哈汽引进型300MW机组中压缸温差大原因分析及处理.doc

哈汽引进型300MW机组中压缸温差大原因分析及处理科技论坛科技嚣向导2011年第23期哈汽引进型300MW机组中压缸温差大原因分析及处理孟献兵(临涣中利发电有限公司安徽濉溪235139)【摘要】本文针对淮北市临涣中利发电有限公司一期两台哈汽引进型N30016.67/537/537汽轮机开机及滑停过程中中压缸抽汽口处上下缸温差大的现象,简要分析造成此现象的原因,并采取相应针对性的处理措施,确保在启,停过程中中压缸抽汽13处上下缸温差在可控范围内.【关键词】哈汽;汽轮机;中压缸;温差;处理措施淮北市临涣中利发电有限公司(以下简称中利发电)一期工程为2X300MW循环流化床机组.两台汽轮机为哈汽引进型N30016.67/537/537型机组,亚临界,中间再热,两缸两排汽,单轴,冷凝式,分别于2009年3月,5月投入商业运行.自投产后两台汽轮机在启动,低负荷时及滑停过程中多次出现中压缸抽汽口处上下缸温差大的现象.尤其是在滑停配合计划停机检修时,经常由于此处温差超限不得不打闸停机.影响了检修工期.同时也威胁到机组的安全.1.哈汽300MW汽轮机中压缸抽汽口处上下缸温差增大2011年2月份.中利发电两台机组长期处于低负荷运行.#2机组在180MW负荷运行时.中压缸抽汽口处上缸温度为446,下缸温度为414.上下缸温差就达到32.当机组负荷继续降低至120MW时.舵汽轮机中压缸抽汽口处上下缸温差达到42左右.已达到报警值,并且有逐步恶化的趋势.对机组低负荷运行具有极大的安全隐患.当机组滑停到负荷80MW时.中压缸抽汽口处上缸温度为408.下缸温度为352.上下缸温差就达到56,并有迅速增大的趋势.为保证机组的安全.按照规程规定.必须打I1可停机.由于汽轮机上下缸温差超限导致机组的滑停过程被迫提前终止2.汽缸温差大的危害汽轮机上下缸温差大将会引起汽缸热变形.通常情况下是上缸温度高于下缸.因而上缸变形大于下缸,使汽缸向上拱起.俗称猫拱背.汽缸上下缸温差大会使汽轮机动静部分轴向间隙变小.转子偏心也会出现一定程度的变化.当转子出现较大偏心时.将引起轴向动静摩擦,诱发振动甚至造成大轴的弯曲.另外还会出现隔板和叶轮偏离正常时所在的垂直平面的现象,损坏设备.国内外汽轮机制造厂生产的汽轮机均曾发生过因上下缸温差大而导致的严重事故.因此在”防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”中对于汽轮机上下缸温差也有明确要求3.造成中压缸上下缸温差大的原因分析就实际运行及汽轮机自身结构而言.引起汽轮机汽缸上下缸温差的原因是多方面的:3.1机组启动过程中,低负荷时,中压缸抽汽口处上下缸温差大3.1.1启动前,启动中疏水不畅,疏水倒窜和汽缸进水,进冷气.本厂在汽轮机疏水设计,安装时存在一定的不合理之处.部分压力等级不同的疏水接在同一疏水扩容器上.由于启动时.高压部分的疏水量很大,导致压力等级较低的疏水无法排出.更严重者将引起疏水反窜.汽轮机本体进冷水,冷气,出现汽缸上下缸温差增大的现象.3.1.2机组启动时轴封供汽时间太长.在盘车过程中.部分轴封汽在真空的抽吸作用下进入汽缸内部.蒸汽向上流动.使得汽缸上缸加热快于下缸.如果轴封供汽时间过长.将引起汽缸上下缸温差越来越大.影响机组的启动.3.1.3汽轮机在启动初期,蒸汽在汽缸内壁凝结放热形成疏水.在重力作用自流至汽缸下部.