機(jī)高參數(shù)冷態(tài)沖轉(zhuǎn)后異?，F(xiàn)象及分析

1、51-50-3型汽輪機(jī)高參數(shù)冷態(tài)沖轉(zhuǎn)后異?，F(xiàn)象及分析林春、郭國忠（福建永安火電廠發(fā)電部 366013 ）摘要：分析介紹了 51-50-3型汽輪機(jī)倒汽倒水現(xiàn)象的原因、汽水來源、現(xiàn)象、與 對策及在某次采用特殊高參數(shù)冷態(tài)沖轉(zhuǎn)試驗(yàn)后出現(xiàn)的異常現(xiàn)象及分析判斷。 關(guān)鍵詞：高參數(shù)沖轉(zhuǎn)；缸溫；排汽溫度；倒汽倒水1. 引言汽輪機(jī)倒汽倒水現(xiàn)象是指機(jī)組在停機(jī)或大幅度甩負(fù)荷后由于隔離措施不 完善，導(dǎo)致來自外界公用系統(tǒng)的汽、水沿著管道進(jìn)入汽機(jī)內(nèi)部的現(xiàn)象。汽輪 機(jī)一旦發(fā)生倒汽倒水現(xiàn)象輕則使排汽溫度持續(xù)居高不下，延長盤車時(shí)間，重 則使汽機(jī)超速，汽缸、轉(zhuǎn)子表面因迅速的溫變產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力，導(dǎo)致出現(xiàn)裂 紋或永久性變形。倒汽倒水現(xiàn)

2、象對于熱態(tài)或極熱態(tài)汽輪機(jī)而言危害性是非常 大的，這一點(diǎn)已有很多的事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。所以在汽輪機(jī)停機(jī)之后一定要嚴(yán)密 監(jiān)視缸溫、排汽溫度等關(guān)鍵參數(shù)變化趨勢，嚴(yán)防倒汽倒水現(xiàn)象的發(fā)生。本文 將以51-50-3型汽輪機(jī)為例，通過分析汽機(jī)發(fā)生倒汽倒水現(xiàn)象的原因、汽水 來源、對缸溫及排汽溫度的影響、與對策，來對某次高參數(shù)沖轉(zhuǎn)試驗(yàn)后出現(xiàn) 的異常現(xiàn)象進(jìn)行剖析。2. 倒汽的原因.來源、對缸溫及排汽溫度的影響與對策汽平衡來iiit至左右摞栓集汽箱至除氧器#i高加疏水a(chǎn)至氫站鄰機(jī)來除鹽水 半x a圖151-50-3型汽輪機(jī)部分系統(tǒng)圖a. 電動主汽門或其旁路門未關(guān)嚴(yán)，使來自鍋爐的余汽或鄰機(jī)的新蒸汽經(jīng)由 自動主汽門，導(dǎo)汽管，

3、調(diào)速汽門進(jìn)入汽機(jī)內(nèi)。發(fā)生時(shí)高壓缸先進(jìn)汽，使 缸溫異常變化、排汽溫度上升，且上缸溫度變化幅度與速率都高于下缸, 發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉搖緊主汽母管聯(lián)絡(luò)門、電動主汽門及其旁路門， 全開電動主汽門前所有疏水門，排放余汽。b. 抽汽逆止閥與相應(yīng)管道上隔離門未關(guān)嚴(yán)，使來自公用系統(tǒng)或抽汽管道內(nèi) 余汽有可能經(jīng)卡澀的逆止門倒入汽缸。發(fā)生時(shí)高、低壓缸都有可能先進(jìn) 汽使缸溫異常變化、排汽溫度上升，但下缸反應(yīng)更迅速。發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即 手動關(guān)閉搖緊抽汽管道上隔離門，關(guān)閉抽汽逆止閥前后疏水門，待停止 盤車后檢修逆止閥。c. 軸封進(jìn)汽門未關(guān)嚴(yán)，使軸封供汽經(jīng)轉(zhuǎn)子軸端進(jìn)入汽缸內(nèi)。發(fā)生時(shí)高、低 壓缸同時(shí)進(jìn)汽，缸溫發(fā)生異常變化，排汽溫

