1000MW超超臨界二次再熱機組汽輪機調(diào)試案例分析

陳 臻，崔凱峰，陳國民

(國電泰州發(fā)電有限公司，江蘇 泰州 225300)

1 汽輪機調(diào)試典型案例分析

1.1 低壓缸南側(cè)外缸保溫油漆被燒灼跡象

汽輪機調(diào)試機首次沖轉(zhuǎn)至3000rpm后電氣試驗，試驗過程中發(fā)現(xiàn)A低壓缸南側(cè)外缸保溫油漆被燒灼烤黃，就地實測溫度達到190℃，試運指揮部下令打閘停機。

由于長時間空負荷運行，超高排通風閥處于開啟狀態(tài)(設計考慮汽輪機沖轉(zhuǎn)時超壓缸進汽流量低，防止超高壓缸鼓風摩擦及末級葉片溫度高)，高溫汽長時間沖刷，導致低壓外缸不正常的溫升；超高排通風閥連接于低壓外缸A下部與凝汽器相連的斜板處，由于該位置離低壓外缸A很近，且接口為傾斜向上，蒸汽進入沖刷低壓外缸A下缸的端板，使低壓外缸溫度上升；二次再熱機組啟動方式中，超高排通風閥的運行方式欠妥。汽機再次沖轉(zhuǎn)至3000r/min做電氣試驗(未并網(wǎng))，調(diào)整超高排通風閥運行方式，保持超高排通風閥關閉，低壓缸外缸外殼溫度正常。

1.2 轉(zhuǎn)子抱軸

在汽輪發(fā)電機機3000r/min電氣試驗過程中因消缺停機，在盤車狀態(tài)下，盤車轉(zhuǎn)速突然下降，開大主機液動盤車轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥無效，且因手動盤車齒輪隨轉(zhuǎn)子伸縮與手動盤車孔已經(jīng)錯位無法及時進行手動盤車，轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)，因轉(zhuǎn)子溫度高，調(diào)試指揮部下令悶缸。連續(xù)17d，每隔24h通過啟、停頂軸油泵改變主機各軸承間隙，試圖手動盤動轉(zhuǎn)子均無效，待超高壓轉(zhuǎn)子溫度降至120℃，經(jīng)研究分析后手動盤動轉(zhuǎn)子，檢查轉(zhuǎn)子無卡澀現(xiàn)象后將轉(zhuǎn)子翻動180°直軸后偏心度正常，投入連續(xù)盤車，調(diào)整轉(zhuǎn)速至50rpm。

為追求高經(jīng)濟性，汽輪機本體以及軸封動、靜部分間隙設計余量比較小。汽輪機超高壓缸、高壓缸汽封徑向動靜碰摩造成了轉(zhuǎn)子抱軸[1]?；▎挝粚⒏吲拍嬷归y前、后疏水管道安裝連接錯誤，二次冷再蒸汽倒流至高壓缸，造成高壓缸排汽A/B側(cè)溫差大，悶缸過程中導致汽輪機停運后高壓缸上、下缸溫差大，高壓缸上下溫差最大達80℃，發(fā)生動靜碰磨。軸封蒸汽溫度與缸溫不匹配，軸封系統(tǒng)設計存在缺陷。常規(guī)一次再熱機組高壓缸排汽溫度在350℃左右，本工程機組超高壓缸、高壓缸排汽溫度在430℃左右，較常規(guī)機組高出80℃左右，軸封供汽溫度仍采用280～320℃供汽設計存在缺陷，進汽溫度偏低，造成機組停運后，軸封進汽溫度與軸封腔室溫度溫差大，長時間較大溫差，導致超高壓缸、高壓缸端部汽封軸封齒收縮變形，大軸與軸封齒碰磨[2]。超高排逆止閥卡澀未能關閉，導致一再蒸汽返至超高壓缸，轉(zhuǎn)子惰走過程中產(chǎn)生一個反作用力，不僅使轉(zhuǎn)子惰走時間變短同時降低了盤車時的轉(zhuǎn)速。

對沖轉(zhuǎn)方式進行優(yōu)化調(diào)整，超高壓缸投運時，超高排通風閥關閉。同時降低沖轉(zhuǎn)參數(shù)：超高缸進汽7.5MPa/400℃,高壓缸進汽2.8MPa/380℃，中壓缸進汽0.8MPa/380℃。增加汽輪機進汽量，降低排汽溫度，減少軸封進汽溫度與軸封腔室溫度溫差；

