660MW超超臨界滿負(fù)荷時(shí)小機(jī)凝汽器液位高解決方法探討

畢士博

摘? 要：近期，托電10號(hào)機(jī)在機(jī)組滿負(fù)荷660MW運(yùn)行時(shí)，給水泵汽輪機(jī)凝汽器液位一直上漲，且無法控制，威脅機(jī)組安全運(yùn)行，機(jī)組被迫降負(fù)荷運(yùn)行。根據(jù)這一特殊情況，在保證機(jī)組安全運(yùn)行和不進(jìn)行停機(jī)檢修的情況下，通過原因分析和解決方法探討實(shí)施，解決機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)給水泵汽輪機(jī)凝汽器液位高的問題，保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：滿負(fù)荷;小機(jī)凝汽器液位;凝結(jié)水;汽溫;改造

中圖分類號(hào)：TM621? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）29-0137-02

Abstract： Recently， during the full load 660MW operation of Tuodian No.10 unit， the condenser liquid level of feedwater pump steam turbine has been rising and can not be controlled， which threatens the safe operation of the unit， and the unit is forced to land the load operation. According to this special case， under the condition of ensuring the safe operation of the unit and without downtime and maintenance， the problem of high liquid level of condenser of feedwater pump steam turbine at full load is solved through cause analysis and solution， so as to ensure the safe， economic and stable operation of the unit.

Keywords： full load; liquid level of small machine condenser; condensed water; steam temperature; modification

引言

凝汽設(shè)備對于整個(gè)凝汽式汽輪機(jī)裝置來說是非常重要的組成部分，它的實(shí)際運(yùn)行情況對整個(gè)裝置的熱經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性都具有非常重要的影響。尤其是對于液位來說，是一個(gè)非常重要的性能參數(shù)，一旦凝汽器的液位發(fā)生偏高的現(xiàn)象就會(huì)造成汽輪機(jī)跳閘，情況嚴(yán)重的話甚至還會(huì)導(dǎo)致真空系統(tǒng)無法正常的進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，凝汽器的液位偏低時(shí)還會(huì)導(dǎo)致凝泵發(fā)生跳閘的現(xiàn)象，對整個(gè)機(jī)組安全運(yùn)行都產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。并且由于凝汽器的液位測量系統(tǒng)始終都處于負(fù)壓的狀態(tài)，所以一旦出現(xiàn)問題就很難做出準(zhǔn)確的判斷，找到問題發(fā)生的根源。

托電10號(hào)機(jī)為660MW超超臨界空冷發(fā)電機(jī)組，配備一臺(tái)100%水冷小機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵，近一段時(shí)間在機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)，小機(jī)凝汽器液位上漲，無法控制，一旦液位上漲到淹沒小機(jī)凝汽器冷卻銅管，將造成小機(jī)真空快速下降，小機(jī)跳閘，機(jī)組非停的事故，如果進(jìn)一步事故擴(kuò)大可能造成小汽輪機(jī)進(jìn)水的危害。結(jié)合前一段時(shí)間10號(hào)機(jī)組小機(jī)凝汽器液位在機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)，能夠保持在正常液位，再加上對比為同一型號(hào)、同一廠家設(shè)備參數(shù)的9號(hào)機(jī)組的正常運(yùn)行，通過參數(shù)對比、原因排除、解決方法探討，保證機(jī)組在滿負(fù)荷時(shí)的正常運(yùn)行。

1 設(shè)備簡介

托電10號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)制造，型號(hào)為NZK660-28/600/620-1型，型式為超超臨界、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，額定功率為660MW。給水泵汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)制造，型號(hào)為G30-1.2，型式為單缸、下排汽、凝汽式的濕冷機(jī)組，有三路汽源，啟動(dòng)時(shí)由輔汽沖轉(zhuǎn)，正常運(yùn)行為四抽供汽，高壓汽源冷再未投運(yùn)，小機(jī)乏汽冷卻成凝結(jié)水后由兩臺(tái)小機(jī)凝泵打到大機(jī)排汽裝置。小機(jī)凝汽器型號(hào)N-3200-1，總有效面積3200m2，蒸汽流量108.6t/h，小機(jī)凝汽器正常液位400mm-450mm，液位達(dá)到800mm時(shí)，淹沒小機(jī)冷卻水管。小機(jī)凝泵型號(hào)SLNC100-315，揚(yáng)程30m，流量140m3/h。

2 原因分析及確認(rèn)

小機(jī)凝汽器液位高的原因大致有以下原因：

（1）小汽輪機(jī)凝汽器補(bǔ)水門開啟。（2）銅管泄漏，循環(huán)水漏入小機(jī)凝汽器。（3）小機(jī)凝泵管道有泄漏或小機(jī)凝泵出力不足或小機(jī)凝泵管道太細(xì)或小機(jī)凝泵入口濾網(wǎng)堵塞。（4）小機(jī)排汽凝結(jié)的凝結(jié)水量大于小機(jī)凝泵排出凝結(jié)水量。