在汽缸下缸形成水膜,增大了传热热阻.影响了下缸的加热,同样使得汽缸上缸加热快于下缸,上下缸温差增大3.1.4上下缸具有不同的重量和散热面积.下缸重量大于上缸.下缸布置有抽汽管道.散热面积大,在同样的加热或冷却条件下.下缸散热快而加热慢.所以上缸温度大于下缸.3-2机组在滑停过程中出现中压缸上下缸温差大3.2.1机组保留了西屋原结构,装备有蒸汽冷却系统.用以降低再热蒸汽包围的中压缸进汽口处的叶片根部和转子的温度.此冷却蒸汽是用来改善受影响区域的叶根和转子的蠕变强度.并且减少转子弯曲的可能性.调节级后的蒸汽一股通过调节级叶轮根部的平衡孔反向流动,冷却高压转子及蒸汽室,另一股经过高压平衡环的汽封漏向高压外缸和高压内缸的夹层.冷却高压内缸外壁及高压进汽部分.然后经过冷却蒸汽管流人二段抽气逆止门前.还有一股经中压进汽平衡环汽封漏人中压一级.冷却中压进汽部分转子.中压外缸与中压内缸的夹层中有来自中压5级后的冷却蒸汽冷却中压内缸外壁和外缸内壁为了保证汽轮机的安全运行.机组采用了自身蒸汽冷却系统在机组滑停的过程中.由于中压第1段抽汽El(即#3段抽汽E1)对蒸汽的抽吸和中压5级后下排汽对上排汽的排挤共同作用.导致在滑停中下缸的冷却大大快于上缸,滑停的时间越长,中压缸抽汽口处的上,下缸温差越大.3.2.2在汽轮机本体周围.运转平台以上的空气温度高于运转平台以下的温度,气流从下向上流动,造成上,下缸冷却条件不同.使上缸的温度高于下缸.3.2I3由于汽轮机上,下缸结构不同,下缸布置有抽汽管道.保温状态不完全相同.有部分保温材料因重力原因.可能出现不贴缸的现象;同时,汽轮机在不同工况下,下缸保温材料在热胀冷缩,振动等多种因素的共同作用下.造成保温砖脱落.挡风板不严.下缸和保温材料之间有”穿膛冷却风”现象保温不良也加大了中压缸上下缸温差4.防止中压缸上下缸温差增大的措施4.1启动过程中.加强汽轮机本体及管道疏水.并且加强汽流扰动,破坏水膜的形成.更有利于下缸的加热.4.2汽轮机组在停机前降负荷时提前退出#3高加运行按照(300MW汽轮机运行规程规定,汽轮机停机过程中,#1一#3高加随机组解列而退出.这种做法通常是为了加大冷却缸体的蒸汽量机组经过多次启停后.在出现中压缸抽汽口上下缸温差超限的情况下.可以考虑在高负荷情况下提前进行退出高压加热器的运行操作这样可以及时避免因中压缸第1段抽汽口(即#3段抽汽口)对蒸汽的抽吸作用和中压5级后下排汽对上排汽的排挤作用而造成下缸冷却快于上缸.防止上下缸温差超限中利发电#2机组采取的措施是机组运行至130150MW,主,再热蒸汽温度在450%时,退出#3高加运行.机组解列前中压缸上下缸温差最大值由原来的42%下降至25.停机后中压上下缸最大值下降到50(原最大温差61).其后数次停机,温差一直维持在50%左右4_3停机以后严格执行”二十五项反措”,防止汽缸进冷水,冷汽.发现汽缸有进冷水,冷汽可能时,要考虑及时停运给泵,凝泵等带压设备,认真查找隔离各水源,汽源.阀门不严内漏要及时通知检修处理4.4汽缸本体保温材料在大修中进行了重新更换.保证汽缸保温材料装设工艺.在保温材料未改造以前,可I时在停机后对高,中,低压缸两端堆放轻质保温材料.并对汽机进行闷缸操作4.5机组检修中.将疏水管道进行改造.按照压力等级相近的疏水接在同一疏水扩容器上.尽量减少启停过程中疏水的排挤,反窜5.总结针对中利发电两台机组存在上下缸温差大的现象.分析了造成此现象的