S109FA機(jī)組高壓主蒸汽壓力異常升高原因分析及處理

楊旭濤

(江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司，江蘇 常州 213011)

S109FA機(jī)組高壓主蒸汽壓力異常升高原因分析及處理

楊旭濤

(江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司，江蘇 常州 213011)

以某電廠S109FA機(jī)組為例，通過(guò)分析一起運(yùn)行中高壓主蒸汽壓力突然升高的案例，介紹了異物進(jìn)入汽輪機(jī)通流部分的受損情況，找到了聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)生汽輪機(jī)通流部分故障的主要原因并給出了具體檢查措施。

S109FA機(jī)組；聯(lián)合循環(huán)機(jī)組；高壓主蒸汽；高壓缸；通流部分；汽輪機(jī)；異物

1 問(wèn)題的提出

某電廠S109FA機(jī)組，正常運(yùn)行中負(fù)荷未有變化時(shí)高壓主蒸汽壓力在數(shù)分鐘內(nèi)上升0.5 MPa，高壓主蒸汽流量、高壓缸一級(jí)壓力、高壓缸排汽壓力、再熱器冷段壓力等高壓缸通流部分參數(shù)均發(fā)生變化，機(jī)組軸系振動(dòng)、差脹、軸向位移、推力瓦溫均正常。表1所列為機(jī)組發(fā)生異常前后的高壓缸通流部分參數(shù)。本文針對(duì)高壓主蒸汽壓力異常升高的問(wèn)題進(jìn)行分析。

表1 異常前、后的高壓缸通流部分參數(shù)(2016-10-05)

2 高壓主蒸汽壓力升高的原因分析

由表1可知，爐側(cè)高壓過(guò)熱器出口至高壓缸第1級(jí)壓力均同步升高。部分壓力變送器有3個(gè)測(cè)點(diǎn)，且這些壓力信號(hào)分別送至分散控制系統(tǒng)(DCS)控制器和燃汽輪機(jī)Mark-Ⅵ 控制器，因此，基本排除測(cè)量元件或控制器卡件故障的原因，初步判斷主蒸汽壓力是真實(shí)升高。

對(duì)比相同負(fù)荷下燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行參數(shù)、壓氣機(jī)運(yùn)行工況、燃料基準(zhǔn)、燃機(jī)透平排煙溫度均沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明高壓主蒸汽壓力異常升高時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行狀況是穩(wěn)定的，進(jìn)而排除燃?xì)廨啓C(jī)異常引起高壓主蒸汽壓力升高的原因。

一般情況下，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥在正常運(yùn)行中均全開(kāi)，不參與調(diào)節(jié)，異常發(fā)生后就地檢查主蒸汽閥、調(diào)節(jié)閥均為全開(kāi)位置；而且汽閥開(kāi)度變小或閥芯脫落、主蒸汽閥濾網(wǎng)堵塞造成主蒸汽壓力升高的同時(shí)，蒸汽流量及高壓缸一級(jí)壓力應(yīng)下降，與異常情況發(fā)生時(shí)參數(shù)變化情況不符。由表1可知，高壓主蒸汽壓力與高壓缸一級(jí)壓力的壓差變化不大，故排除了主蒸汽閥、調(diào)節(jié)閥故障及濾網(wǎng)堵塞的可能性。

高壓缸噴嘴、動(dòng)葉通流部分存在結(jié)垢的主要原因是蒸汽品質(zhì)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不合格，是一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)過(guò)程，一般不會(huì)突然變化。從化學(xué)監(jiān)督的蒸汽品質(zhì)的歷史趨勢(shì)來(lái)看，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的蒸汽品質(zhì)是合格的，從異常發(fā)生的時(shí)間上判斷，短短數(shù)分鐘內(nèi)主蒸汽壓力突然升高也排除了通流部分結(jié)垢的可能性。

在排除上述可能原因后，在相同負(fù)荷下高壓缸一級(jí)壓力同樣升高約0.5 MPa，高壓缸排汽壓力、再熱器冷段壓力出現(xiàn)了突降的情況，之后又逐漸恢復(fù)。結(jié)合國(guó)內(nèi)該型機(jī)組曾多次發(fā)生因主蒸汽閥和調(diào)節(jié)閥的密封材料脫落缺失進(jìn)入高壓缸，造成通流部分磨損故障的情況，懷疑高壓缸內(nèi)部出現(xiàn)故障，通流面積發(fā)生變化引起高壓主蒸汽壓力異常升高。但汽輪機(jī)通流部分故障，通流面積減少的象征均為主蒸汽壓力升高、主蒸汽流量下降，與此次異常情況中主蒸汽流量略微增大有所區(qū)別，有待進(jìn)一步分析。

