东北电科院技术论文

2013 年度辽宁省及蒙东地区年度辽宁省及蒙东地区 电力行业电力行业汽汽轮轮机机技技术术 研研讨讨会会 论论 文文 集集 辽宁省电力技术监督检测中心辽宁省电力技术监督检测中心 东北电力科学研究院有限公司东北电力科学研究院有限公司 2013 4 名誉主编 戴 黎 刘东明 主编 徐家龙 张 敏 叶振起 邓 楠 郭宝仁 策划 郭宝仁 许 伟 童 刚 责任主编 许 伟 金 岩 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 1 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 2 前前 言言 为提高汽轮机运行 检修和技术监督工作水平 加强专业技术人员之 间的技术交流 东北电力科学研究院有限公司 辽宁省电力技术监督检测 中心以东电科研汽机 2012 21 号发出 关于征集汽轮机安全技术监督技 术论文的通知 至 2013 年 2 月总收稿 50 余篇 经过专家认真评审 精 选出 34 篇论文 其中部分论文为优秀论文 此次征集论文涉及汽轮机运行 检修 节能及技术管理等多方面内容 包括 汽机优化运行 热网改造 通流改造 汽门关闭时间分析 汽门严 密性试验方法创新 循环水改造 凝汽器真空查漏 转子找平衡 加热器 端差大和空冷机组冬季防冻等 这些论文充分展示了汽轮机专业技术人员多年来的辛勤耕耘 以及在 生产实践中解决问题的能力 为推动汽轮机技术发展 开阔技术视野 拓 展研究思路提供了良好的借鉴 论文征集过程中 辽宁省及蒙东地区各发电公司给予了大力支持 积 极组织 广大和基层技术人员踊跃投稿 东北电力科学研究院组织专家认 真评审 在此一并表示衷心的感谢 编者 2013 年 4 月 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 3 大型直接空冷机组真空系统查漏新方法大型直接空冷机组真空系统查漏新方法 何庆龙 通辽霍林河坑口发电有限责任公司 内蒙古 霍林郭勒 029200 摘要 直接空冷机组的真空系统严密性指标一直被发电企业高度重视 因为它的高低对机组供电煤耗影响非常严 重 但采取何种措施和手段来提高机组真空严密性指标 则是每个发电企业和专家一直探讨不断的问题 本文就是 在空冷机组真空系统常规查漏的基础上 提出一种新的真空系统查漏方法 正压密闭充压查漏法 已在霍林河坑 口发电公司 2 号机组得到成功应用 期待这一领域专家进一步探讨 在类似机组上借鉴推广应用 关键词 空冷 真空系统 查漏新方法 A New Leak Detecting Method of the Large Direct Air cooled Units Vacuum System He Qing long TongLiao HuoLinHe Colliery Power Co Ltd HuoLlinGuoLe NeiMengGu 1029200 China Abstract The tightness of direct air cooled units vacuum system has been highly paid attention to by the power generation companys because it has a great influence on coal consumption of the power supply units But taking what measures and means to improve the unit vacuum tightness is the problem which has been discussed and expected by each generation company Based on the conventional leakage detecting method of air cooled units vacuum system this paper offered a new leakage detecting method positive pressure airtight pressurized leakage detecting which has been used successfully on No 2 unit of Huolinhe Kengkou Power Generation Company We look foward to further being discussed by the expect of this field and extended to use on similar units Keywords air cooling vacuum system a new leakage detecting method 直接空冷机组是近几年我国针对北方地区丰煤少水的特点逐渐引进和开发建设的新型机组 随 着国内外电力行业生产制造技术水平的大幅提高 空冷机组的容量也在不断加大 目前机组容量达 到了 1000MW 以上规模 机组型式也从亚临界发展到了超临界 虽然空冷机组的容量越来越大 但其问题也在逐渐显现 其中主要问题之一就是 随着空冷机 组容量的增大 冷端散热装置体积也随之增大 