660MW機(jī)組7A低壓加熱器出水溫度降低原因分析及處理

劉書元，朱江濤

（國(guó)電湖南寶慶煤電有限公司，湖南邵陽(yáng) 422200）

0 引言

國(guó)電湖南寶慶煤電有限公司（以下簡(jiǎn)稱“寶慶電廠”）兩臺(tái)哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的CLN660-24.2/566/566型超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。單臺(tái)機(jī)組配置5、6、7、8共四組低壓加熱器，其中7A/8A、7B/8B四臺(tái)低壓加熱器分別布置在低壓缸A和低壓缸B與凝結(jié)器聯(lián)結(jié)部位，通過機(jī)組的七、八段抽汽來(lái)加熱凝結(jié)水提高其溫度，減少汽輪機(jī)排往凝汽器中的蒸汽量，降低能量損失，提高熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率[1]。

1 存在的問題

寶慶電廠2 號(hào)機(jī)組2016 年11 月26 日機(jī)組負(fù)荷408 MW 工況運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)7A 低壓加熱器凝結(jié)水出水溫度較7B低加出水溫度低14.23 ℃，7A/7B低加水位顯示正常，但7A低加疏水溫度較7B低加疏水溫度低2.84 ℃，嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性（見圖1）。

圖1 7A低壓加熱器參數(shù)異常運(yùn)行DCS畫面

2 機(jī)組運(yùn)行中7A 低壓加熱器出水溫度低的原因分析

2.1 7A低壓加熱器出水溫度表顯示故障

通過調(diào)閱歷史曲線分析，2016年11月25日22:00以前，機(jī)組運(yùn)行中7A/7B低加出水溫度基本一致。11月25 日23:06 左右，7B 低加出口水溫隨著負(fù)荷波動(dòng)同步變化趨勢(shì)基本正常，但7A 低加出口溫度隨著機(jī)組負(fù)荷增加上升變化不明顯，初步懷疑其出水溫度表計(jì)故障。經(jīng)熱控專業(yè)人員進(jìn)行儀表校驗(yàn)，確認(rèn)該溫度測(cè)點(diǎn)顯示正常。

2.2 7A/7B低壓加熱器進(jìn)水流量偏差

為了降低輔機(jī)電耗率，該電廠凝結(jié)水泵采用變頻運(yùn)行方式，凝結(jié)水壓力隨著負(fù)荷的升高而增大，凝結(jié)水流量隨負(fù)荷升高而增加。400 MW 負(fù)荷及以下工況運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水流量較額定值偏小較多，整個(gè)凝結(jié)水系統(tǒng)阻力相對(duì)較小，凝結(jié)水流量偏差可能表現(xiàn)不明顯。通過機(jī)組不同負(fù)荷工況下，對(duì)比分析7A/7B低加進(jìn)出口壓力表指示，發(fā)現(xiàn)基本顯示一致。由此可以排除7A/7B兩側(cè)進(jìn)水流量偏差大的可能性。

2.3 7A低壓加熱器疏水水位過高

2016 年 11 月 26 日 09:02 機(jī) 組 負(fù) 荷 582 MW 時(shí) ，7A/8A 低加疏水水位顯示正常（分別為-11 mm/-5 mm），7A/7B低加出口凝結(jié)水溫度分另別為68.48 ℃/81.9 ℃，7A/7B 低加疏水溫度分另別為59.85 ℃/62.5 ℃。通過參數(shù)分析，7A 低加出口凝結(jié)水溫度及疏水溫度均偏低，判斷可能是7A 低加疏水水位高淹沒了部分換熱管影響換熱效果，通過就地檢查核對(duì)7A低加磁翻板水位計(jì)，顯示疏水水位正常。

通過運(yùn)行調(diào)整，將7A 低加水位調(diào)整至-50 mm，觀察7A 低加疏水溫度逐步上升，出口凝結(jié)水溫度緩慢上漲。將7A 低加水位調(diào)整至-190 mm 時(shí)，7A/7B低加出口凝結(jié)水溫度分另別為83.9 ℃/83.45 ℃，7A/7B低加疏水溫度分另別為64.69 ℃/65.58 ℃。各運(yùn)行參數(shù)全部正常。

圖2 7A低壓加熱器參數(shù)正常運(yùn)行DCS畫面

3 故障點(diǎn)查找及處理策略

3.1 故障判斷

經(jīng)過相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的分析，確定7A 低壓加熱器出水溫度降低的原因是由于疏水水位過高淹沒了部分換熱管段，但是為何在機(jī)組高、低負(fù)荷階段按相同的疏水水位調(diào)節(jié)控制，出現(xiàn)7A低加較7B低加出水溫度低的現(xiàn)象，故障點(diǎn)的查找成為現(xiàn)場(chǎng)人員工作的難點(diǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)工作人員的第一反應(yīng)是7A低加水側(cè)管板可能輕微泄漏，且漏點(diǎn)較小。由于7A/7B低壓加熱器進(jìn)汽管道未設(shè)計(jì)隔離閥門，若7A 低加水側(cè)管板有輕微泄漏，運(yùn)行中無(wú)法處理，將長(zhǎng)時(shí)間影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

