淺析1000MW超超臨界機(jī)組高旁故障快開風(fēng)險及處理

【摘要】詳細(xì)介紹了廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司1000MW機(jī)組高旁設(shè)置及正常運(yùn)行中高旁故障快開所帶來的運(yùn)行風(fēng)險、處理思路及要點(diǎn)，并制定相應(yīng)處理措施，對電廠的相關(guān)事故處理具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】高旁；故障；快開；風(fēng)險；處理

1.系統(tǒng)設(shè)備概述

我廠二期1000MW超超臨界機(jī)組的高壓旁路每臺機(jī)組設(shè)4套，布置于鍋爐房內(nèi)主蒸汽聯(lián)箱出口，經(jīng)減溫減壓后接至再熱冷段蒸汽管道。高壓旁路的減溫水取自高壓加熱器出口。高旁容量為100%BMCR。低壓旁路系統(tǒng)低壓旁路每臺機(jī)組設(shè)2套，從汽輪機(jī)中壓缸入口前熱再熱蒸汽兩根支管分別接出，經(jīng)減溫減壓后接至凝汽器。低旁容量為65%BMCR。高、低壓旁路串聯(lián)一起，完成整個旁路系統(tǒng)的工作。低旁減溫水由凝結(jié)水系統(tǒng)引來。

2.高旁故障快開的原因及主要風(fēng)險

2.1 原因

高旁閥快開通過快開電磁閥得電或者安全電磁閥失電實(shí)現(xiàn)，DCS邏輯快開為4個高旁閥聯(lián)動，高旁半側(cè)開啟通常都是由安全電磁閥動作引起。當(dāng)該側(cè)任一個主汽壓力高開關(guān)動作或者出現(xiàn)信號誤動時，均會導(dǎo)致該側(cè)兩個高旁閥的安全電磁閥失電動作，致使高旁快開，且遠(yuǎn)方無法控制。

2.2 主要風(fēng)險（不限于以下）

（1）高旁開啟后，高壓缸通流量大幅下降，若高調(diào)門參與汽壓調(diào)節(jié)，OSB輸出將達(dá)到下限20%，高壓缸基本無功率輸出，高排溫度將快速升高，高壓缸整體溫度水平超限。各缸的功率輸出占比大幅改變，對汽輪機(jī)軸向推力，軸瓦平衡的影響很大，可能出現(xiàn)參數(shù)越限。

（2）再熱汽容易出現(xiàn)超壓，大量蒸汽流過中、低壓缸，以致部分通流區(qū)域承受不允許的高壓差，過度載荷，損傷汽輪機(jī)。中壓缸進(jìn)汽壓力高若再伴隨低汽溫、低背壓，則容易出現(xiàn)低壓缸排汽干度低，嚴(yán)重威脅低壓缸末級葉片安全。

（3）高排溫度升高后，容易引起一再入口聯(lián)箱金屬超溫，需通過開啟再熱器事故噴水來控制超溫。同時輔汽來自冷再，也容易超溫。

（4）高排溫度控制器關(guān)小中壓調(diào)門后，再熱汽壓力和各抽汽壓力均可能出現(xiàn)大幅波動，對應(yīng)加熱器可能出現(xiàn)虛假水位，閃蒸等問題，相關(guān)的用戶將出現(xiàn)供汽短時不足問題。

（5）若再熱器安全門開啟，將導(dǎo)致工質(zhì)流失，容易出現(xiàn)凝汽器水位下降過快。

（6）鍋爐高負(fù)荷情況下，大量蒸汽（低壓缸排汽和低旁）進(jìn)入凝汽器，有可能導(dǎo)致凝汽器超熱負(fù)荷。

3.高旁故障快開的處理措施

（1）確認(rèn)高旁為單側(cè)2個閥門全開，高旁油站油壓未出現(xiàn)異常低，對應(yīng)高旁減溫水正常開啟，DCS上可能有主汽壓力高信號顯示。盡快將準(zhǔn)確信息傳遞給熱控專業(yè)，以縮短處理時間。

（2）確認(rèn)機(jī)組協(xié)調(diào)退出，切至手動控制方式，DEH控制方式為限壓控制。通過提升負(fù)荷設(shè)定值以全開汽輪機(jī)高調(diào)門，密切監(jiān)視汽輪機(jī)高壓缸葉片溫度、高排溫度、軸向位移、軸瓦溫度、振動等參數(shù)的變化情況。

（3）將輔汽切至鄰機(jī)供給，兩臺小機(jī)汽源切換至輔汽。

（4）按A-F順序打閘或快速停運(yùn)一臺制粉系統(tǒng)，保留4臺制粉系統(tǒng)運(yùn)行，將鍋爐負(fù)荷降至55～60%。打閘磨煤機(jī)時發(fā)電機(jī)功率應(yīng)小于840MW，避免觸發(fā)RB。