真空系统漏入空气的可能性也大大增加 目前 新 投产运营的机组 普遍存在着真空值低和真空严密性指标差的问题 主要原因就是空冷机组真空系 统存在较多的漏泄点 多数空冷机组真空值年平均值低于设计值 1 3kpa 据有关空冷机组资料介 绍 一般汽轮机真空值每降低 1KPa 汽轮机热耗值就要降低 4 5 供电标准煤耗就要降低 2g kwh 左右 600MW 亚临界设计背压满发负荷条件下 所以 真空值的高低对机组的经济运行影 响非常大 为了保证机组有较高的真空值 使机组经常处于经济运行状态 就要对机组真空系统进行查漏 堵漏工作 1 1 直接空冷机组真空系统特点直接空冷机组真空系统特点 1 1 散热系统安装位置高 难以使用传统的灌水查漏方式 以霍林河坑口发电公司 600MW 直接空冷机组为例 空冷散热装置被安装在了距地面 45 米高的 空冷平台上 一台机组对应的空冷平台平面尺寸约为 90 0m 99 64m 长 宽 该平台下共有 4 2m 的 16 根钢筋混凝土柱支撑 两台机空冷平台平面尺寸为 181 50m 99 64m 长 宽 单台 机组空冷散热面积约为 165 万平方米 如此巨大的散热装置 若想采取像湿冷机组那样进行灌水查 找漏泄点的方式显然是不可能的 一是水位不可能灌到 45 米高 二是空冷排汽管道也不可能设计 灌水的承重载荷 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 4 1 2 空冷散热系统庞大 受温度影响较大 容易发生漏空气现象 事实证明 巨大的空冷散热系统在较大温差 可达到 66 的作用下 热胀冷缩现象的非常 明显 在这种膨胀压应力和冷缩拉应力的作用下 与真空系统相连接管道焊缝非常容易开裂 造成 漏入空气降低真空值的现象非常常见 处于明显部位的漏点很容易被找到 但有些漏泄点处于隐蔽 位置时非常难以发现 不能得到及时封堵处理 就会对真空值造成影响 2 2 普通真空系统查漏方法的局限性普通真空系统查漏方法的局限性 处理漏泄点最重要的前提条件就是能够发现漏泄点 只有发现漏泄点才能对漏泄点进行封堵 目前 对于空冷机组的真空系统常规查漏方式一般是采用超声查漏仪 声纳技术 和氦质谱检漏仪进 行查找漏泄点 但这两种查漏方法都有一定的局限性 超声查漏仪虽然体积小 重量轻 使用方便 但其对正压漏泄点比较敏感 漏泄点容易被定位 对向内的漏泄点 向内部漏泄 不敏感 尤其是 受到现场辅机运行噪声的影响下 准确定位漏泄点比较难 氦质谱检漏仪体积大 笨重 使用时需 要多人配合 查找漏泄点是费时费力 因而使用不方便实用性较差 3 3 真空系统正压密闭充压查漏法真空系统正压密闭充压查漏法 3 1 正压密闭充压查漏法的原理 在机组冷态时 通过关闭通向真空系统的阀门等 将机组真空系统模拟运行状态而形成封闭的 真空腔室 然后不断地向腔室内充压缩空气 并注意保持合适的空气充压压力 防止破坏真空膜片 当充入的空气在真空系统腔室建立高于外界大气压力时 正压 就会从真空腔室封闭不严的地方 出来 随着充入空气压力的提高 漏出的空气就会在漏泄缝隙处激荡外面的空气 形成激流而发出 声音 然后 再通过使用超声查漏仪 利用其灵敏的特性迅速捕获漏泄点 3 2 正压密闭充压查漏法的特点 这种查漏的方法简单 比较容易实现 利用机组热力系统 通过关闭调速汽阀 冷段逆止阀 抽气阀等可能通向大气的阀门 阻断通往大气的系统 即可形成封闭的真空腔室 这种查漏方法查漏全面 基本没有 真空 死区 能够对机组真空系统漏泄点起到 普查 的 作用 这种查漏方法是常规方法的补充 对实施条件有一定的约束性 3 3 正压密闭充压查漏法使用的条件 a 机组必须处于冷态且静止状态 处于运行状态时无法使用 机组处于静止状态时 充入真 空系统的空气对汽轮机汽缸没有变形影响 另外 对模拟真空系统腔室的形成相对容易 一般可安 排在检修后期 机组冷态启动前进行充压查漏 b 通向真空系统的阀门关闭要严密 主要是防止过大的漏泄量不会使充入的空气产生大于外 界大气的压力 从而就不会产生 激流 现象 也就无法发现漏泄点 c 严格监视充入真空腔室的空气压力不要超过 0 03MPa 防止过高的压力会破坏掉汽缸顶部 的大气安全阀 一般事前将大气安全阀薄膜拆除保存 使用石棉板或橡胶临时替代 查漏结束后恢 复 监视的压力表安装在排汽装置附近 使用标准压力表 便于精确读数和控制充压数值 4 4 正压密闭充压查漏前的措施正压密闭充压查漏前的措施 4 1 建立真空系统查漏组织 建立组织机构 一般有组织负责人 查漏人员 充空气控制压力人员 在负责人统一组织协调 下工作人员分工有序工作 要做到确保真空腔室得到了形成 并进行了全面检查 发现的漏泄点得 到了明显标识和处理 4 2 正压密闭充压真空腔室形成措施 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 5 根据机组型式不同 实施的措施可能有所不同 其主要目的是在停机状态下将真空系统 通过 关闭阀门而形成封闭的腔室 然后 将压缩空气充入其中 现以坑口发电公司 600MW 机组为例介绍 充压真空腔室形成措施 主要从以下方面进行 4 2 1 运行人员采取的隔离措施 关闭汽轮机高中压缸进汽阀门 如主汽阀调速汽阀及疏水阀等 关闭冷再热系统阀门 如冷段逆止阀及疏水阀等 关闭汽缸抽汽系统 如 1 段 7 段抽汽阀门及疏水系统 