超超臨界1000MW汽輪機(jī)快冷方法應(yīng)用及研究

李 帥，陳連舉

(國(guó)家電投集團(tuán)河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467300)

1 概述

中電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)系哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，型號(hào)為N1030-25/600/600型超超臨界、一次中間再熱、沖動(dòng)式、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。單機(jī)容量較大，蒸汽參數(shù)較高，正常大容量機(jī)組滑參數(shù)下停機(jī)汽輪機(jī)金屬溫度高達(dá)420～380℃，若按常規(guī)自然冷卻至允許停止盤(pán)車(chē)對(duì)汽輪機(jī)本體等設(shè)備進(jìn)行檢修一般需要11d左右，降低了機(jī)組可用率，減少了機(jī)組發(fā)電量。鑒于此，我們利用真空、軸封系統(tǒng)從高缸冷卻空氣堵板抽取一定空氣對(duì)汽缸進(jìn)行了強(qiáng)制冷卻，與自然冷卻相比節(jié)省了4～5d的時(shí)間，有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

2 快冷注意事項(xiàng)

(1)汽輪機(jī)停機(jī)后的強(qiáng)迫冷卻應(yīng)特別注意防止大軸彎曲，同時(shí)不應(yīng)增加汽輪機(jī)壽命損耗。

(2)汽輪機(jī)強(qiáng)迫冷卻過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)盤(pán)車(chē)電流、轉(zhuǎn)子晃動(dòng)度、軸向位移。汽輪機(jī)膨脹、差脹、汽缸金屬溫度及其溫差等重要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異?；虺迲?yīng)立即停止冷卻，同時(shí)記錄有關(guān)參數(shù)。

(3)嚴(yán)格控制汽缸冷卻速度，汽缸降溫率一般不超過(guò)3℃/h。高壓缸上下溫差壁溫差不超過(guò)42℃，內(nèi)外壁溫差不超過(guò)28℃。如發(fā)現(xiàn)異?；虺迲?yīng)立即打閘，停止冷卻。

(4)冷卻全過(guò)程必須保證盤(pán)車(chē)連續(xù)運(yùn)行正常，嚴(yán)禁在轉(zhuǎn)子靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行汽輪機(jī)強(qiáng)迫冷卻。盤(pán)車(chē)跳閘后，應(yīng)立即停止快冷直至電動(dòng)盤(pán)車(chē)恢復(fù)運(yùn)行。汽輪機(jī)強(qiáng)迫冷卻結(jié)束后，為保證轉(zhuǎn)子及汽缸均勻冷卻，至少再連續(xù)盤(pán)車(chē)4h運(yùn)行，以確保在正常范圍內(nèi)。高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度≤120℃時(shí)，結(jié)束快冷。

3 快冷方案實(shí)施

此次方案在主蒸汽、再熱蒸汽壓力<0.15MPa，高中壓缸金屬溫度<300℃，主機(jī)油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)及盤(pán)車(chē)運(yùn)行狀態(tài)下，停用主機(jī)真空系統(tǒng)、主機(jī)軸封汽系統(tǒng)后，拆除高缸冷卻空氣堵板(共4 只)，在拆除冷卻空氣堵板處加裝100目濾網(wǎng)，關(guān)閉高中壓缸相關(guān)疏水門(mén)保持嚴(yán)密性，開(kāi)啟中壓轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)閥門(mén)，導(dǎo)通高缸與中缸，啟動(dòng)軸加風(fēng)機(jī)和一臺(tái)真空泵(暫定背壓10～20kPa，根據(jù)溫降率控制)，通過(guò)真空系統(tǒng)和軸封系統(tǒng)，從拆除的高缸冷卻空氣堵板處抽取少量空氣冷卻汽缸，從而使缸溫均勻、快速冷卻。

3.1 快冷投入步驟

2014年2月7日00∶50，1號(hào)機(jī)組滑停至高壓內(nèi)缸第一級(jí)內(nèi)部金屬溫度379℃，打閘停機(jī)， 2月8日破壞真空，此時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)溫度已冷卻至337℃，中壓上缸內(nèi)壁溫度303℃。缸溫自然冷卻，平均下降速率0.8℃/h，嚴(yán)重拉長(zhǎng)了揭缸時(shí)間，決定對(duì)1號(hào)機(jī)組實(shí)施盤(pán)車(chē)狀態(tài)下快冷技術(shù)，具體實(shí)施步驟：

