300 MW機(jī)組投產(chǎn)初期的問題分析及優(yōu)化運(yùn)行

陳立志

(華電哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150046)

1 設(shè)備概況

華電哈爾濱熱電有限責(zé)任公司2臺300 MW火力發(fā)電供熱機(jī)組主機(jī)為哈爾濱鍋爐廠、哈爾濱汽輪機(jī)廠、哈爾濱電機(jī)廠產(chǎn)品。鍋爐型號，HG－1025/17.5－YM36;汽輪機(jī)型號，CN250/300－16.67/537/537;發(fā)電機(jī)型號，QFSN－300－2。首臺機(jī)組(#7機(jī)組)于2006年9月并網(wǎng)發(fā)電，#8機(jī)組于2007年1月并網(wǎng)發(fā)電。

300MW機(jī)組采用亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、抽凝汽式汽輪機(jī)，設(shè)計新蒸汽壓力為16.67 MPa，溫度為537℃，再熱溫度為537℃，額定蒸汽流量為892.43 t/h，設(shè)計出力為300 MW。汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)采用高、低壓串聯(lián)旁路，其容量按鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的15%設(shè)置。給水系統(tǒng)采用單元制，每臺機(jī)組設(shè)置2臺50%容量汽動調(diào)速給水泵，1臺30%容量電動調(diào)速給水泵。3臺高壓加熱器采用大旁路系統(tǒng)。凝結(jié)水系統(tǒng)采用中壓凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，每臺機(jī)設(shè)3臺凝結(jié)水泵。從凝汽器出來的凝結(jié)水分別經(jīng)過凝結(jié)水泵、凝結(jié)水精處理裝置、軸封冷卻器和4臺低壓加熱器進(jìn)入除氧器。

鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐。采用雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)直吹制粉系統(tǒng)，直流式煤粉燃燒器四角布置，切圓燃燒，擺動燃燒器調(diào)節(jié)再熱汽溫，噴水減溫調(diào)節(jié)過熱汽溫，平衡通風(fēng)，三分倉容克式空氣預(yù)熱器，刮板撈渣機(jī)連續(xù)固態(tài)排渣。在機(jī)組電負(fù)荷為336.3 MW時，鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1025 t/h;機(jī)組電負(fù)荷為300 MW時，鍋爐的額定蒸發(fā)量為892.43 t/h。

汽輪發(fā)電機(jī)冷卻方式為定子線圈水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子線圈氫冷，定子鐵芯氫冷。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)單相接地變壓器接地。發(fā)電機(jī)采用自并勵靜止勵磁系統(tǒng)，視在功率為353 MV·A，額定功率為300 MW。

2 問題概述及解決方法

2.1 汽輪機(jī)方面的問題及防范措施

(1)某日，#7機(jī)組冷態(tài)啟動，與系統(tǒng)并列帶負(fù)荷。有功負(fù)荷加至140 MW后，凝結(jié)水流量420 t/h，再也加不上去，啟動備用凝結(jié)水泵無效。停機(jī)后對凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)凝汽器至凝結(jié)水泵入口管處有一塊木板，使凝結(jié)水流量加不上去。將木板取出后，啟動#7機(jī)組，凝結(jié)水流量恢復(fù)正常。

防范措施:機(jī)組竣工后啟動前，凝汽器中雜物要清理干凈，其他容器、管路內(nèi)雜物也要清理干凈，各個濾網(wǎng)更要清洗干凈。

(2)某日，#7機(jī)組小修后冷態(tài)啟動。點(diǎn)爐后，投入高低壓旁路系統(tǒng)時，操作員誤將高壓旁路減溫水投入。減溫水進(jìn)入到高排逆止門后再熱器冷段管路里。在機(jī)組沖轉(zhuǎn)前，將高低壓旁路系統(tǒng)退出后，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，高排逆止門打開，蒸汽進(jìn)入再熱器冷段管路里，汽水沖擊造成管路振動損壞，啟機(jī)工作被迫中止。

防范措施:將高壓旁路減溫水電動門停電，使之無法開啟。在機(jī)組運(yùn)行的3年時間內(nèi)，汽機(jī)高壓旁路減溫水從未使用過，可以在機(jī)組設(shè)計圖紙中去掉。

(3)在#7，#8機(jī)組啟動過程中，給水由旁路切至主路時，由于給水流量不好控制，給水流量增大使汽包水位瞬間升高，經(jīng)常會使?fàn)t汽包水位高信號發(fā)出，造成鍋爐主燃料跳閘MFT(Main Fuel Tripment)動作，機(jī)組跳閘與系統(tǒng)解列。

