淺析超臨界機(jī)組運(yùn)行中高加檢修冷卻方法

王曉臻

摘 要：超臨界機(jī)組運(yùn)行參數(shù)高，正常運(yùn)行中高壓加熱器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高加）一旦發(fā)生故障退出運(yùn)行，由于抽汽逆止門(mén)和電動(dòng)門(mén)內(nèi)漏，高加進(jìn)口或出口三通閥關(guān)閉不嚴(yán)等問(wèn)題，將會(huì)給高加冷卻檢修帶來(lái)困難，文章根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出高加退出后綜合冷卻方案，為檢修工作爭(zhēng)取時(shí)間。

關(guān)鍵詞：高壓加熱器；冷卻；水封；檢修

引言

高加是發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的重要組成部分，高加的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有重要的影響。在高加退出運(yùn)行的情況下，機(jī)組供電煤耗增加約10g/kWh[1]，按照一臺(tái)機(jī)組每天發(fā)電量0.12億千瓦時(shí)，標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)650元/噸計(jì)算，每天增加發(fā)電成本7.8萬(wàn)元。所以運(yùn)行中如果高加因水側(cè)發(fā)生泄漏而退出運(yùn)行，檢修人員必須盡快進(jìn)入水室進(jìn)行堵漏處理。但高加停運(yùn)后其金屬溫度較高，必須冷卻到一定溫度后，才能具備進(jìn)入水室檢修條件。按以往機(jī)組停運(yùn)后的檢修記錄，高加自然冷卻時(shí)間為81h，實(shí)際在機(jī)組運(yùn)行中，考慮管閥的泄漏，冷卻時(shí)間更長(zhǎng)，為減少發(fā)電損失，探索縮短高加冷卻時(shí)間的方法具有重要意義。

1 高壓加熱器概況

某廠回?zé)嵯到y(tǒng)三臺(tái)高加水側(cè)采用整體大旁路熱力系統(tǒng)，任意一臺(tái)高加故障時(shí)，需整體解列，三臺(tái)高加均為臥式三段冷卻表面式加熱器，水側(cè)進(jìn)出口采用液動(dòng)三通閥結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)布置如圖1所示。

2 高加冷卻方案

2.1 泄漏情況

#3高加水側(cè)發(fā)生泄漏，高加解列后發(fā)現(xiàn)三段抽汽電動(dòng)門(mén)及抽汽逆止門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，#3高加汽側(cè)溫度始終保持在180℃左右。高加水側(cè)主路出口三通閥前管道放水門(mén)始終有水放出，判斷出口三通閥有小流量?jī)?nèi)漏。

2.2 解決方案

針對(duì)水側(cè)出口三通閥的內(nèi)漏情況，采取一方面開(kāi)啟整個(gè)高加組水側(cè)所有的放水和排空門(mén)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行泄壓，減少漏向#3高加的高溫工質(zhì)，另一方面利用水封法在#2高加進(jìn)口管放水門(mén)處先后注入兩個(gè)不同溫度等級(jí)的凝結(jié)水，以減緩管路降溫速率，并形成水封以隔絕剩余熱源。#3高加汽側(cè)的冷卻效率是高加檢修的關(guān)鍵，以往采取的冷卻方式主要有兩種：第一種方式是在#3高加汽側(cè)底部注入溫度較低的除鹽水強(qiáng)制降溫的方式，這種方式雖然冷卻效果好，冷卻時(shí)間短，但會(huì)導(dǎo)致高加筒體金屬內(nèi)外壁溫差增大，產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種熱應(yīng)力大到一定程度，可能使高加發(fā)生彎曲變形。特別是高加管板邊緣處，當(dāng)高加內(nèi)壁收縮與管板膨脹不一致時(shí)，會(huì)增加高加管口與管板間泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。第二種方式是利用汽輪機(jī)快冷裝置[2]，采用順流方式，通過(guò)接管將加熱后溫度可控且穩(wěn)定的壓縮空氣由#3高加抽汽口接入，由正常疏水管道排出，通過(guò)控制快冷裝置出口壓縮空氣溫度的變化快速降低高加溫度。這種冷卻方式能較準(zhǔn)確控制冷卻空氣的溫度，但壓縮空氣較正常運(yùn)行時(shí)的抽汽量要小得多，壓縮氣流會(huì)以最短的路徑通過(guò)疏水冷卻段流出，對(duì)高加上級(jí)疏水進(jìn)口端基本不具有冷卻效果，反而會(huì)增大高加筒體兩端溫差，并且高加檢修不屬于經(jīng)常性項(xiàng)目，快冷裝置的投運(yùn)增加了系統(tǒng)操作量，考慮實(shí)際運(yùn)行中高加抽汽電動(dòng)門(mén)和逆止門(mén)不嚴(yán)，泄漏的蒸汽對(duì)壓縮空氣產(chǎn)生干擾，對(duì)冷卻效果會(huì)產(chǎn)生一定的影響，實(shí)際使用并不多?？紤]汽輪機(jī)快冷裝置有兩種冷卻方式：一是順流冷卻；二是逆流冷卻，順流需要使用快冷裝置，逆流卻不一定需要。因#3高加正常疏水溫度180℃，相對(duì)較低，高加停運(yùn)后正常疏水排氣管處溫度能在2小時(shí)內(nèi)降低至80℃，在此處接入未經(jīng)加熱的壓縮空氣，逆流進(jìn)入#3高加汽側(cè)，利用金屬蓄熱逐漸升溫，通過(guò)調(diào)整三抽電動(dòng)門(mén)后疏水門(mén)和#2高加到#3高加正常疏水排氣門(mén)開(kāi)度，可以調(diào)整冷卻空氣流量控制降溫速率，通過(guò)調(diào)整高加筒內(nèi)壓力，既可以阻止抽汽管路泄漏的蒸汽，也有助于快速查找泄漏點(diǎn)，達(dá)到方便快速冷卻檢修的目的，實(shí)際系統(tǒng)如圖2所示。