排除原因：

（1）小汽輪機(jī)凝汽器補(bǔ)水門開啟。通過就地、遠(yuǎn)方確認(rèn)小機(jī)凝汽器補(bǔ)水電動(dòng)門關(guān)閉，就地也并未有過流聲?？梢耘懦@個(gè)原因。

（2）銅管泄漏，循環(huán)水漏入小機(jī)凝汽器。通過化驗(yàn)小機(jī)凝結(jié)水水質(zhì)合格，可以排除這一原因。

（3）a.小機(jī)凝泵管道有泄漏。小機(jī)凝泵出口流量測點(diǎn)在再循環(huán)后，測點(diǎn)后也無放水門，就地也無泄露痕跡，外排門關(guān)閉，就地?zé)o水流出。通過負(fù)荷660MW小機(jī)凝汽器液位正常時(shí)和液位高時(shí)對比，小機(jī)凝泵出口流量一致，小機(jī)凝器液位正常時(shí)可以保證正常運(yùn)行。和9號(hào)機(jī)小機(jī)的凝泵流量也一致，也同樣可以佐證排除這一原因。b.小機(jī)凝泵出力不足。通過對小機(jī)凝泵檢修后試驗(yàn)，單臺(tái)小機(jī)凝泵出力達(dá)到設(shè)計(jì)出力;對小機(jī)凝泵進(jìn)行重新注水，小機(jī)凝泵出力同樣也是100t/h，仍達(dá)不到滿負(fù)荷時(shí)的要求，小機(jī)凝器液位同樣上漲。c.小機(jī)凝泵管帶太細(xì)。通過對小機(jī)凝泵管道的測量以及對比設(shè)計(jì)圖紙對比10號(hào)機(jī)小機(jī)管道，可以排除這一原因。d.小機(jī)凝泵入口濾網(wǎng)堵塞。通過對小機(jī)凝泵運(yùn)行的參數(shù)分析，以及對小機(jī)凝泵入口濾網(wǎng)進(jìn)行隔離清理，未清理出雜物，重新投入后，小機(jī)凝泵出口流量一樣，滿足不了要求。

小機(jī)排汽凝結(jié)的凝結(jié)水量大于小機(jī)凝泵排出凝結(jié)水量。通過對比660MW參數(shù)時(shí)，小機(jī)凝汽器液位正常時(shí)小機(jī)蒸汽量110t/h，小機(jī)凝汽器液位高排不走時(shí)小機(jī)蒸汽量最大達(dá)118t/h，單臺(tái)小機(jī)凝泵運(yùn)行時(shí)出力100t/h，小機(jī)凝泵正常運(yùn)行方式為一運(yùn)一備，而且兩臺(tái)凝泵并泵運(yùn)行出力最大是104t/h，這需要排除小機(jī)蒸汽量和凝結(jié)水量計(jì)算方法不同造成的誤差，小機(jī)蒸汽量的增加是造成10號(hào)機(jī)660MW小機(jī)凝汽器液位高的可能原因。

對原因4進(jìn)一步分析：

小機(jī)前后真空、負(fù)荷一致，對比小機(jī)前后參數(shù)：正常時(shí)轉(zhuǎn)速小機(jī)4630rpm、給水流量1958t/h、主汽流量1925t/h，小機(jī)凝汽器液位高時(shí)小機(jī)轉(zhuǎn)速4680rpm、給水流量2040t/h、主蒸汽流量2004t/h。

小機(jī)凝器液位高時(shí)的大機(jī)再熱汽溫

爐左595.5℃（額定623℃）和爐右585.5℃（額定623℃）、機(jī)側(cè)593℃（額定620℃）時(shí)，汽溫最低時(shí)，主蒸汽流量達(dá)最大的2004t/h，此時(shí)的小機(jī)供汽流量達(dá)最大的118.5t/h。

原因確認(rèn)：

（1）10號(hào)爐再熱器壁溫高，采取多種手段均調(diào)整無效，只能降低再熱汽溫。再熱進(jìn)汽溫度低造成主蒸汽流量大，隨著小機(jī)轉(zhuǎn)速增加帶來小機(jī)的蒸汽流量增加，最終造成小機(jī)凝汽器液位高。

（2）汽溫低造成小機(jī)四抽供汽溫度低，進(jìn)一步造成小機(jī)供汽流量增大。

（3）小機(jī)凝泵排出能力下降，兩臺(tái)小機(jī)凝泵和單臺(tái)小機(jī)凝泵運(yùn)行時(shí)流量只增加了4t/h，可能是由于管路有堵塞的情況，通過部分開啟小機(jī)凝泵管路外排門，小機(jī)凝結(jié)水流量明顯增加后，可以進(jìn)一步確認(rèn)小機(jī)凝結(jié)水至排汽裝置噴頭有堵塞情況。

3 解決方案

由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)無法清理小機(jī)凝結(jié)水至大機(jī)排汽裝置噴頭，通過采取小機(jī)凝結(jié)水外排管道接至大機(jī)排汽裝置底部放水門，通過這一管路把多余的凝結(jié)水排至大機(jī)排汽裝置。將小機(jī)凝結(jié)水外排管接到大機(jī)排汽裝置放水一、二道門之間，并在新增管道上加一道手動(dòng)門。正常運(yùn)行時(shí)注意以下事項(xiàng)：