关闭排汽装置补水阀门 减温水阀门及其它与之相连接的疏水阀等 关闭抽真空系统阀门等去往汽轮机真空系统的各系统阀门 4 2 2 检修人员采取的隔离措施 制作专用的卡具将高中压缸前后轴封 低压 A B 缸的前后轴封进行静态封闭 低压缸排大气安 全阀膜片更换成橡胶或石棉板替用 接引厂用气源到抽真空母管 中间装设控制甲乙阀门 即充压 控制阀门 排汽装置附近安装标准压力表 0 0 1MPa 5 5 正压密闭充压查漏过程要点正压密闭充压查漏过程要点 5 1 严格控制充气压力不超过0 03MPa 确认各系统阀门关闭 真空腔形成 查漏负责人统一下令进行充压工作 打开充压甲乙阀 压 缩空气即可进入真空系统 随时检查并控制阀门使充气压力不超过 0 03MPa 如果长时间不能建立 起 0 03MPa 的正压的话 那么通知查漏人员 在充压的过程中可采用超声仪表对真空系统的法兰 焊缝 活结头 盘根室等各个能引起漏泄的部位进行仔细的查找 找到一处就要做好标记 然后再 找其它漏泄点 普查 后可停止充气进行处理漏泄点 并可根据机组停运时间长短 决定是否重 新查找漏泄点 可一次 也可多次进行查漏工作 可同时查找维持不了 0 03MPa 压力的原因 普 查 停止后 可拆除汽缸轴封密封卡具 恢复所有措施到正常状态 5 2 查找漏点时需要耐心和责任心 即使是有时充空气压力不能达到 0 03MPa 也能在充压过程中通过超声查漏仪捕捉到漏泄点 也能够实现查漏的目的 因此 需要通过合理的组织 将真空腔室分区安排有责任心和工作耐心的 人负责 不能遗漏真空查漏区 因为是汽轮机为静止状态 超声查漏仪受辅机噪声影响最小 即便 是轻微的漏泄点也能够被超声查漏仪查找出来 效果较好 一般充压和查漏时间在 48 小时左右 即可完成 霍林河坑口发电公司于 2009 年 8 月在 2 号机组 A 级检修后期 2010 年 7 月在 1 号机组 C 级检 修后期 分别采用了以上方法 取得了非常好的效果 低压缸结合面 法兰螺栓松动 接管座焊缝 等一些细微的漏泄都被成功地查找了出来 并得到了处理 6 6 建议重点查找漏泄点的位置建议重点查找漏泄点的位置 表 1 重点检查位置 以霍林河坑口发电公司机组为例示范 序号位 置检查人确认人 1 汽轮机 A 低压缸 2 个大气安全门 2 汽轮机 A 低压缸人孔门 4 个法兰 3 汽轮机 A 低压缸喷水管各法兰 4 汽轮机 A 低压缸排气装置汽侧人孔门法兰 5 汽轮机 B 低压缸 2 个大气安全门 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 6 序号位 置检查人确认人 6 汽轮机 B 低压缸人孔门 4 个法兰 7 汽轮机 B 低压缸喷水管各法兰 8 汽轮机 B 低压缸排气装置汽侧人孔门法兰 9 各低加 抽汽管道疏水与疏扩连接的焊口 10 7A B 低加壳体与排汽装置喉部连接处的焊口 11 排汽装置喉部膨胀节 12 A B 疏扩喷水门法兰 13 1 2 3 号高加危急疏水气动门后截门 14 5 6 7 号低加危急疏水气动门及后截门 15 凝结水泵入口门及入口滤网 16 凝结水泵抽真空手动门 17 真空泵入口门及法兰 18 0 米抽真空管道焊口 19 A 排凝结水抽真空门 20 B 排凝结水抽真空门 补水抽真空门 21 排汽装置放水门 22 A 排汽装置排汽管道膨胀节 23 B 排汽装置排汽管道膨胀节 24 A 排汽装置排汽管道排污门及管道 25 B 排汽装置排汽管道排污门及管道 26 排汽装置 6 9 米焊口 27 排汽装置 0 米焊口 28 排汽装置排污泵坑焊口 29 排汽管道及相连的各表门 活接 30 与排汽装置相连的各表门 活接 31 除氧器事故放水门后法兰 32 真空破坏门注水门 33 各列逆流散热器管束 顺流散热器管束 34 空冷凝结水系统管道 阀门焊口法兰 35 空冷抽真空系统管道 阀门焊口法兰 36 空冷配汽管道 空冷排汽管道焊口法兰 37 排气管道防爆阀 每台机组 4 个 38 空冷 1 8 列管束 进汽母管 凝结水管道 抽真空系统管道 阀门 焊口法兰 人口门 7 7 结束语结束语 受国家能源政策要求影响和企业节能降耗管理的需要 如何提高机组真空值 保证机组经常处 于经济状态运行 一直是火电行业工程技术人员寻找和突破的问题 尤其是近年投产运行的大型空 冷机组 由于机组供电煤耗经济指标受真空值的影响巨大 因此提高空冷机组真空值成为企业管理 者共同的目标 而正压密闭充压查漏法的发明 无疑给空冷机组真空系统查漏补充了一种新的手段 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 7 希望能够给电力行业专家和工程技术人员提供一种新借鉴 参考文献 1 汽轮机运行规程 通辽霍林河坑口发电公司 2 坑口电厂系统图 通辽霍林河坑口发电公司 作者简介 何庆龙 1969 12 男 助理工程师 从事火力发电厂机组汽轮机检修工作 20 多年 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 8 板式换热器微变形特性导致润滑油压力波动原板式换热器微变形特性导致润滑油压力波动原 因分析因分析 陈正飞 刘志杰 张景彪 李东 绥中发电有限责任公司 葫芦岛市 125222 摘要 通过对一起板式换热器微变形导致机组跳闸事故 分析了板式换热器微变形特性 