600 MW機(jī)組高壓加熱器啟動(dòng)過程中管道振動(dòng)分析與治理

黃小軍

(湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司，長(zhǎng)沙 410203)

600 MW機(jī)組高壓加熱器啟動(dòng)過程中管道振動(dòng)分析與治理

黃小軍

(湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司，長(zhǎng)沙 410203)

為節(jié)省啟動(dòng)能耗，縮短鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，啟動(dòng)過程中提前投入高壓加熱器系統(tǒng)，由于給水流量較小、管道全冷態(tài)等原因，啟動(dòng)過程中正常疏水管道經(jīng)常出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，引起設(shè)備損壞并帶來安全隱患。分析了管道振動(dòng)的原因，采取了相應(yīng)的技改及運(yùn)行調(diào)整措施，有效杜絕了高壓加熱器啟動(dòng)過程中管道的振動(dòng)。

鍋爐啟動(dòng)；高壓加熱器；管道振動(dòng)

0 引言

某電廠一期2×600 MW超臨界機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)制造的N600-24.2/566/566型超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機(jī)。機(jī)組采用復(fù)合變壓運(yùn)行方式，汽輪機(jī)具有8段非調(diào)整回?zé)岢槠?，汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。機(jī)組負(fù)荷達(dá)到120 MW后，按照從低到高的順序開啟汽輪機(jī)抽汽電動(dòng)閥，依次投入高壓加熱器(以下簡(jiǎn)稱高加)汽側(cè)運(yùn)行[1]。經(jīng)過總結(jié)分析，原來的高加投用方式存在2個(gè)不利因素：一是啟機(jī)過程中給水溫度較低，不利于鍋爐啟動(dòng)燃燒調(diào)整，且啟動(dòng)能耗較大；二是發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶負(fù)荷后投用高加，由于抽汽壓力及溫度較高，投入時(shí)對(duì)系統(tǒng)的熱沖擊較大。為了節(jié)省啟機(jī)能耗，經(jīng)調(diào)研其他電廠并分析設(shè)備運(yùn)行狀況，確定在啟機(jī)過程中鍋爐點(diǎn)火起壓后，機(jī)組高低壓旁路投入運(yùn)行，再熱蒸汽冷段管道過汽后#2高加暖管投入，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)至1 500 r/min后#3高加暖管投入，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后#1高加暖管投入。采取以上措施后，由于給水溫度能維持在160 ℃，啟機(jī)過程中鍋爐爐膛溫度很快上升，從而減少鍋爐升溫升壓時(shí)間，降低了啟動(dòng)能耗，另外還使?fàn)t膛干燥，提高了鍋爐著火效率。

1 管道振動(dòng)原因分析

啟機(jī)過程中提前投入高加系統(tǒng)，由于給水流量較小以及管道全冷態(tài)等原因，啟動(dòng)過程中正常疏水管道經(jīng)常出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)現(xiàn)象，引起設(shè)備損壞并帶來安全隱患。針對(duì)此現(xiàn)象，分析原因如下。

(1)現(xiàn)場(chǎng)#1，#2高加正常疏水管道存在U型管道，管道底部疏水接往無壓放水母管，啟機(jī)過程中大量疏水排入無壓放水母管，而此時(shí)高加內(nèi)部疏水排往凝汽器事故疏水?dāng)U容器，使得高加內(nèi)部為負(fù)壓狀態(tài)，其他系統(tǒng)疏水倒入高加正常疏水管道，積存在#1，#2高加正常疏水管道的U型管道內(nèi)，在投入高加抽汽時(shí)很容易因汽液兩相流而引起管道振動(dòng)。而#3高加至除氧器疏水管道上升段較長(zhǎng)，原設(shè)計(jì)在正常疏水調(diào)節(jié)閥前后有疏水閥接往無壓放水母管，正常疏水調(diào)節(jié)閥在除氧器平臺(tái)，位置在管道上升段上部，而在#3高加正常疏水管道下部沒有疏水，導(dǎo)致投入抽汽時(shí)容易發(fā)生汽水混合而產(chǎn)生管道振動(dòng)。原高加疏水系統(tǒng)如圖1所示。