3 高壓主蒸汽壓力升高的處理

機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生高壓主蒸汽壓力異常升高后， 為防止高壓系統(tǒng)超壓，避免高壓旁路閥動(dòng)作，須限負(fù)荷并向江蘇省調(diào)度中心申請(qǐng)解除自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)運(yùn)行，避免機(jī)組負(fù)荷大幅度波動(dòng)。密切監(jiān)視機(jī)組各軸承振動(dòng)、各軸承金屬溫度、推力軸承溫度、軸向位移、差脹等汽輪機(jī)本體重要參數(shù)的變化，若出現(xiàn)參數(shù)異常，必要時(shí)作停機(jī)處理。

4 設(shè)備受損情況及處理

為避免設(shè)備損壞進(jìn)一步擴(kuò)大，盡快安排臨檢，進(jìn)行揭缸檢查，針對(duì)本次異常情況首先檢查了高壓聯(lián)合汽閥濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)破損(如圖1所示)，判斷有異物進(jìn)入通流部分，且異物來(lái)自余熱鍋爐側(cè)。內(nèi)窺鏡檢查和閥門(mén)解體時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓過(guò)熱器出口電動(dòng)閘閥進(jìn)口側(cè)閥座密封面整圈剝落，近1/2閥面金屬不知去向，有1小塊殘留在閥座上，如圖2所示。

圖1 高壓聯(lián)合汽閥濾網(wǎng)破損情況

圖2 內(nèi)窺鏡檢查閥座密封面剝落情況

揭缸檢查發(fā)現(xiàn)，主要受損級(jí)為高壓缸前2級(jí)和中壓缸第1級(jí)，高、中壓缸過(guò)橋汽封損壞，損傷主要是撞擊凹坑和缺口，如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 高壓缸第1級(jí)靜葉片損傷狀況

圖4 高壓缸第1級(jí)動(dòng)葉片凹坑損傷狀況

圖5 中壓缸第1級(jí)動(dòng)葉片損傷狀況

高、中壓缸過(guò)橋汽封及中壓缸第1級(jí)受損表明少量高壓蒸汽竄入中壓缸，從而得出了本次異常情況中高壓主蒸汽流量增大的原因。

考慮到此次檢修工期限制，僅對(duì)受損動(dòng)、靜葉片進(jìn)行打磨及圓滑過(guò)渡修復(fù)，配合滲透探傷檢查，確保不存在裂紋缺陷，更換過(guò)橋汽封、高壓聯(lián)合汽閥濾網(wǎng)及高壓過(guò)熱器出口電動(dòng)門(mén)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)有多臺(tái)F級(jí)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組高壓缸通流部分磨損故障的原因均為異物進(jìn)入，異物來(lái)源主要是主蒸汽閥、調(diào)節(jié)閥密封件。F級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組主要承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰工作，啟、停頻繁，以此次故障機(jī)組為例，該機(jī)發(fā)生故障時(shí)運(yùn)行小時(shí)數(shù)39 914 h，啟動(dòng)次數(shù)達(dá)890次，平均一次啟、停運(yùn)行小時(shí)數(shù)只有44.8 h，屬典型的調(diào)峰機(jī)組。機(jī)組每次啟、停，閥門(mén)就開(kāi)關(guān)動(dòng)作一次，設(shè)備受交變應(yīng)力、熱疲勞損耗影響，受損概率大大增加。整個(gè)蒸汽系統(tǒng)從余熱鍋爐汽包首端開(kāi)始至汽機(jī)側(cè)主蒸汽閥、調(diào)節(jié)閥都存在著設(shè)備零部件損壞脫落，被高壓蒸汽沖入汽輪機(jī)通流部分的可能。希望高度重視對(duì)閥門(mén)密封件、爐側(cè)減溫器套筒裂紋、汽包內(nèi)汽水分離裝置等的定期檢查，避免發(fā)生汽輪機(jī)通流部分故障。

(本文責(zé)編：白銀雷)

2017-05-05；

2017-06-22

TK 268

B

1674-1951(2017)07-0057-02

楊旭濤 (1971—)，男，江蘇常州人，工程師，從事燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站生產(chǎn)運(yùn)行管理方面的工作(E-mail:mark0230@ 126.com)。