并提出了油系统应用板式 换热器的改进建议 关键词 板式换热器 油压波动 微变形 给水泵汽轮机 Fluctuation Reason Analysis of Oil Pressure Caused by Plate Heat Exchanger Micro deformation Characteristics Chen Zheng fei Liu Zhi jie Zhang Jing biao Li Dong suizhong power generation co LTD the huludao city 125222 Abstract This article analyzes the plate heat exchanger micro deformation characteristics through the trip accident caused by the plate heat exchanger micro deformation cause unit and puts forward improvement suggestions of the oil system of application of the plate heat exchanger Keywords plate heat exchanger oil pressure fluctuation micro deformation feed pump turbine 1 1 板式换热器工作原理及特点板式换热器工作原理及特点 板式换热器主要由固定压板 活动压板 上下导杆 后支柱 板片 夹紧螺栓 夹紧螺母等零 部件组成 如图 1 所示 板片以垫片密封后悬挂在固定压板与换热板之间 通过夹紧螺栓夹紧 根据需要选用防护罩 图 1 板式换热器结构图 板式换热器工作原理 两种工作流体在两板片间形成窄小而曲折的通道中流过 冷 热流体 依次通过通道 中间有一层板片将流体分开 并通过此板片进行热交换 板式换热器 2 种介质的平 均温差可以小至 1 换热效率可达 99 以上 在相同压力损失情况下 板式换热器的传热效果是 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 9 列管式换热器的 3 5 倍 占地面积为其 1 3 金属耗量只有其 2 3 在应用中可根据需要将板式换 热器若干流道并联组成一组 也可将并联的组串联在一起 形成冷 热介质通道 这就是板式换热 器的 流程组合 并根据工艺条件计算结果选择板式换热器流程组合 板式换热器流程分为单流 程和多流程 板式换热器具有结构紧凑 占地面积小 传热效率高 操作灵活 应用范围广 换热损失小 安装和清洗方便等特点 在新建电厂的低温换热系统中 旧式管式换热器已逐步被板式换热器替代 图 2 换热片基结构展开图 2 2 板式换热器微变形特性板式换热器微变形特性 2 1 系统设备 图 3 给水泵汽轮机润滑油及闭式冷却水系统 神华国华绥中发电有限责任公司发电 B 厂 简称绥电 B 厂 共安装 2 台 1000 MW 超超临界燃煤 机组 3 号 4 号机 每台机组配备 2 台给水泵汽轮机用来驱动给水泵 无电动给水泵 每台给水泵汽轮机都配备独立的润滑油系统 包括 2 组小型板式换热器 1 台运行 1 台备用 采用闭式冷却水做为冷却水源 系统图如图 3 所示 换热器换热板片厚度为 0 5 mm 每块板片都 配有密封垫片 板片装有框架 相邻板片间旋转角度为 180 板束形成一系列的平行通道 换热 板两侧油 水两种介质分别进入适当通道 靠换热板传递温差达到冷却油温的作用 2 2 事故经过 闭式冷却水泵定期轮换 启动 2 号闭式冷却水泵 运行正常后 11 07 停 1 号闭式冷却水泵 1 号 2 号给水泵汽轮机相继跳闸 相隔为 85 ms MEH 跳闸首出均为 润滑油压低 定值 0 07 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 10 MPa 经查阅历史曲线发现 给水泵汽轮机润滑油压低 定子冷却水流量低报警 发出时间与闭式冷 却水泵切换为同一时间 11 07 08 停 1 号闭式冷却水泵 11 07 11 闭式冷却水母管压力从 0 78 MPa 突然下降至 0 56 MPa 最低 水压波动范围达 0 22 MPa 11 07 11 2 台给水泵汽轮 机润滑油压力低 开关均达到动作值 0 07 MPa 触发给水泵汽轮机跳闸 11 07 11 定子冷却 水流量低保护达到动作值 由于该保护存在 30 s 延时 保护未触发机组跳闸逻辑 定子冷却水冷 却器为板式换热器 2 3 原因分析 由板式换热器结构图可以看出润滑油中热量通过板式换热器向闭式冷却水系统释放 板式换热 器核心元件换热板为不锈钢材质 厚度约 0 5 mm 通常用模具将板片压制成各种槽型或波纹形 有水平平直波纹 人字形波纹 斜波纹等类型 这样既可以增大板片的刚度 又可防止波纹板 受压变形 增强了流体的湍流程度及换热面积 同时又能承受两侧的压力差 因此 板片结构形式 是保证板式换热器高效换热的管件 由于板式换热器的板片较薄 当换热器两侧压差变化时 将影 响板片形状 换热器两侧内的容积会随之发生轻微的变化 该特性易被忽视 在闭式冷却水压快速波动过程中 板式冷却器换热板片受两侧压差影响发生微变形 