公司專業(yè)技術(shù)人員通過多方討論和研究，仔細(xì)對(duì)比分析不同負(fù)荷工況下相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)7A/7B低壓加熱器疏水水位（DCS 畫面顯示值）相同的情況下，機(jī)組負(fù)荷越低，7A 低加與7B 低加出水溫度相差越大，但8 A 低加正常疏水調(diào)門開度正常。通過運(yùn)行調(diào)整試驗(yàn)，將7A 低加水位調(diào)整至-190 mm 運(yùn)行時(shí)各參數(shù)都恢復(fù)正常。綜合分析可能是水位計(jì)顯示異常造成水位調(diào)節(jié)失真所致。

3.2 處理策略

2016 年 11 月 28 日 15:40 機(jī)組保持負(fù)荷穩(wěn)定，做好安全措施后，退出7A 低加水位計(jì)磁翻板水位計(jì)和電接點(diǎn)水位計(jì)（兩個(gè)水位計(jì)上下部共用信號(hào)管），各溫度參數(shù)無(wú)變化。通過對(duì)7A 低加水位計(jì)充壓縮空氣，發(fā)現(xiàn)電接點(diǎn)水位上部焊接處有一小沙眼漏氣。通過檢修補(bǔ)焊后，于16:32 恢復(fù)水位計(jì)運(yùn)行，將水位調(diào)整至正常值，7A 低加出口凝結(jié)水溫度逐步上升至正常值，其疏水溫度也恢復(fù)正常值。

至此，由于7A 低壓加熱器水位計(jì)漏空氣進(jìn)入引起水位計(jì)顯示失真，出現(xiàn)低加疏水實(shí)際水位自動(dòng)調(diào)整不在正常值，導(dǎo)致其出口凝結(jié)水溫度及疏水溫度異常降低的故障原因，及時(shí)查明，并得到妥善處理，有效保障了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

4 參數(shù)異常理論分析

寶慶電廠低加水位模擬量測(cè)量采用美國(guó)Magnetrol導(dǎo)波雷達(dá)，測(cè)量原理如圖3[2]：

圖3 低加水位測(cè)量原理

在正常運(yùn)行情況下平衡容器與低加汽側(cè)相通，平衡容器壓力PB等于低加汽側(cè)壓力PA，同時(shí)下通管低加側(cè)壓力P1與測(cè)量筒側(cè)壓力P2位于同一水平面上，P1=P2。因此測(cè)量筒水位與低加水位高度保持一致。

由于7A 低加運(yùn)行中處于微負(fù)壓，當(dāng)測(cè)量筒上部出現(xiàn)沙眼，會(huì)漏空氣進(jìn)入低加，靠近泄漏點(diǎn)平衡容器壓力PB將高于低加汽側(cè)壓力PA，（PB－PA）>0，下面連通管測(cè)量筒側(cè)壓力P2大于低加側(cè)壓力P1，測(cè)量筒水位將壓向低加，最終測(cè)量筒顯示水位比低加實(shí)際水位偏低。但是7A 水位自動(dòng)仍然根據(jù)導(dǎo)波雷達(dá)水位計(jì)調(diào)整，7A 低加疏水調(diào)門開度較正常運(yùn)行時(shí)偏小，從而造成7A 低加內(nèi)部實(shí)際水位較正常值偏高，淹沒了部分換熱管束，影響換熱效果。尤其當(dāng)機(jī)組負(fù)荷越低，7A 低加汽側(cè)負(fù)壓增大的同時(shí)，漏入的空氣量相對(duì)增多，（PB-PA）也會(huì)增加，外面測(cè)量筒比實(shí)際值降得更低，顯示水位值比低加實(shí)際水位差值更大，疏水調(diào)門開度相對(duì)偏小，換熱管道淹沒得更多，換熱效果更差，出水溫度將會(huì)進(jìn)一步降低。

5 結(jié)語(yǔ)

低壓加熱器出水溫度異常降低的現(xiàn)象在火電機(jī)組運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行將影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，且由于7A 低壓加熱器運(yùn)行中處于負(fù)壓系統(tǒng)，水位計(jì)及本體上部出現(xiàn)小漏點(diǎn)就會(huì)漏入空氣且不易發(fā)生，影響疏水水位正常顯示和調(diào)整。此處漏點(diǎn)隱蔽性強(qiáng)，不容易查找和發(fā)現(xiàn)。寶慶電廠通過認(rèn)真分析，深入查找，有針對(duì)性地進(jìn)行摸索試驗(yàn)，及時(shí)查明了7A低加出水溫度異常降低的故障原因并正確妥善處理，保障了機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。