汽缸金属温度急剧下降的原因分析及预防

1、汽缸金属温度急剧下降的原分析及预防集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-汽缸 金属温 度急剧 下降的 原因分 析 及预防某厂1台哈尔滨汽轮机厂生产的三缸三排汽200MW汽轮机组，长期 存在热态、温态启动时高压内缸下壁金属温度急剧下降、上下缸温差拉 大的现象，有时甚至由于高压内缸下壁温度下降幅度太大，高压内缸上 下壁温差太大，使机组无法启动。1冲转时缸温急剧下降的现象热态、温态启动冲转时，高压调速汽门一打开，高压内缸下部的内 壁金属温度就开始急剧下降，一般在2、3min就下降至最低点；高压内缸 下部的外壁金属温度也跟着下降，只是稍稍有点延

2、时，下降幅度比内壁 金属温度的下降幅度小（一般小10C左右）；随着机组暖机，高压内缸 下壁金属温度应逐步回升。在高压内缸下壁金属温度急剧下降期间，高 压内缸上壁和高压外缸各温度测点的金属温度都基本上保持不变。每次 高压内缸下壁金属温度下降的幅度都不一样，一般在15、30C；且缸温越 高、暖管时间越长，高压内缸下壁金属温度下降的幅度也有增大的趋 势。有儿次就因下降幅度较大（最大的一次下降幅度达54C）造成机组 无法启动。为安全起见，在上下缸温差拉大后，应经较长的一段时间（一般为20、30min）暖机，待高压缸下壁温有所回升，上、下缸温差小 于20C后，机组再继续升速。图1为启动时的高压内缸下部金

3、属温度变 化曲线。1高压内缸下缸内壁金属温度变化曲线2高压内缸下缸外壁金属温度变化曲线图1启动时金属温度变化示意图2原因分析根据上述现象判断，造成高压内缸下壁金属温度下降的原因为：在 开始冲转的瞬间有水进入高压内缸，造成高压内缸下部金属温度急剧下 降。且从下缸金属温度下降幅度和随即的下缸金属温度回升速度判断， 进入汽缸的水不会太多。但水从什么地方来，是怎样进入汽缸的呢？针对这个问题进行了多 次的检查分析和研究。（1）从运行人员操作分析，没发现什么可疑之处。每次开机有关管 理人员都到现场监督，运行人员也能严格按运行规程要求操作，没 有发现什么操作差错。（2）对主蒸汽系统、高压缸本体疏水、和高压缸

4、相连的其他管道的 疏水进行多次割管检查，也没有发现什么问题，所有疏水管都是通畅 的，阀门开关正常，严密性也好。（3）在排除了上述2个可能性后，认为造成机组启动过程中高压内 缸下壁金属温度急剧下降的原因极可能是热力系统的连接方式有问题。 经对机组高压缸相连的所有管道、系统的连接方式进行认真检查、分 析，逐一排除疑点，最后认为高压导汽管的疏水管连接方式确有问题。该汽轮机的4根高压导汽管都是一大“U”形管，疏水管从各高压导 汽管的最低点引出，汇总成一条管后再与高压自动主汽门门座疏水管、 高压调速汽门门座疏水管并在一起，再经一总门排到疏水联箱，最后和 其他疏水一起排到疏水扩容器中去，如图2所示。分析认

5、为，在冲转前 的暖管阶段，高压自动主汽门门座疏水管可能有较大的蒸汽排出，使得 高压导汽管的疏水管、高压自动主汽门门座疏水管、高压调速门门座疏 水管的汇集处压力较高，为小正压。而高压导汽管和高压缸直接相连， 在机组抽真空后，处于负压状态。这样，高压自动主汽门门座疏水管排 出的蒸汽有一部分会沿高压导汽管的疏水管倒流至导汽管中。因高压导 汽管的保温较差，倒流进来的蒸汽在导汽管中会凝结成水，所以这一阶 段导汽管中的积水是无法排出的，且越积越多。汽机冲转时，高压导汽 管中的积水就会进入高压内缸，造成高压内缸下壁金属温度急剧下降。1疏水扩容器2其他疏水管3高压调速汽门门座疏水管4高压自动主汽门门座疏水管5

6、高压导汽管的疏水管图2原咼压疏水系统3问题的解决根据上述分析，在机组启动暖管过程中对高压导汽管的疏水管、高 压自动主汽门门座疏水管、高压调速汽门门座疏水管进行了监视，结果 发现在开启电动主汽门进行主蒸汽管二段暖管后，高压自动主汽门门座 疏水管果然有大量蒸汽排出，并且确实有一部分蒸汽沿高压导汽管的疏 水管倒流进导汽管，高压导汽管的疏水管的壁温有较大上升，并最后稳 定在80C左右（与导汽管相连接处的疏水管壁温）。根据上述分析判断，为了保证机组能安全启动，决定采取以下的措 施：因高压主汽门门座壁温经过暖管已加热至约200C,决定把高压自动 主汽门门座疏水门、高压调速汽门门座疏水门全关，单独让高压导汽

7、管 进行充分疏水，确认高压导汽管的积水疏干净后再冲转。全关门座疏水后，发现高压导汽管的疏水管壁温下降较快，约lOmin 就下降并稳定在56C左右。再经20min观察，发现高压导汽管的疏水管 壁温没有再继续下降。这次机组启动过程高压导汽管的疏水管壁温变化 曲线如图3。判断此时高压导汽管的积水已疏干净，进行汽轮机冲转。结 果高压内缸下壁金属温度真的就没有下降。1凝结器抽真空2主汽管二段暖管3全关门座疏水4汽机冲转图3高压导汽管疏水管温度变化示意图汽轮机冲转时高压内缸下壁金属温度下降的真正原因找到了，于是电厂利用停机机会对高压导汽管的疏水进行改造，将高压导汽管的疏水 管与高压自动主汽门门座疏水管、高压调速汽门门座疏水管分开、并单独接入疏水扩容器（如图4）。改造后的儿次机组启动都没有再出现高压 内缸下部金属温度急剧大幅下降的现象。1, 2, 3, 4, 5 同图 2图4改后高压疏水系统4