水侧空间 快速收缩 油侧空间膨胀 系统中的润滑油膨胀填充换热器油侧增加的空间 导致给水泵汽轮机润 滑油压力瞬间波动至 0 07 MPa 以下 达到润滑油压力低 开关动作值 2 台给水泵汽轮机相继跳 闸 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 11 图 4 事件过程对应参数曲线 图 5 机组停运后试验曲线 机组跳闸后为验证闭式冷却水系统压力波动与给水泵汽轮机润滑油系统压力的关系 重新进行 闭式冷却水泵切换试验 就地监视 2 台给水泵汽轮机润滑油压力表 启动 2 号闭式冷却水泵 启动 正常后 停 1 号闭式冷却水泵 给水泵汽轮机润滑油压力瞬时快速下降 闭式冷却水母管压力在 3 s 内由 0 81 MPa 降至 0 65 MPa 2 号给水泵汽轮机润滑油压力低 开关动作 并对定子冷却水系 统流量产生明显影响 如图 5 所示 3 3 处理措施处理措施 3 1 取消联泵延时 由于给水泵汽轮机润滑油压低 联起备用润滑油泵保护逻辑中 附加延时 3 s 条件 油压瞬间 波动 3 s 时 备用油泵来不及联启 为保证汽机不发生烧瓦事故 通常润滑油压低 值 在联起 事故润滑油泵同时触发给水泵汽轮机跳闸保护 为避免给水泵汽轮机润滑油压力波动造成误跳 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 12 闸 可取消备用泵联启延时 3s 条件 但要求油压低 开关动作安全可靠 否则容易造成备用油泵 频 图 6 加装蓄能器后系统图 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 13 繁误启动 润滑油压力低 触发给水泵汽轮机跳闸保护 可增加延时 0 5 1 s 延时 但增加了轴 瓦烧损风险 3 2 润滑油系统加装蓄能器 由于板式换热器微变形导致润滑油压力低 仅为瞬间波动 系统油压短时间可恢复 因此 在 润滑油系统供油管道 特别是在测压管取油点附近 安装蓄能器 在润滑油压短时间降低时 蓄能 器中储存的润滑油释放 补偿系统压力 可有效缓解润滑油压瞬间波动对系统的影响 加装蓄能 器后系统如图 6 所示 加装蓄能器后油压下降时间统计如表 1 表 1 加装蓄能器后油压下降时间统计 主轴静止状态 运行油压报警启备用泵启事故泵停盘车 油压定值0 13MPa0 10MPa0 10MPa0 07MPa0 03MPa 41 小机3 317 s3 362 s7 719 s11 912 s 42 小机2 400 s2 500 s6 700 s6 900s 图 7 加装蓄能器后油压下降速度曲线 4 4 结束语结束语 目前板式换热器在新安装机组中被广泛采用 在实际应用中换热板片微变形特性往往被忽视 而此特性对系统的安全稳定运行存在较大隐患 因此 在使用板式换热器系统 特别是较重要油系 统 在设计中应特别注意该问题 建议加装足够容量的蓄能器 作者简介 陈正飞 男 2005 年毕业于沈阳工程学院 辽宁省葫芦岛市绥中发电有限责任公司发电 B 厂安全技术部汽机主 机专工 联系电话辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 14 600MW600MW 机组凝结水溶解氧超标分析及处理机组凝结水溶解氧超标分析及处理 李桂阳 李忠波 辽宁华电铁岭发电有限公司 辽宁省铁岭市三台子 112000 摘要 本文针对辽宁华电铁岭发电有限公司 5 6 机组凝结水溶解氧量超标的问题进行了分析 从检修 运行 设 计多方面查找原因并对查出的问题逐一进行解决 凝结水溶解氧降到合格范围内 关键词 火电机组 凝结水 溶解氧 漏点 运行方式 设计 Excessive Analysis and Processing for 600MW Units Condensate Dissolved Oxygen Li Gui yang Li Zhong bo Liaoning Huadian Tieling Power Generation Co Ltd Liaoning Province of Tieling City Santaizi 112000 Abstract In this paper for the Liaoning Huadian Tieling Power Co 5 6 Unit Condensate Water excessive amount of dissolved oxygen in the analysis from the maintenance operation design aspects find reasons and find out the problem to be resolved one by one condensate dissolved oxygen dropped to within the acceptable range Keywords thermal power unit condensatewater dissolved oxygen maintenance operation design 辽宁华电铁岭发电有限公司 5 6 机组为哈尔滨汽轮机厂制造的 600MW 两缸两排汽超超临界 机组 凝结水系统安装了沈阳鼓风机集团有限公司制造的 10LDTN 