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660 MW机组防止汽轮机进水系统的改进 |
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660 MW机组防止汽轮机进水系统的改进
（1．河北省电力试验研究所，河北 石家庄 050021；
2．邯峰发电厂，河北 邯郸 056400）
1 问题的提出
某电厂安装有2台660 MW进口燃煤机组。锅炉为美国F·W公司生产，汽轮发电机组为德国SIEMENS公司制造，热工控制系统采用的是SIEMENS公司的TELEPERM－XP系统。
2台机组在2002～2003年的小修和中修中，相继发生了机组停运后主蒸汽管道积水现象，特别是＃1机组在2002年2月小修和2003年1月中修停机后，主蒸汽管道积水均造成汽轮机进水，出现高压缸上下缸温差增大，盘车停止的现象。
2 原因分析
2．1 事件过程简述
鉴于2台机组发生主蒸汽管道积水的现象完全相同，所以，仅以＃1机组2003年1月这一次为例，根据事后从T－XP历史数据中收集到的有关数据进行描述，见图1～图3。
2003－01－29T12－40，＃1机组按计划滑参数停机进入中修，停机时主蒸汽压力（过热器出口处，以下相同）为8．23 MPa，主蒸汽温度为460℃
2003－01－30T06－50，主蒸汽压力降至2．948MPa，汽机房主蒸汽管道水平段上、疏水井前约1．5m处的主蒸汽温度测点CT007为332．25℃，温降速率开始加快（积水高度接近此测点），到2003－01－30T07－21，温度降至274．2℃。至此，温降速率进一步加快，4 min温度降至238．2℃，积水淹没此测点，达到此时主蒸汽压力下的饱和温度，而后，温降速率非常平缓。
2003－01－30T10－53，高压主汽门前立管上、低于高压主汽门约2．5 m处的温度测点CT008A为283．4℃，到2003－01－30T10－56，3 min急剧下降至225．6℃（积水高度已达到此测点高度，淹没了此测点），之后，温降非常平缓。
2003－01－30T11－11，汽封母管压力为－0．29kPa，汽封母管上的3个温度测点CT011A为206．25℃，CT002A为216．72℃，CT012A为193．7℃。2003－01－30T11－13高压调节阀后（高压缸前端）温度测点CT006A为338．31℃，汽封母管压力上升至0．42kPa，高压缸开始进水。此后，高压缸上下缸温差开始增大，汽机盘车转速下降直至停止。2003－01－30T11－15，CT006A为333．0℃，此时，汽封母管压力达到最高值1．096 kPa。2003－01－30T11－19，CT006A降至最低点162．87℃，汽封母管压力为0．775 kPa。2003－01－30T11－30，汽封母管温度CT011A为201．96℃，CT002A为212．94℃，CT012A为193．32℃。汽封母管靠近门杆泄汽接口的管段温度开始下降，汽封母管压力降至0．179 kPa。2003－01－30T11－54，CT011A为165．6℃，CT002A为185．16℃，CT012A为185．34℃。汽封母管全管段温度开始下降。2003－01－30T12－11，运行人员强行打开2根主蒸汽管道上的疏水阀，并保持全开，此时主蒸汽压力为2．406MPa。2003－01－30T12－12，CT011A为165．6℃，CT002A为185．16℃，CT012A为185．34℃。汽封母管温度下降开始平缓。2003－01－30T12－21，高压缸上下缸温差达到最大值194．19℃。2003－01－30T12－32，主蒸汽压力下降为2．094 MPa。2003－01－30T14－00，主蒸汽压力下降为1．294 MPa。2003－01－30T15－00，主蒸汽压力为0．98 MPa。2003－01－30T16－00，主蒸汽压力为0．788 MPa。
2．2 汽缸进水原因分析
由上述可知，机组滑参数停机后约18 h，主蒸汽管道最低点（汽机房水平段，标高约7．5 m）已积水半管，说明仅靠主蒸汽管道上的疏水器是不能满足机组停机时疏水要求的。随着积水的增多，主蒸汽管道中的水位逐渐升高，约4 h后，积水已达到距离汽机高压主汽门（标高约17．0 m）约2．5 m处。此时，汽机房内所有与主蒸汽管道连通的管道已全部被水淹没（包括高压旁路阀）。又过了大约15 min，积水淹没了高压主汽门。主汽门本身是严密不漏的，不会造成汽轮机进水，但积水会沿着门杆泄汽漏出，特别是当门杆受到急剧冷却时，密封间隙会增大，泄水量将随之增大。从门杆泄汽漏出来的约225．6℃的饱和水，沿门杆泄汽管道流入位于高压缸下方的汽封母管中。由于这种门杆泄汽系统的设计，每次机组停机后，虽然汽封供汽汽源已被隔断，但仍然会有从门杆泄汽而来的大量蒸汽进入汽封母管，使得汽轮机汽封不断地大量向外冒汽。为了避免汽轮机润滑油系统进水，运行人员不得不在机组停运后保持汽封轴抽风机长期运行，使汽封母管内的压力维持在微负压状态。
高温的饱和水进入低压的汽封母管后，迅速蒸发，使得汽封母管压力升高，将原本就因管道直径不大、疏水能力不强的门杆泄汽管道中的水反顶，通过与高压主汽门门杆泄汽管道连通的高压调节阀门杆泄汽管道，把水挤进高压调节阀。为了保证高压调节阀的正常开启，在高压调节阀阀芯上开有平衡孔，直通汽轮机高压缸内部。进入高压调节阀的水，沿平衡孔进入高压缸，导致汽轮机进水。由于高压缸内部温度远远
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