防范措施:給水主路控制門是全開全關(guān)型電動門，從全關(guān)到全開需要2 min左右。給水旁路是氣動調(diào)節(jié)門，從全開到全關(guān)需要10 s。主路流量是1000 t/h，旁路流量是300t/h，主路流量約是旁路流量的3倍。主路電動門開啟40 s后流量會超過300 t/h，此時旁路氣動門應(yīng)關(guān)閉，保持給水流量恒定，汽包水位就不會升高了。所以，主路電動門開啟后應(yīng)逐步關(guān)小旁路氣動門，40 s后旁路氣動門應(yīng)全部關(guān)閉，給水流量穩(wěn)定，汽包水位就不會升高了。

(4)某日，在#8機(jī)組運(yùn)行過程中，因為#8鍋爐滅火導(dǎo)致#8機(jī)組跳閘。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)下降，主油泵(與汽輪機(jī)同軸)不工作導(dǎo)致主機(jī)潤滑油壓下降。#8機(jī)組交流事故油泵、直流事故油泵均未聯(lián)啟，由于未能及時發(fā)現(xiàn)，造成主機(jī)潤滑油中斷，軸瓦損壞，被迫停機(jī)處理。其原因為主機(jī)潤滑油壓力低聯(lián)啟交流事故油泵、直流事故油泵聯(lián)鎖未投。此聯(lián)鎖平時由熱工人員通過修改操作系統(tǒng)中的邏輯程序來投停，#8機(jī)組停機(jī)時，為了停止交流事故油泵、直流事故油泵，熱工人員將聯(lián)鎖解除，啟機(jī)時沒有及時將聯(lián)鎖投入。

防范措施:分散控制系統(tǒng)DCS(Distrbuted Control System)操作系統(tǒng)運(yùn)行人員監(jiān)控機(jī)上安裝了機(jī)組所有聯(lián)鎖的監(jiān)視畫面。

(5)某日，在#8機(jī)組運(yùn)行過程中，忽然發(fā)出發(fā)電機(jī)定子冷卻水流量低信號，運(yùn)行人員立即啟動備用定子冷卻水泵并向定子冷卻水箱補(bǔ)水。1 min后，發(fā)電機(jī)定子冷卻水?dāng)嗨Ｗo(hù)啟動將#8機(jī)組跳閘。其原因為化學(xué)人員為定子冷卻水凈化裝置加新藥后開大管路放水門沖洗，造成定子子冷卻水失水量大，當(dāng)定子冷卻水流量低于10 t/h時候，發(fā)電機(jī)定子冷卻水?dāng)嗨Ｗo(hù)動作于機(jī)組跳閘。

防范措施:在發(fā)電機(jī)定子冷卻水凈化裝置管路放水門前安裝節(jié)流孔板，使最大放水量小于補(bǔ)水量。

(6)某日，在#8機(jī)組運(yùn)行過程中，有功負(fù)荷為240 MW，凝汽器向除氧器上水氣動調(diào)節(jié)門開度為51%，除氧器上水流量為668 t/h。突然，除氧器上水流量變?yōu)?，凝汽器向除氧器上水氣動調(diào)節(jié)門全關(guān)，給開啟指令無效，除氧器水位迅速下降。值班員立即減有功負(fù)荷，同時，去現(xiàn)場開啟除氧器上水氣動調(diào)節(jié)門旁路手動截門。由于除氧器水位迅速下降至1400 mm，造成2臺汽動給水泵保護(hù)動作跳閘，汽動給水泵跳閘后，鍋爐汽包水位迅速降至跳閘值，#8鍋爐MFT動作，#8機(jī)組跳閘與系統(tǒng)解列。其原因為除氧器上水氣動調(diào)節(jié)門失靈而意外關(guān)閉。

防范措施:將汽機(jī)凝汽器向除氧器上水氣動調(diào)節(jié)門旁路手動截門改為氣動調(diào)節(jié)門，使之能遠(yuǎn)方迅速開啟。

2.2 鍋爐方面的問題及防范措施

(1)300 MW機(jī)組投產(chǎn)調(diào)試階段使用了大量燃油。后來安裝了鍋爐微油點(diǎn)火系統(tǒng)(使用微量燃油點(diǎn)燃煤粉)，機(jī)組啟、停燃油量下降到原來的1/10左右。建議新建電廠一定要安裝微油點(diǎn)火系統(tǒng)，在投產(chǎn)調(diào)試階段就會節(jié)省大量燃油。