2.3 實(shí)際效果

對(duì)#3高加汽側(cè)進(jìn)行隔絕，在正常疏水排空門(mén)處接入壓縮空氣，緩慢升壓至汽側(cè)壓力表顯示0.5Mpa時(shí)，開(kāi)啟三段抽汽電動(dòng)門(mén)后疏水手動(dòng)門(mén)，維持汽側(cè)壓力0.4Mpa，使用溫槍或安裝溫度表測(cè)量疏水手動(dòng)門(mén)處溫度下降速率，通過(guò)調(diào)整上述進(jìn)排氣門(mén)開(kāi)度控制冷卻空氣流量，使降溫速率不超過(guò)1℃/M。經(jīng)過(guò)3個(gè)小時(shí)的冷卻，#3高加筒體溫度降低至153℃后，受管徑限制，進(jìn)排氣手動(dòng)門(mén)已無(wú)調(diào)整余量，在#3高加底部疏水冷卻段放水門(mén)處增加一路冷卻壓縮空氣，稍開(kāi)#2高加至#3高加正常疏水管路排氣手動(dòng)門(mén)，增大氣流量的同時(shí)平衡#3高加殼側(cè)兩端降溫速率，經(jīng)過(guò)5個(gè)小時(shí)，#3高加殼側(cè)溫度降低至50℃以下，具備進(jìn)入水室檢修條件。降溫對(duì)比如表1所示。

3 高加冷卻經(jīng)濟(jì)性和安全注意事項(xiàng)

3.1 經(jīng)濟(jì)性分析

相比高加汽側(cè)除鹽水注水冷卻法，快冷裝置冷卻法，文章所述水封結(jié)合壓縮空氣逆流冷卻法，投入成本低，在不使高加設(shè)備受到隱形損害的前提下，冷卻時(shí)間最短，實(shí)際使高加提前兩天投入運(yùn)行，節(jié)約費(fèi)用約15萬(wàn)元。

3.2 安全注意事項(xiàng)

機(jī)組運(yùn)行中，受設(shè)備缺陷等因素的影響，高加冷卻期間和檢修工作開(kāi)始前，需要綜合分析各溫度和壓力測(cè)點(diǎn)變化趨勢(shì)，防止高溫高壓工質(zhì)對(duì)人身造成傷害。使用水封法隔絕水側(cè)泄漏的工質(zhì)時(shí)，要特別注意高加組水側(cè)每個(gè)放水和排空門(mén)必須保持全開(kāi)，個(gè)別電廠由于這些閥門(mén)操作費(fèi)力，操作開(kāi)度較小，再加上蒸汽管路泄漏的蒸汽對(duì)水封的加熱作用，待部分管段溫度達(dá)到一定時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的汽水膨脹，大量高溫汽水因放水和排空門(mén)開(kāi)度小，不能完全泄壓而涌向開(kāi)啟人孔門(mén)的待檢修高加，造成人身傷亡，所以水封法隔離冷卻高加，泄壓和保持水封流動(dòng)換熱是關(guān)鍵。

4 結(jié)束語(yǔ)

超臨界機(jī)組高加設(shè)備與主機(jī)真空系統(tǒng)，給水系統(tǒng)，及回?zé)嵯到y(tǒng)均有關(guān)聯(lián)，再加上設(shè)備可能存在缺陷，機(jī)組運(yùn)行中的高加檢修工作需要考慮的因素較多。文章結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，在高加汽側(cè)管路內(nèi)漏蒸汽，水側(cè)出口三通閥不嚴(yán)的前提下，采用水封結(jié)合空氣逆流冷卻方法，對(duì)水側(cè)泄漏的#3高加進(jìn)行冷卻，消除了原高加冷卻方法的弊端，取得很好效果。

參考文獻(xiàn)

[1]段繼鵬.火電廠高壓加熱器頻繁泄漏原因分析[J].設(shè)備管理與維修，2011（8）：28-29.

[2]李明志，劉海昌.高壓加熱器在線(xiàn)檢修期間快速冷卻技術(shù)研究[J].浙江電力，2014（12）：46-48.