對軸封系統(tǒng)進行優(yōu)化，提高超高壓缸、高壓缸、中壓缸軸封進汽溫度至320～350℃，控制低壓缸進汽溫度300℃[3]；

本機正常運行且軸封汽在自密封運行狀態(tài)時，加強各軸封段軸封蒸汽溫度的監(jiān)視，保證備用汽源在正常備用狀態(tài)。維持軸封壓力調(diào)閥及旁路閥前節(jié)流孔疏水閥開啟狀態(tài)，防止軸封系統(tǒng)進水和冷汽；

當機組低負荷運行軸封汽需要補汽或停機后軸封汽全部由備用汽源供給時，應將高壓段軸封進汽溫度控制在350℃左右，維持低壓缸軸封進汽溫度不高于300℃；

若發(fā)生機組跳閘或正常停機等，應加強對超高缸/高壓缸排汽溫度的監(jiān)視及時調(diào)整軸封供汽溫度，防止封進汽溫度與軸封腔室溫度溫差偏大。機組惰走過程中應盡快調(diào)整高壓段軸封進汽溫度達到350℃左右，觀察1、2、3瓦軸振變化情況，若振動明顯異常且軸封汽溫度無法滿足上述條件時，應立即破壞真空，真空至零后時停供軸封汽，防止軸封變形引起大軸抱死[4]；

當機組在跳機或停機后的盤車運行狀態(tài)時，應加強對高壓段軸封供汽溫度的監(jiān)視，防止封進汽溫度與軸封腔室溫度溫差偏大。液動盤車投入連續(xù)運行后，要記錄好主機惰走時間，判斷是否正常；連續(xù)盤車期間要特別關注盤車轉(zhuǎn)速的變化，若出現(xiàn)不規(guī)則的上下波動且無法判斷具體原因時，則盡快破壞真空停軸封，防止軸封變形引起大軸抱死；

機組停運后，嚴密監(jiān)視汽缸溫度，如果上下缸溫差變大,盡快關閉缸本體疏水門悶缸，可間斷性開疏水門進行疏水。

1.3 超高排逆止閥在閥溫較高時卡澀無法關閉

汽輪機打閘，轉(zhuǎn)速下降至0后，超高排逆止閥關不到位，盤車無法投入。

本機組超高壓缸排汽溫度在430℃左右，常規(guī)一次再熱機組高壓缸排汽溫度在350℃左右，設計人員未充分考慮在430℃左右時閥門軸套間隙，導致在閥溫較高時卡澀；超高排通風關閉時，關閉力矩不夠。一是汽缸內(nèi)彈簧彈性系數(shù)不夠，二是氣缸排氣時排氣閥口徑偏小。

彈簧側(cè)氣缸增加一路氣源，在超高排通風關閉時，增加關閉力矩；適當放大閥門軸套間隙。

1.4 高負荷時汽泵密封水調(diào)整裕量小

高負荷時，凝結(jié)水壓力小幅波動，造成汽泵密封水回水溫度大幅上升。

汽泵密封水取自凝結(jié)水，1000MW負荷時，進水端密封水調(diào)閥開度將近80%，密封水出水溫度控制在55-60℃，進水端密封水調(diào)節(jié)閥開度將近80%，從閥門特性流量曲線上看已近全開。調(diào)節(jié)裕量已不多，如凝結(jié)水壓力有一點波動，電動調(diào)節(jié)閥將不能快速跟蹤密封水回水溫度的變化。高負荷下密封水調(diào)節(jié)裕量已不多，凝水壓力稍微波動，勢必密封水回水溫度上飆。處理不當時很容易造成給水泵跳閘；給泵密封水這一薄弱環(huán)節(jié)，高負荷時凝泵變頻長期接近工頻工況運行，而除氧器主調(diào)大幅節(jié)流，違背設計初衷，凝泵變頻達不到很好的節(jié)能效果。

進行技術改造，采用獨立的水箱和水泵供給汽泵密封水；技改前，進行各負荷階段試驗，在保持密封水調(diào)閥全開工況下，降低凝泵變頻轉(zhuǎn)速，將維持密封水回水溫度55℃左右時的凝泵出口壓力值增加0.2MPa偏置，作為凝泵變頻壓力自動的設定值。這樣既能保證給水泵安全運行，又能保證凝泵變頻運行最大程度的節(jié)能[5]。

2 結(jié)語

在調(diào)試過程中，通過不斷總結(jié)分析、試驗，攻克了諸多1000MW二次再熱超超臨界汽輪機運行與控制技術難題，各項指標均達到設計值。該機組引領全球燃煤發(fā)電機組高效、環(huán)保技術發(fā)展方向，為電力行業(yè)的節(jié)能減排開辟新路徑。