(2)某日，在#7機(jī)組運(yùn)行過程中，運(yùn)行人員對#7鍋爐進(jìn)行蒸汽吹掃。有1臺長程吹灰器吹灰后未能自動退出，滯留在爐膛內(nèi)，未能及時發(fā)現(xiàn)。一段時間后，#7鍋爐因為過熱器爆管而停爐。其原因是滯留在爐膛內(nèi)的這只長程吹灰器長時間的對過熱器的某一點(diǎn)進(jìn)行蒸汽吹灰，造成該位置過熱器爆管。

防范措施:鍋爐進(jìn)行蒸汽吹掃后，運(yùn)行人員應(yīng)就地檢查吹灰器是否退出爐膛并切斷吹灰用蒸汽;吹灰器反饋到DCS監(jiān)控系統(tǒng)的信號應(yīng)該能正確反吹灰器是位于爐外還是爐內(nèi)。

(3)某日，在#8機(jī)組運(yùn)行過程中，#8鍋爐#1一次風(fēng)機(jī)突然跳閘，之后造成#2一次風(fēng)機(jī)過力矩保護(hù)動作跳閘，2臺一次風(fēng)機(jī)相繼跳閘，造成#8機(jī)組跳閘。#1一次風(fēng)機(jī)跳閘原因是風(fēng)機(jī)前軸承溫度測點(diǎn)失靈。

防范措施:對于主機(jī)和重要輔機(jī)溫度測點(diǎn)，請熱工人員做1個程序——溫度突然發(fā)生跳躍性變化，說明溫度測點(diǎn)失靈，不是設(shè)備真的出現(xiàn)問題，此時禁止跳閘設(shè)備。

(4)#7，#8機(jī)組各設(shè)置2臺75 kW密封風(fēng)機(jī)。密封風(fēng)機(jī)入口取自廠房內(nèi)大氣，密封風(fēng)機(jī)出口至磨煤機(jī)、給煤機(jī)做密封風(fēng)用。為了節(jié)省廠用電和簡化系統(tǒng)，將密封風(fēng)母管入口直接引自一次風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng)母管，密封風(fēng)機(jī)只在機(jī)組啟動時一次風(fēng)機(jī)未啟動時投入，正常運(yùn)行時密封風(fēng)機(jī)停止，使用一次風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng)作為密封風(fēng)，效果很好。

(5)#7，#8鍋爐制粉系統(tǒng)采用3臺BBD4060B雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)。在運(yùn)行初期，該型號磨煤機(jī)多次出現(xiàn)問題，導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘及損壞情況發(fā)生。

1)該型號磨煤機(jī)使用說明書中介紹可以采用單進(jìn)單出(即半磨)運(yùn)行方式。筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)，采用單進(jìn)單出(即半磨)運(yùn)行方式時，磨煤機(jī)大罐內(nèi)煤粉對停止側(cè)螺旋輸煤裝置產(chǎn)生的推力加大，使螺旋輸煤裝置與磨煤機(jī)聯(lián)接的螺栓損壞，導(dǎo)致磨煤機(jī)無法運(yùn)行。因此，不建議采用單進(jìn)單出(即半磨)運(yùn)行方式。

2)該型號磨煤機(jī)出口8個煤粉管道氣動插板只有一個保護(hù)，其中任一個氣動插板關(guān)反饋信號未傳至集控DCS操作系統(tǒng)時，該磨煤機(jī)就會在1 min后跳閘。在運(yùn)行工作中，氣動插板需要經(jīng)常開關(guān)，由于工作環(huán)境比較惡劣，氣動插板有時不能全關(guān)而導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘。后來，發(fā)現(xiàn)氣動插板即使不全關(guān)也不會對磨煤機(jī)運(yùn)行構(gòu)成威脅，于是取消了該保護(hù)。

3)由于煤炭資源緊張，鍋爐煤質(zhì)不好，東北地區(qū)冬天降雪量較大，若煤質(zhì)濕且黏性大時，刮板式給煤機(jī)至磨煤機(jī)落煤管處時常會發(fā)生堵煤現(xiàn)象，這時需要停止磨煤機(jī)來處理堵煤問題，從而影響了鍋爐燃燒并增大了操作人員的工作量。后來，將刮板式給煤機(jī)密封風(fēng)管入口移至磨煤機(jī)落煤管正上方，煤質(zhì)不好時還可以加大密封風(fēng)量，較好地解決了落煤管堵煤的問題。