4PJ 型凝结水泵 这两台机组 自投产以来一直存在凝结水溶解氧超标的问题 凝结水溶解氧超标 将导致凝结水系统的管道 阀门 轴封加热器 低压加热器等设备的腐蚀 加剧 影响管道及设备的使用寿命 轴封加热器 低压加热器的换热管结垢将导致热阻增加 影响 换热效果 降低回热系统的经济性 作为电厂化学监督的重要指标之一 化学专业频繁提出凝结水 溶解氧超标的警示 检修和运行人员多次进行查漏及调整 效果虽略有改善 但均未能彻底解决 为使凝结水溶解氧质量监督控制指标合格率尽快提高 我们对凝结水溶解氧超标的原因进行探 讨 分析 并提出消除 调整的具体措施 1 1 凝结水中氧气的来源凝结水中氧气的来源 机组正常运行中 凝汽器处于正常真空状态下 凝结水溶解氧是合格的 通常情况下 影响凝 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 15 结水溶解氧的两个因素是凝结水存在过冷度和空气的进入 由于凝汽器真空负压系统存在泄漏 机 组补水系统及疏水系统设计不合理等因素会造成机组凝结水溶解氧量超标 凝结水中氧气的来源主 要有以下几个方面 a 凝汽器真空严密性不好 漏入凝汽器的空气较多 凝结水溶解氧量增加 b 凝结水过冷度增加 凝结水溶解氧量也随之增加 c 凝汽器液面下及凝结水泵入口前管道存在漏点 由于该部分处于负压区 当系统存在漏点 时 空气直接被吸入到凝结水中造成凝结水溶解氧超标 d 凝汽器补充的除盐水也是造成凝结水溶解氧超标的一个重要因素 常规设计中 凝汽器补 水多选用厂房内高位凝结水储水箱补水方式 这两台机组的凝结水储水箱采取 0m 室外布置 凝结 水储水箱内除盐水的温度相差较大 室外布置的凝结水储水箱的除盐水温度较厂房内高位布置的凝 结水储水箱的除盐水温度低 除盐水中溶解的氧气含量也较大 补水时带入凝汽器氧量较多 e 凝结水泵入口侧各部位密封不严 空气漏入到泵内 造成凝结水溶解氧超标 2 2 凝结水系统凝结水系统 铁岭电厂 5 6 机凝结水系统负压区的系统简图如下 图 1 凝结水系统负压区系统简图 凝结水系统由凝汽器热水井引出一根母管 两台凝结水泵的入口管道分别由母管上接引 凝结 水流经入口蝶阀 滤网后进入凝结水泵 再经凝结水泵升压后排出 凝结水泵入口滤网前后布置了 差压变送器接口 凝结水取样点布置在出口管上 凝结水泵抽空气管接至凝汽器标高 5 米的汽侧 以抽出漏入凝结水泵的空气 3 3 5 5 6 6 机组凝结水溶解氧超标的原因分析机组凝结水溶解氧超标的原因分析 3 1 真空泵系统 5 6 机组原设计运行两台真空泵 但实际只需投入一台真空泵即可 凝汽器真空严密性自 投产以来一直保持在 0 2KPa min 以下 可以排除凝汽器漏入空气导致凝结水溶解氧超标的可能 3 2 凝结水取样 凝结水取样系统由泵出口的正压管道上接引 即使取样管路存在漏点也不会造成凝结水溶解氧 含量的超标 凝结水的化验过程无论是自动分析还是人工分析 凝结水中的溶解氧均严重超标 可 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 16 以排除分析不准的情况 3 3 凝汽器水位 运行中凝汽器水位过高 会造成凝结水过冷度增大 使凝结水溶解氧含量增大 所以运行中监 视凝汽器水位 防止凝汽器水位过高 对提高凝结水溶解氧合格率有促进作用 铁岭电厂 5 号 6 号机组凝汽器水位一直设定在 560 600mm 左右 凝结水过冷度在 1 5 2 之间 未发现由于凝 汽器水位过高造成的凝结水过冷的情况 凝结水过冷度也在正常值范围内 我们也进行了水位调整 试验 试验结果表明可以排除这方面的影响 3 4 凝结水泵 5 6 机均安装了两台 100 容量的凝结水泵 一台运行一台备用 经过运行试验 这两台机 无论运行哪台凝结水泵均存在溶解氧超标的情况 一般认为此种情况说明空气的漏入点位于凝结水 泵的两台凝结水泵的负压侧 最大的可能是泵的入口法兰或泵座法兰 滤网顶盖法兰 凝结水泵入 口门法兰或盘根 滤网放水门法兰或盘根 热工仪表门盘根 热井放水门法兰或盘根 凝汽器漏泄 检测装置的法兰或阀门盘根 凝结水入口管道安全阀等存在渗漏引起 我们对泵的入口法兰及泵座法兰 滤网顶盖法兰 凝结水泵入口门法兰及盘根 滤网放水门法 兰及盘根 热井放水门法兰及盘根涂抹黄甘油 滤网放水管因浸入排水坑的液面下 如果放水门不 严 势必引起凝结水的硬度等其他指标超标 由于化学分析只发现凝结水溶解氧超标 故可排除滤 网放水门不严的情况 采取上述措施后 凝结水溶解氧超标情况没有改善 这两台机在凝结水泵入口门后的管道上装设有安全阀 安全阀出口管设计与凝结水泵入口门前 管道连接 安装单位施工时直接将安全阀的出口管接到地面直接排放 安全门不严也将引起空气进 入凝结水系统 我们在安全阀排水管浸入地面水中时也进行了测试 排除了安全阀不严的可能 3 5 凝汽器漏点 由于运行中采取涂抹黄甘油的措施未能起到降低凝结水溶解氧的效果 我们利用停机机会进行 了凝汽器高位上水 开启凝结水泵入口门 凝结水泵入口压力表显示压力达到 0 15MPa 检修人员 对凝汽器 凝汽器漏泄检测装置 疏水扩容器 疏水管道及阀门 热井放水门 凝结水泵入口管道 及阀门 凝结水管道的压力表 凝结水管道压力变送器传压管及阀门等与凝汽器相连的设备进行查 找漏点 检查发现 5 机凝结水管道压力变送器传压管的排污门前活结存在漏点 