(2)由于在鍋爐點(diǎn)火預(yù)暖中投入高加，高加投入時(shí)鍋爐所需的給水流量較小，產(chǎn)生的高加疏水量也較少，并且#1，#2，#3高加之間沒有差壓，疏水只能通過高加事故疏水管道排往凝汽器，如果不控制高加水位，就會(huì)使蒸汽和疏水同時(shí)竄入正常疏水管道而引起管道振動(dòng)。

(3)高加投入時(shí)，如果沒有控制高加給水進(jìn)、出口溫差上升速度，就會(huì)對(duì)高加內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱沖擊，從而引起整個(gè)高加系統(tǒng)的振動(dòng)[2]。

(4)值班員在高加投入操作中不規(guī)范，導(dǎo)致管道振動(dòng)。

2015年啟機(jī)過程中，由于高加投入時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)管道振動(dòng)，導(dǎo)致閥門損壞、管道泄漏、固定支架變形等不安全事件發(fā)生。

2 采取的措施

綜上所述，為防止高加系統(tǒng)投入過程中因系統(tǒng)振動(dòng)而引起設(shè)備損壞及人身傷害，徹底杜絕高加系統(tǒng)投入過程中的振動(dòng)，針對(duì)以上分析，對(duì)該公司高加投入采取以下措施[3]。

圖1 原高加疏水系統(tǒng)

圖2 改造后的高加疏水系統(tǒng)

(1)在啟動(dòng)檢查時(shí)提前開啟#1，#2，#3高加正常疏水調(diào)節(jié)閥前管道至#1，#2，#3高加事故疏水電動(dòng)截止閥前疏水，利用凝汽器抽真空將#1，#2，#3高加正常疏水管道中的存水抽空，在投用中有效保證疏水及時(shí)排走。

(2)嚴(yán)格按高加投入操作票進(jìn)行操作。

(3)高加投入過程中使用高加事故疏水自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持高加水位控制在300 mm左右，未發(fā)生高加輸水管道振動(dòng)。

(4)高加投入過程中緩慢調(diào)節(jié)抽汽閥，控制高加給水出口溫升不超過2 ℃/min，有效避免了因熱沖擊較大而產(chǎn)生的系統(tǒng)振動(dòng)。

4 結(jié)束語

2016年6月以后，#1，#2機(jī)組每次啟機(jī)采用該措施進(jìn)行高加的投入操作，均未出現(xiàn)高加疏水管道振動(dòng)現(xiàn)象，達(dá)到了杜絕高加投入過程中管道振動(dòng)的目的。

[1]東方汽輪機(jī)廠.N600-24.2/538/566型汽輪機(jī)運(yùn)行說明書[Z].

[2]胡念書.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[3]湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司600 MW集控主、輔機(jī)運(yùn)行規(guī)程:Q/CSFD 10301101—2015[S].

(本文責(zé)編：劉芳)

(1)提出加裝#1，#2，#3高加正常疏水調(diào)節(jié)閥前至#1，#2，#3高加事故疏水電動(dòng)截止閥前疏水管道的技改方案并實(shí)施，如圖2所示。

(2)高加投入過程中使用高加事故疏水調(diào)節(jié)，保持高加水位維持在300 mm運(yùn)行，使得疏水口一直在水位以下。

(3)高加投入過程中通過調(diào)整抽汽閥開度嚴(yán)格控制高加給水出口溫升不超過2 ℃/min。

(4)規(guī)范高加投入操作票，培訓(xùn)到位，杜絕人為操作引起高加投入時(shí)的管道振動(dòng)。

3 實(shí)施情況

2016年6月23日，#2機(jī)組啟動(dòng)，采用以上高加投入方案進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)情況如下。

2017-03-14；

2017-04-15

TM 621

B

1674-1951(2017)04-0048-02

黃小軍(1970—)，男，四川宜賓人，高級(jí)技師，從事汽輪機(jī)運(yùn)行技術(shù)管理方面的工作(E-mail:791856073@qq.com)。