4)煤倉至給煤機(jī)入口處經(jīng)常堵煤。原因是給煤機(jī)入口門位置過高，給煤機(jī)入口門至給煤機(jī)刮板間距離約為3 m，管子上、下一樣粗，當(dāng)煤質(zhì)濕且黏性大時，這段管子經(jīng)常會出現(xiàn)堵煤現(xiàn)象。后來，將給煤機(jī)入口門下移，煤倉至給煤機(jī)入口門處管路加粗，堵煤情況減少了很多。

2.3 電氣方面的問題及解決方法

(1)某日，在#8機(jī)組運(yùn)行過程中，#8機(jī)組變壓器因溫度高而跳閘，#8機(jī)組停機(jī)。其原因是#8機(jī)組變壓器冷卻器工放備用電源取自#8機(jī)組電動機(jī)控制中心 MCC1A，MCC1B，MCC1A，MCC1B 動力電源柜為制造廠家成套產(chǎn)品，所帶#8機(jī)組變壓器冷卻器工放、備用電源抽屜柜內(nèi)均為60 A斷路器，因為斷路器容量不夠，工作電源斷路器先跳閘，備用電源斷路器聯(lián)動后也因為容量不夠跳閘，導(dǎo)致#8機(jī)組變壓器冷卻器全部停止，#8機(jī)組變壓器溫度迅速升高而跳閘。

防范措施:#8機(jī)組變壓器冷卻器就地電源控制箱是與#8機(jī)組變壓器配套而來，#8機(jī)組動力電源柜MCC1A，MCC1B為另外一個廠家制造，所帶#8機(jī)組變壓器冷卻器電源斷路器與#8機(jī)組變壓器冷卻器就地電源控制箱內(nèi)斷路器容量不匹配。將#8機(jī)組變壓器冷卻器工備電源抽屜柜內(nèi)60 A斷路器換成100 A斷路器，解決了這個問題。在設(shè)計時應(yīng)考慮到這類情況，投運(yùn)前應(yīng)做好檢查工作。還有一種情況，例如#7，#8鍋爐#1，#2火檢風(fēng)機(jī)，#7，#8機(jī)組#1，#2 EH油泵，#7，#8機(jī)組盤車等，設(shè)備就地電源控制箱內(nèi)有1套控制斷路器，設(shè)備所取的動力電源柜上還有1套控制斷路器，重復(fù)設(shè)置，成本增加，降低了供電可靠性。筆者分析認(rèn)為是2個廠家制造導(dǎo)致重復(fù)，應(yīng)該去掉1套控制斷路器。

(2)某日，#8機(jī)組運(yùn)行。8 A低壓廠用變壓器跳閘，原因是變壓器溫度高。隨后檢查發(fā)現(xiàn)變壓器溫度并不高，原來是電子測溫儀溫度指示發(fā)生了跳躍性的變化，該測溫儀為濟(jì)南金曼克電器有限公司生產(chǎn)，型號為BWDK－3207。請制造廠家人員來檢查，未發(fā)現(xiàn)有問題，他們認(rèn)為是各部件連接不牢固造成的。后來，一次偶然的機(jī)會發(fā)現(xiàn)，在電子測溫儀附近使用對講機(jī)進(jìn)行通話時，電子測溫儀受到干擾，溫度指示會發(fā)生跳躍性的變化，從而找到了跳閘原因。

防范措施:在現(xiàn)代化發(fā)電廠中，越來越多的采用電子數(shù)字式儀表。對于重要的儀表，要做好屏蔽工作。需要將所有的電子測溫儀都加裝金屬屏蔽網(wǎng)，通過試驗檢驗，效果良好。

(3)某日，#8機(jī)組運(yùn)行。#8鍋爐電動機(jī)控制中心MCC1B所帶設(shè)備#8鍋爐#1回用水泵電機(jī)故障，斷路器拒動，越級將MCC1B母線電源斷路器跳閘，MCC1B母線失電。由于#8鍋爐#2，#3磨煤機(jī)油站電源取自MCC1B母線，造成#8鍋爐#2，#3磨煤機(jī)跳閘，#8鍋爐及時投油助燃才避免了鍋爐滅火。