6 机凝汽器漏泄 检测装置的一个活结存在漏点 检修人员对上述漏点进行了处理 机组启动后 5 机凝结水溶解 氧略有好转 由之前的 100ug L 降低到 80ug L 6 机凝结水溶解氧基本没有变化 经过了解 由 于凝汽器漏泄检测装置未投 运行期间该漏泄检测装置的入口门处于关闭状态 凝汽器高位上水期 间打开了入口门 发现了入口门后检测装置内的活结漏泄 故该漏点未对凝结水溶解氧产生影响 3 6 凝汽器补水 凝汽器补水的影响 铁岭电厂共有 6 台机组 其中 1 4 机为 300MW 亚临界凝汽机组 5 6 机为 600MW 超超临界机组 因机组台数较多 未设置启动锅炉 1 6 机通过高压辅助蒸 汽母管与其他机组的辅助蒸汽系统相连 为提供系统的可靠性 4 机与 5 机间高辅母管上的隔断 门保持常开 由于 5 6 机的辅助蒸汽压力偏高 运行中 5 6 机的高辅蒸汽流到 1 4 机的辅 汽系统中 造成 5 6 机的补水量偏大 凝汽器补水为凝结水储水箱中的除盐水 该水箱为非密 封水箱 补水中含氧量较高 经过对除盐水分析后 除盐水中的溶解氧量含量为 8mg L 远远大于 凝结水中的溶解氧含量 当凝汽器大量补水时对凝结水溶解氧有较大的影响 为确认凝汽器补水量大对凝结水溶解氧的影响 我们进行了相关试验 选取了 24 小时的凝结 水溶解氧化验数据 并对取样化验的时间段的凝汽器补水情况进行了记录 数据记录见表 1 表 1 凝汽器补水溶解氧含量 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 17 时间2 004 006 008 0010 0012 0014 0016 0018 0020 0022 0024 00 溶解氧含量8037 52707034 4635 967039 247036 267038 21 补水未补补水补水未补未补补水未补补水未补补水未补 在凝汽器不补水的情况下凝结水的溶解氧超标情况略有改善 但仍处于超标的状态 凝汽器补 水量大是造成凝结水溶解氧超标的原因之一 表 2 限制联络门溶解氧含量 时间2 004 006 008 0010 0012 0014 0016 0018 0020 0022 0024 00 溶解氧含量 4034 874035 466540 645040 945036 915033 67 补水未补补水未补补水补水补水补水补水未补补水未补 通过限制 1 4 机与 5 6 机间辅助蒸汽联络管道阀门的开度 减少 5 6 机高辅蒸汽流到 1 4 机的辅汽系统中的流量 5 6 机的补水量有所降低 5 6 机凝结水溶解氧的含量有所 下降 如表 2 所示 由于经过多次排查 始终未能找到导致两台机组凝结水溶解氧超标的共同原因 我们将分析的 重点转向凝结水泵机械密封 该泵的机械密封分为上 下密封两部分 下段机械密封采用泵出口的 凝结水冷却 在启动时采用除盐水冷却 上段机械密封采用闭式水冷却 由于上段机械密封冷却 采用的是未进行过除氧的闭式水 其含氧量与除盐水相当 当闭式水漏到泵内时 凝结水中的氧含 量就被大大提高了 试验步骤如下 a 提高下机械密封冷却水的压力后 凝结水溶解氧超标情况无改善 b 降低上机械密封冷却水的压力后 凝结水溶解氧超标情况无改善 在上述措施无效的情况下 我们并未排除机械密封冷却水是造成凝结水溶解氧超标的一个原因 在停机未破坏真空 凝结水系统仍然运行的情况下 我们再次进行了试验 关闭了备用泵的上机械 密封的供水水源 联系化学人员对凝结水的含氧量进行分析 结果发现凝结水溶解氧降到了 15ug L 实验证实了我们的分析 改造后 5 6 机凝结水溶解氧的含量对比见表 3 表 3 改造后溶解氧含量 时间2 004 006 008 0010 0012 0014 0016 0018 0020 0022 0024 00 5 机改造后 溶解氧含量 1010 0720208 236 89106 02157 49155 48 6 机改造后 溶解氧含量 209 2610106 176 08105 18104 9105 48 4 4 采取的措施采取的措施 a 对于查漏发现的漏点采取更换密封垫重新紧固的方式消除漏泄的情况 P 1 2 45 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 P 3 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 低 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 18 图 2 密封水改造系统简图 b 调整 300MW 机组和 600MW 机组辅助蒸汽系统联络门开度 减小 5 6 机高辅蒸汽流入 1 4 号机的热力系统中的流量 减小 5 6 号机的补水量 降低凝汽器补水对凝结水溶解氧的影响程 度 c 改变凝结水泵上机械密封的冷却水源 原设计的上机械密封冷却水由闭式水供水母管接引 回水接到闭式水回水母管 如果将上机械密封的冷却水改为凝结水 即使这部分冷却水漏入到泵内 也不会对凝结水的溶解氧造成不良影响 在思路的指导下 我们对上机械密封的冷却水进行了改造 增设了一路凝结水泵出口母管来的冷却水源 具体方案如下 保留上机械密封的闭式水冷却水源 该水源在凝结水系统停运及凝结水泵启动初期投入 增设凝结水母管接来的冷却水源 