个进汽 口， 上下半各 两个 ，通过 4根挠性主蒸汽进汽管与调节汽阀相 连 。主蒸汽管焊于外缸上 ， 通过高压进汽连接管插 入高压 内缸 ， 每只管设三道活塞密封环，如图 2所 示 。 ， i 一 ： 一 一 一 ， 一 图 2 高压进汽连接管密封结构 在 高压缸外缸中部及排汽端的最高点和最低 点， 设有测量金属温度的热电偶， 作为检测积水用 。 高压缸 内的汽流分布是高压缸调端各部漏汽， 一 部分漏入调端轴封 内， 另一部分经高压 内外缸之 间的夹层空间经过 中部间隔板汇入高压缸排汽管， 此汽流在流动过程 中冷却了高压 内缸及进汽管， 如 图 2箭头所示。 间隔板处在隔板持环与外缸之 间，形成一环 形通道 ，通道径 向宽 1 5 9 mm，对两侧的汽流流 动起阻隔和节流作用。正常情况下，调端各部漏 汽上下一致 ，流动均匀 时，不会造成 高压缸 中部 检水上下缸温差大问题。但如果局部漏汽量过大， 特别是上下部分 出现偏差 时，便会使蒸汽汽流在 流 向排汽侧 的过程 中，出现局部检水温度偏 高的 情况。 基于上述分析 ，高压缸中部检水 ， 特别是下部 区域存在局部热源的可能性很大 。 该区域均处于高 压高温区，任何部件的漏汽均可能形成局部热源 。 造成局部热源的情况有如下几种 ： ( 1 )平衡活塞密封环漏汽量大。平衡活塞汽封 间隙偏大或磨损 ，造成漏汽量大的情况发生。漏 出 的 5 0 0左右的高压蒸汽向排汽侧流动时，由于汽 缸下部流道短阻力小， 又极易造成汽缸下部温度高。 平衡活塞设计汽封设计问隙是 0 7 5 mm， 漏汽量随 总进汽量增大而增大，一般在 1 0 - 3 0 t h ，但由于 加工误差或机组在运行中热态变形、汽封磨损等原 因， 还会造成该部漏汽量扩大。 荇采用布莱登汽封 ， 间隙可缩小至 0 5 mm，漏汽量将减小 1 0 t h ，这 样的话 ，不仅能降低上下缸温差而且能进一步减小 第一级新蒸汽的漏汽量，从而提高经济效益。 ( 2 )高压插管密封设计薄弱 。从结构上看，新 蒸汽进汽管与高压 内缸的承插接 口有三道密封圈。 一 方面由于密封道数少，漏汽量大；另一方面下部 密封环在组装时比上缸的易损坏， 极易造成部分新 蒸汽通过密封环漏入内外缸之 间的夹层 。 高压插管 密封改进 ， 如进行现场来做的话，焊接与热处理及 工艺有一定难度 ，问题还不是很大；但该工作面太 广、细节过多、如导管的割开部位 、装配方案、定 位方案等一些细节还要根据现场情况来定， 实施难 度较大，费用较高，本次不予实施 。 ( 3 )高压缸 内部疏水管、 温度表套管、压力表 接管都有可能 出现缺 陷，而不断发展扩大。这类 的 缺陷在同型机组中发生过。 ( 4 ) 高压导管密封环长期运行后存在失效的可 能， 在装配时损坏或装反， 也会使局部漏汽量增大。 ( 5 )高压内下隔板套下部阻汽片的影响。隔板 持环与外缸之间有一个环形通道， 通道径 向宽 1 5 9 mm。该处下部设有阻汽片 ，以尽一步减少汽缸下 部蒸汽 的流通。如果下缸局部存在局部热源 ， 热蒸 汽又不能及时排泄的话，会使下缸温度更高 。 ( 6 ) 高压 内下缸中部检水温度表管附近有二只 内缸疏水管。运行中若疏水阀不严密，疏水管温度 最高能达到 5 0 0，从而对温度测点产生辐射热， 造成检水温差大的假像。 3 改造方案 与处理 ( 1 ) 将高压平衡活塞梳齿式汽封改为布莱登汽 封 ，以减少高压平衡活塞处的漏汽量。冷态安装间 隙 2 - 2 5 mm，热态值 0 5 mm。 ( 2 ) 检查高压导管进汽插管密封环是否存在损 坏或密封面装反、弹性不足现象，更换失效高压导 汽管密封环 1 2道。 ( 3 ) 检查高压内 1号抽排汽插管密封环是否存 在损坏或密封面装反、弹性不足现象，更换失效密 封 环 2道 。 ( 4 ) 检查高压内缸第一级蒸汽温度表套管工艺 孔封堵完善 。 焊 口未见明显开焊吹损现象， 检修前 后第一级压力显示没有变化 。 ( 下转第 5 7页) 维普资讯 第 7 期 刘海涛 ，等定洲 电厂 2号机凝结水泵 去除叶轮 改造 5 7 水泵功率下降 3 8 3 0 3元 k w h计算， 6 结论 k w。按每年运行 3 0 0 d ，电量 高机组的安全性和经济性， 对凝结水泵进行去除次 则可节约资金 8 2 7 3 万元 年。 末级叶轮改造。 改造不仅消除了凝结水系统再循环 管道振动大、 再循环管道与凝汽器内壁的连接焊 口 容易发生焊 口开裂等缺陷，而且经济效益明显。 ( 责任编辑：马坤英) 定洲电厂 2号机为降低凝结水泵出口压头， 提 re b ui l di n g o f co n de n s a t e pump va n e w h e e l o f no2 uni t o f di n g z h o u po we r pl a nt l iu h a it a o ，gu j u n s h e n g ，h u a z e mi n ( h e i b e i g u o h u a di n g z h o u p o we r g e n e r a t i o n c o ，l t d ，d i n g z h o u ，0 7 3 0 0 0 ， c h i n a ) ab s t r a c t ：h e i b e i g u o h u a di n g z h o u p o w e r g e n e r a t i o n c o ， l t d fi r s t p r o j e c t no 2 u n i t p a s s e d t h e 1 6 8 h c o mmi s s i o n i n g a n d g e t i n t o c o mme r c i a l p r o d u c t i o n i n 2 0 0 4 9 1 0 t h e r e a r e t wo s e t o f f u l l c a p a c i t y c o n d e n s a t e p u mp 1 0 l dt nb- 5 j i nno2u n i t c o n d e n s a t e wa t e r s y s t e m， t h ep u mpo u t p u t p r e s s u r ei s 3 8 m p a ，fl u xi s 1 5 5 0t hd u r i n g f u l l l o a d wo r k i n g mo d e t h e c o n d e n s a t e p u mp d e l i v e r y l i f t h a v e b i g g i s h ma r g i n b e c a u s e o f d e s i g n d e f e c t ，thi s c a u s e t h e r e c y c l i n g s h a k e ，ma k i n g t h e p i p e a n d v a l v e h a v e s e ri o u s e r o s i o n s o t h e c o n d e n s a t e p um p o u tpu t d e l i v e ry l i f t s h o u l d b e r e d u c e d c o n s i d e rin g t h e s a f t y an d e n e r g y - s a v i n g ke y wo r d s ：s t e a m t u r b i n e ；c o n d e n s a t e p u mp ；p e n u l t i ma t e v an e wh e e l ；e n e r g y - s a v i n g ( 上接 第 5 0页 ) ( 5 )检查高压 内外 缸之 间疏水管是否局部损 坏、焊 口开焊造成漏汽现象，必要时更换。 ( 6 )拆除高压 内下缸隔板套下部阻汽片 。 ( 7 )检查高压缸上下部保温情况， 按有关要求 进行修理完善。 ( 8 ) 核实高压缸中部检水二个测点的位置与加 工与图纸要求相符 。 4 结 束语 经上述针对性地改造后 ， 2 0 0 7年 1 2月 1 号机 大修后至今， 上下缸温差一直在 1 1 - 2 3之问。 改 造取得非常好的效果 。 ( 责任编辑：马坤英) re s e a r c h a n d co u nt e r me a s ur e o f bi g te mp e r a t ur e di f f e r e nc e be t we e n up a nd bo t t o m cy l i n de r i n 6 0 0 m w st e a m tu r b i ne s h i x i n g a n g ，l i y a n ，l i b i n ，s u n b o ( s h and o n g hu ane n g l i a n g c h e n g p o w e r p l ant ，l i a o c h e n g 2 5 2 0 3 3 ， c h i n a ) ab s t r a c t ：t h e p r o b l e m o f b i g t e mp e r a t u r e d i ffe r e n c e o c c u r r e d i n h i p r e s s ure u p an d b o t t o m c y l i n d e r o f no 1 u n i t i n 6 0 0 mw un i t i n li a o c h e n g p o we r p l ant ，and t h e s i t u a t i o n i s g e t t i n g wo rse ，i t i s h a r mf u l t o t h