（1）機(jī)凝汽器液位調(diào)門投自動(dòng)，水位設(shè)定至450mm;正常運(yùn)行中，小機(jī)凝汽器水位維持在400～500mm。

（2）小機(jī)凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門解手動(dòng)關(guān)閉。負(fù)荷低于350MW時(shí)可能出現(xiàn)小機(jī)凝結(jié)水流量低導(dǎo)致小機(jī)凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門聯(lián)開，監(jiān)盤人員注意監(jiān)視，當(dāng)負(fù)荷高于350MW時(shí)及時(shí)將小機(jī)凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門關(guān)閉。

（3）除隔離檢修的小機(jī)凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)放水和排空氣門外，小機(jī)運(yùn)行中禁止開啟小機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)任何放水及排空氣門;需要開啟小機(jī)凝結(jié)水泵出口取樣門取樣時(shí)，應(yīng)匯報(bào)機(jī)組長和單元長，取樣期間機(jī)組長應(yīng)注意監(jiān)視小機(jī)凝汽器真空，若真空下降立即關(guān)閉取樣門。

（4）在開啟隔離檢修的小機(jī)凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)放水和排空氣門時(shí)，嚴(yán)密監(jiān)視小機(jī)凝汽器真空變化，如發(fā)現(xiàn)小機(jī)凝汽器真空下降，立即關(guān)閉并啟動(dòng)備用小機(jī)真空泵。

（5）小機(jī)運(yùn)行中必須保持一臺(tái)小機(jī)凝結(jié)水泵運(yùn)行。

（6）為控制10號(hào)機(jī)小機(jī)凝汽器液位，對10號(hào)機(jī)小機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行改造，將小機(jī)凝結(jié)水外排管接到大機(jī)排汽裝置放水一二道門之間，并在新增管道上加一道手動(dòng)門。10號(hào)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)注意以下事項(xiàng)：a.關(guān)閉排汽裝置底部放水二道手動(dòng)門，并掛鎖。b.保持小機(jī)凝結(jié)水外排電動(dòng)門開啟、小機(jī)凝結(jié)水外排電動(dòng)門后手動(dòng)門稍開、大機(jī)排汽裝置底部放水一道門稍開，控制小機(jī)凝結(jié)水至大機(jī)排汽裝置底部流量10-15t/h。c.注意監(jiān)視大、小機(jī)真空、大機(jī)凝結(jié)水水質(zhì)，若由于新增系統(tǒng)泄漏、水質(zhì)變差等引起上述參數(shù)出現(xiàn)異常變化時(shí)，及時(shí)關(guān)閉小機(jī)凝結(jié)水外排電動(dòng)門及排汽裝置底部放水一道手動(dòng)門。d.每班就地巡檢新加排水管路系統(tǒng)兩次，確認(rèn)無振動(dòng)、泄漏、吸氣等異常。e.機(jī)組帶高負(fù)荷或帶輔汽量較大時(shí)，小機(jī)凝汽器液位調(diào)門開到最大時(shí)液位仍可能會(huì)出現(xiàn)不斷上漲現(xiàn)象，出現(xiàn)上述情況時(shí)，可通過下列手段調(diào)整，直到小機(jī)凝汽器液位達(dá)到正常值：降低輔汽供汽量。關(guān)閉小機(jī)凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門。提高大機(jī)真空。降低小機(jī)凝汽器循環(huán)水供水溫度。液位高于600mm時(shí)，降低機(jī)組負(fù)荷。

4 結(jié)束語

凝汽器水位的正常與否直接影響著整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行，所以在機(jī)組正常運(yùn)行工作的過程中，一定要對凝汽器的水位進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常情況時(shí)能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行判斷并做出相應(yīng)的預(yù)控措施。在機(jī)組不停機(jī)的情況下，利用原有的管道，通過對小機(jī)凝結(jié)水管道的改造，可以滿足機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)控制小機(jī)凝器液位在正常范圍內(nèi)的要求，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁鳴賀，戴峰.660MW級(jí)機(jī)組100%小機(jī)自帶凝汽器設(shè)計(jì)方案優(yōu)化[J].能源與節(jié)能，2017（12）：173-175.

[2]周雪斌，孫紀(jì)東，李旭.1000MW超超臨界汽輪機(jī)凝汽器液位異常分析與探討[J].湖南電力，2010（s1）：65-67.

[3]王修彥.火電廠凝汽器故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)研究[D].華北電力大學(xué)，2000.

[4]王振彪，佟義英.給水泵汽輪機(jī)乏汽直排主機(jī)空冷系統(tǒng)的探討[J].華北電力技術(shù)，2012（4）：44-46.

[5]王智杰，于森.超臨界直接空冷機(jī)組給水泵汽輪機(jī)排汽進(jìn)主機(jī)排汽裝置可行性探討[J].環(huán)境與發(fā)展，2012，28（6）：159-162.