（5）檢查低旁開啟情況，確認(rèn)低旁閥投入自動，無低旁快關(guān)條件，低旁快關(guān)子環(huán)退出，快關(guān)信號已復(fù)位。若快關(guān)信號未復(fù)位，可以通過投入復(fù)位子環(huán)將信號復(fù)位。將低旁壓力設(shè)定改為手動設(shè)定，逐漸降低設(shè)定值至4MPa左右。關(guān)注高排溫度變化情況，運(yùn)行可以通過進(jìn)一步降低低旁壓力來緩解高排溫度上升，但應(yīng)注意通流量上升對主汽壓力、溫度的影響。

（6）若再熱器出現(xiàn)超壓，應(yīng)確認(rèn)再熱器安全門自動開啟。若再熱器安全門因壓力上升過快出現(xiàn)反復(fù)開關(guān)，可以通過開大低旁來降低再熱汽壓力上升速率。再熱汽安全門開啟后，應(yīng)及時啟動凝補(bǔ)泵和開啟啟動補(bǔ)水對凝汽器補(bǔ)水。

（7）適當(dāng)降低給水焓值偏置值，增加給水流量，提升主汽壓力，并適當(dāng)降低主汽溫度，以降低高排溫度。

（8）2號高加可能會因抽汽溫度高而汽側(cè)保護(hù)退出，應(yīng)確認(rèn)2號高加危急疏水全開，正常疏水關(guān)閉且切手動。出現(xiàn)加熱器汽、水側(cè)退出時，應(yīng)及時確認(rèn)汽側(cè)隔離和水側(cè)切換情況，并從壓力、流量等參數(shù)上進(jìn)行印證。

（9）再熱器進(jìn)口溫度偏差較大，可以通過事故減溫水進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保事故減溫后溫度小于470℃。當(dāng)高旁故障消除時，應(yīng)及時關(guān)閉事故減溫，防止過熱度不足。

（10）高壓缸葉片溫度高時，將關(guān)小中調(diào)門，可能造成再熱汽壓波動，可以在DEH控制畫面上退出高排溫度控制器子環(huán)，避免中調(diào)門參與調(diào)節(jié)。

（11）低旁開啟后可以根據(jù)凝汽器真空和循環(huán)水出水溫度情況，啟動備用真空泵和循環(huán)水泵。

（12）注意檢查各系統(tǒng)水位、流量、電機(jī)電流、溫度、壓力等情況，并及時調(diào)整，特別是低旁或再熱器安全門開啟后凝結(jié)水流量，凝泵電流，凝汽器水位的變化情況。

（13）輔汽溫度可能出現(xiàn)波動，注意通過軸封減溫水或軸封電加熱裝置使軸封供汽溫度維持在280～320℃。

（14）高旁故障隔離或消除前，可將快開的高旁解手動并將指令設(shè)定至當(dāng)前開度，高旁故障消除時，注意防止高旁快速關(guān)閉，造成高排溫度，主汽壓力，再熱汽壓力等大幅變化，出現(xiàn)再熱器事故減溫噴水后過熱度不足，給水流量下降，四抽壓力大幅降低等問題。

（15）高旁關(guān)閉以后，將DEH控制方式切至初壓方式，檢查各系統(tǒng)運(yùn)行情況并將各參數(shù)調(diào)整至正常。

（16）當(dāng)出現(xiàn)以下情況時，執(zhí)行緊急停爐操作：

A.高旁開啟后，再熱器壓力超過6.3MPa，再熱器安全門無法開啟，或再熱器安全門開啟后仍不能使壓力降至安全壓力以內(nèi)。

B.高壓缸排汽溫度大于463℃運(yùn)行超過15分鐘，或高壓缸葉片溫度超過515℃時。

C.再熱汽事故減溫噴水后蒸汽溫度超過470℃。

D.汽輪發(fā)電機(jī)功率長時間低于250MW。

E.凝汽器水位低于-500mm。

F.主蒸汽溫度10分鐘內(nèi)下降50℃。

G.再熱器溫度超過624℃或再熱器管壁出現(xiàn)多點(diǎn)超溫。

H.高旁故障開啟超過30min，故障仍不能消除時。

J.規(guī)程要求的其他緊急停機(jī)、停爐要求。

4.結(jié)語

1000MW超超臨界機(jī)組在電網(wǎng)內(nèi)占據(jù)著舉足輕重的地位。而旁路系統(tǒng)是鍋爐與汽輪機(jī)間的重要樞紐。文章分析了1000MW超超臨界機(jī)組高旁故障快開的原因及主要風(fēng)險，并詳細(xì)制定了該事故發(fā)生后的處理措施，確保事故處理方向正確，時間緊湊，從最大程度上保障機(jī)組設(shè)備的安全。

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作者簡介：黃斌（1984—），男，廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司助理工程師，主要從事火力發(fā)電廠集控值班員工作。