(1)在汽機(jī)疏水畫(huà)面中關(guān)閉下列氣動(dòng)疏水門(mén)：高壓導(dǎo)管疏水， 中壓導(dǎo)管調(diào)門(mén)疏水， 高壓缸夾層疏水，軸封母管疏水， 保持抽汽系統(tǒng)在關(guān)閉狀態(tài)，關(guān)閉一、二、三、四、五、六段抽汽逆止門(mén)前疏水門(mén)。 關(guān)閉高排逆止門(mén)前疏水， 關(guān)閉小汽輪機(jī)排汽蝶閥。

(2) 隔離軸封系統(tǒng)，關(guān)閉三路軸封供汽門(mén)和溢流門(mén)， 關(guān)閉凝汽器汽側(cè)防水、隔離凝汽器至凝結(jié)水系統(tǒng)的閥門(mén)， 保持高缸冷卻接口濾網(wǎng)良好，不堵塞。

(3) 開(kāi)啟中壓轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)閥門(mén)，導(dǎo)通高缸與中缸， 啟動(dòng)軸加風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)1臺(tái)真空泵(暫定背壓30～50kPa，根據(jù)溫降率控制)，當(dāng)高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度及中壓缸進(jìn)汽處金屬溫度均<200℃后，增開(kāi)1臺(tái)真空泵。

3.2 快冷系統(tǒng)投入后效果

快冷投運(yùn)前后汽缸溫降率見(jiàn)表1和表2。

表1 快冷投運(yùn)前汽缸溫降率 ℃

表2 投入快冷裝置后溫降率 ℃

3.3 停用快冷系統(tǒng)操作

停用快冷系統(tǒng)條件高中壓缸金屬溫度<120℃。具體操作：停用真空泵，開(kāi)啟破壞真空門(mén)，真空至零；停用投用快冷系統(tǒng)后，連續(xù)盤(pán)車(chē)2～3h，防止轉(zhuǎn)子彎曲；根椐檢修要求停汽機(jī)主機(jī)油及密封油系統(tǒng)；通知檢修恢復(fù)高缸冷卻空氣堵板。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

(1)高壓內(nèi)外缸、法蘭以及中壓缸在控溫快冷過(guò)程中,其內(nèi)外壁及上下壁溫差均小于50℃，即控溫快冷是安全可靠的。

(2) 控制高中壓缸金屬溫度下降率<3℃/h，嚴(yán)格控制高、中壓內(nèi)缸上下缸溫差<±35℃，高壓外缸上下溫差<±40℃，一旦溫差超出時(shí)停運(yùn)真空泵、軸加風(fēng)機(jī)，內(nèi)外缸溫差值縮小時(shí)再投入快冷系統(tǒng)。

(3)監(jiān)控盤(pán)車(chē)運(yùn)行情況，監(jiān)視偏心、脹差，控制主機(jī)油溫10～20℃。盤(pán)車(chē)電流明星上升或跳閘，退出快冷，恢復(fù)盤(pán)車(chē)運(yùn)行。

(4)注意低壓缸排汽溫度<80℃，防止疏水門(mén)不嚴(yán)密，使排氣缸溫度升高，快冷投入時(shí)運(yùn)行管理人員加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)控。

5 結(jié)語(yǔ)

著重介紹平頂山發(fā)電分公司快冷實(shí)施方案，在哈汽百萬(wàn)機(jī)組中首次應(yīng)用此種快冷方案。實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)快速、安全停機(jī)冷卻，大大縮短了汽輪機(jī)組停機(jī)后冷卻時(shí)間，節(jié)省檢修工期，提高機(jī)組可用系數(shù)。其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，對(duì)同類(lèi)百萬(wàn)機(jī)組具有較大的參考性和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈 琦,葉紹義.西門(mén)子1000MW超超臨界汽輪機(jī)快冷系統(tǒng)的應(yīng)用[J].華東電力,2009,37(3):478-481.

[2]黃慶華.沈國(guó)平.超臨界600MW汽輪機(jī)的快速冷卻研究及應(yīng)用[J].發(fā)電設(shè)備,2007,21(1):17-22.

[3]徐貞禧.大型汽輪停機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)逆流快速冷卻技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)電力,1994,27(4):9-13.

[4]董東華.汽輪機(jī)停機(jī)后快速冷卻方式的分析[J].發(fā)電設(shè)備, 2007,21(4):280-283.

[5]單銀忠,楊 璐,李彥軍,等.300MW汽輪發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)原因分析及防范[J].電力科技與環(huán)保,2013,29(6):45-47.

[6]李學(xué)偉,王春芳.600NW超臨界機(jī)組無(wú)爐水循環(huán)泵熱態(tài)啟動(dòng)分析[J].電力科技與環(huán)保,2016,32(2):58-59.