防范措施:#8鍋爐一共有3個電動機(jī)控制中心MCC1A，MCC1B，MCC2。MCC1A母線帶#8鍋爐#1磨煤機(jī)油站電源和#1，#3，#5給煤機(jī)電源，MCC1B母線帶#8鍋爐#2，#3磨煤機(jī)油站電源和#2，#4，#6給煤機(jī)電源，MCC2母線帶#8鍋爐碎渣機(jī)等設(shè)備。后來將負(fù)荷重新分配:MCC1A母線帶#8鍋爐#1磨煤機(jī)油站電源和#1，#2給煤機(jī)電源;MCC1B母線帶#8鍋爐#2磨煤機(jī)油站電源和#3，#4給煤機(jī)電源;MCC2母線帶#8鍋爐#3磨煤機(jī)油站電源和#5，#6給煤機(jī)電源。這樣，任意一條母線故障失電，只會導(dǎo)致1臺磨煤機(jī)跳閘，減小了對鍋爐燃燒的影響，避免了滅火事故的發(fā)生。

(4)某日，#7機(jī)組運(yùn)行。#7機(jī)組380 V動力中心PCA段母線發(fā)生瞬間接地故障，PCA段母線工作電源零序過流保護(hù)動作導(dǎo)致工作電源斷路器跳閘，PCA段母線與PCB段母線間設(shè)有聯(lián)絡(luò)斷路器作為PCA段母線備用電源，但它們之間未裝設(shè)跳閘聯(lián)動裝置，PCA段母線工作電源斷路器跳閘后，聯(lián)絡(luò)斷路器沒有合閘，PCA段母線失電。#7機(jī)組保安段當(dāng)時由PCA段供電(保安段有2路工作電源，分別取自于#7機(jī)組380 V動力中心PCA，PCB段母線，柴油發(fā)電機(jī)作為保安段備用電源)。由于保安段工作電源沒有裝設(shè)低電壓跳閘裝置，故未跳閘。由此導(dǎo)致保安段另一路工作電源不能投入(保安段兩路工作電源之間只裝設(shè)了跳閘聯(lián)動裝置，沒有裝設(shè)低電壓聯(lián)動裝置)。保安段備用電源柴油機(jī)聯(lián)動投入時由于保安段上所帶2臺#7鍋爐火檢風(fēng)機(jī)已經(jīng)跳閘，造成#7鍋爐MFT保護(hù)動作，#7鍋爐滅火，#7機(jī)組跳閘。

防范措施:在#7機(jī)組380V動力中心PCA，PCB段母線工作電源斷路器與聯(lián)絡(luò)斷路器之間均設(shè)裝設(shè)工備電源跳閘聯(lián)動裝置。在#7機(jī)組保安段2路工作電源斷路器之間均設(shè)低電壓跳閘聯(lián)動裝置，防止上述問題再度發(fā)生。

(5)#7，#8機(jī)組廠用電源系統(tǒng)按發(fā)電機(jī)單元制接線原則，每臺機(jī)組各設(shè)置1臺額定容量500 kV·A的檢修變壓器，額定電流721.69A。1臺800kV·A的照明變壓器，額定電流1154.7 A。上述4臺變壓器均投入運(yùn)行。在實際運(yùn)行工作中，發(fā)現(xiàn)2臺機(jī)組運(yùn)行時，2臺檢修變壓器的工作電流均在10A以下。在1臺機(jī)組運(yùn)行，1臺機(jī)組大修時，大修機(jī)組的檢修變壓器工作電流在100 A以下。1臺檢修變壓器完全能夠同時接納2條檢修段所帶的負(fù)荷。于是，投入#7，#8機(jī)組檢修段之間聯(lián)絡(luò)斷路器，用#7機(jī)組檢修變壓器同時帶#7，#8機(jī)組檢修段負(fù)荷，#8機(jī)組檢修變壓器高、低壓側(cè)斷路器均斷開做備用。在實際運(yùn)行工作中，發(fā)現(xiàn)2臺照明變壓器的工作電流均在100 A以下，用#7機(jī)組照明變壓器同時帶#7，#8機(jī)組照明段負(fù)荷，#8機(jī)組照明變壓器高、低壓側(cè)斷路器斷開做備用。2臺變壓器處于備用狀態(tài)避免了空載損耗和負(fù)載損耗的產(chǎn)生。通過對運(yùn)行方式的合理改變，降低了廠用電量。