该水源的回 水接到凝汽器 该冷却水源在凝结水正常运行期间投入 在两路冷却水源的供 回水管路上均安装 有截止阀 以实现冷却水的切换 系统简图见图 2 5 5 结束语结束语 5 6 机凝结水溶解氧超标是一个多方面因素引起的问题 经过对运行方式的调整 检修查 找漏点 完善系统设计 目前 5 6 机组凝结水溶解氧均在 10ug L 以下 保证了机组的安全经济运 行 参考文献 1 凝结水溶解氧量超标的原因分析及处理措施 河北电力技术 2008 9 2 300MW 机组凝结水溶解氧超标原因及处理 电站辅机 2008 2 3 300MW 机组凝结水溶解氧超标的原因分析及试验研究 汽轮机技术 2010 10 作者简介 李桂阳 1973 男 吉林集安 本科 高级工程师 从事汽轮机发电机组检修及技术管理工作 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 19 空冷凝汽器查漏方法的探讨空冷凝汽器查漏方法的探讨 赵世军 内蒙古京科发电有限公司 内蒙古兴安盟科右中旗巴彦胡苏镇 邮编 029400 摘要 采用空气冷却凝汽器的空冷机组是我国近几年在干旱地区大力推广的一种机组 但空冷凝汽器体积庞大 以 往水冷机组常用的灌水查漏法失去了作用 因此如何保证如此庞大的空气冷却系统严密 如何查找空冷凝汽器漏点 保证机组的安全经济运行 成为空冷机组检修维护的一大难题 本文根据京科发电汽轮机空冷凝汽器查漏的过程 提出了局部灌水查漏法 为空冷凝汽器的查漏提供了一种新的方法 关键词 空冷凝汽器 查漏 方法 Air Cooled Condenser Method of Leak Zhao Shijun Inner Mongolia Power Company Limited Beijing Branch Inner Mongolia Xinganmeng Keyouzhongqi town of Bayan Hu Su Postcode 029400 Abstract The air cooled condenser air cooling unit in arid regions in China in recent years vigorously promoted as a unit but the large volume of air cooled condenser the role of conventional water cooled units used irrigation leak was lost Therefore how to ensure that such a massive air cooling system is tight how to find the air cooled condenser leakage point to ensure the safe and economic operation of the unit a major problem in the repair and maintenance of air cooling unit According to the Beijing Branch Power Turbine air cooled condenser leak local irrigation leak detection method a new method for the air cooled condenser leak Keywords air cooled condenser leak method 1 1 概况概况 京科发电公司 1 号机组 CZK330 16 67 0 4 538 538 型汽轮机由上海汽轮机有限公司制造 空 冷凝汽器由国电龙源冷却有限公司生产 直接空冷凝汽式凝汽器系统由六列 每列五排总计 30 个 冷却单元 空冷单元如右图所示 组成 每台风机向 10 片管束供风 即每个冷却单元有 10 片管 束 合计 300 片换热器管束 每片管束 39 根散热管 共计 11700 根散热管 总换热面积达 830064m2 真空系统要求严密不漏气 否则将直接影响空冷凝汽器的冷却能力和安全运行 空冷凝 汽器的散热管全部使用翅片管 在外边看到的是散热片 而管被包在里面 而且空冷器体积庞大 焊口多达 4 万多道 为查漏工作增加了难度 因此 保证如此庞大的冷却系统严密 查找空冷凝汽 器漏点的工作直接关系到机组的安全经济运行 本文详细介绍了对该型汽轮机空冷凝汽器进行漏点 查找的方法 对保证空冷凝汽器的维护 检修质量及机组安全经济运行具有实际指导意义 图 1 辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集辽宁省及蒙东地区电力行业汽轮机技术研讨会论文集 20 2 2 目前常用的空冷凝汽器查漏方法目前常用的空冷凝汽器查漏方法 空冷凝汽器的查漏方法根据使用的查漏仪器不同可分为超声波查漏法和氦气查漏法两种 超声 波查漏法根据凝汽器所处的状态不同又可分为真空查漏法和气压查漏法两种 另外还可以使用灌水 查漏法对空冷凝汽器的凝结水系统进行局部查漏 空冷凝汽器的查漏工作可在运行时进行 也可以 在停机检修时进行 主要和使用的查漏方法及凝汽器的运行状态有关 可以结合进行查漏工作 以 确保空冷凝汽器的严密 下