4、度上升，但上、下缸溫變化 幅度與反應(yīng)時(shí)間相差無幾。發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉并搖緊軸封進(jìn)汽總門 及調(diào)節(jié)閥前后手動門。d. 新蒸汽或汽平衡母管至集汽箱進(jìn)汽門未關(guān)嚴(yán)，使得蒸汽一路由集汽箱進(jìn) 入法蘭螺栓加熱裝置，另一路由集汽箱疏水門進(jìn)入疏水?dāng)U容器。發(fā)生時(shí) 缸溫發(fā)生異常變化，排汽溫度上升，但法蘭螺栓溫度變化更為明顯。發(fā) 現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉搖緊新蒸汽或汽平衡母管至集汽箱進(jìn)汽門及集汽箱 疏水門與左右法蘭螺栓加熱進(jìn)汽總門。e. 凝疏門未關(guān)嚴(yán)，使來自鍋爐的余汽或鄰機(jī)的新蒸汽經(jīng)凝疏管由凝結(jié)器喉 部進(jìn)入汽機(jī)內(nèi)。發(fā)生時(shí)低壓缸先進(jìn)汽，對高壓缸溫度幾乎沒有影響但排 汽溫度迅速上升，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉搖緊主汽母管聯(lián)絡(luò)門、凝疏

5、門， 全開電動主汽門前所有疏水門，排放余汽。f. 高加至低加疏水手動門未關(guān)嚴(yán)，使來自除氧器的蒸汽或高加水側(cè)漏水有 可能經(jīng)卡澀的逆止門倒入熱井。發(fā)生時(shí)對缸溫幾乎沒有影響，排汽溫度 上升。發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉搖緊高加至低加疏水手動門及高加至除氧 器疏水門，開啟高加汽側(cè)疏水排地溝門，如高加鋼管有泄漏還應(yīng)退出高 加水側(cè)，開啟水側(cè)放門。g. #4低加出水電動門未關(guān)嚴(yán)，使來自除氧器的蒸汽有可能經(jīng)卡澀的逆止門 倒入熱井。發(fā)生時(shí)對缸溫幾乎沒有影響，排汽溫度上升。發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即 手動關(guān)閉搖緊#4低加出水電動門。h. 門桿漏汽手動門未關(guān)嚴(yán)，使來自除氧器的蒸汽有可能經(jīng)卡澀的逆止門， 由自動主汽門、高壓軸端及二級抽汽管

6、倒入高壓缸。發(fā)生時(shí)缸溫有異常 變化，排汽溫度上升。發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉搖緊門桿漏汽手動門。3. 倒水的原因、來源.對缸溫及排汽溫度的影響與對策a. 熱井除鹽水補(bǔ)水門未關(guān)嚴(yán)。熱井水位較低時(shí)對缸溫與排汽溫度幾乎沒有 影響。發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉熱井除鹽水補(bǔ)水門。b. 低壓給水至抽汽聯(lián)動裝置進(jìn)水門未關(guān)嚴(yán)，使得低壓給水經(jīng)抽汽逆止閥泄 水管進(jìn)入熱井。發(fā)生時(shí)短時(shí)間內(nèi)對缸溫并無影響，但排汽溫度將持續(xù)上 升。發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即手動關(guān)閉搖緊低壓給水至抽汽聯(lián)動裝置進(jìn)水門。c. 凝結(jié)水至氫站聯(lián)絡(luò)門未關(guān)嚴(yán)，使得來自鄰機(jī)的凝結(jié)水有可能經(jīng)卡澀的逆 止門倒入熱井。熱井水位較低時(shí)對缸溫與排汽溫度幾乎沒有影響。發(fā)現(xiàn) 后應(yīng)立即手動關(guān)閉凝

7、結(jié)水至氫站聯(lián)絡(luò)門。4. #4機(jī)高參數(shù)冷態(tài)沖轉(zhuǎn)后異?，F(xiàn)象介紹某廠#3, 4機(jī)為武漢汽輪機(jī)廠于上世紀(jì)七十年代生產(chǎn)的單缸、單軸、純 凝汽式老機(jī)組，型號為51-50-3。兩機(jī)因?qū)ν夤嵝枰?，恢?fù)了主汽母管， 但為安全考慮中間裝有兩道隔離門。#4機(jī)組大修后，決定利用鄰機(jī)的新蒸汽 對#4機(jī)獨(dú)立進(jìn)行沖轉(zhuǎn)試驗(yàn)。因試驗(yàn)時(shí)經(jīng)主汽母管節(jié)流后#4機(jī)電動主汽門前參 數(shù)仍高達(dá)483°c、9. ompa遠(yuǎn)超過運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定的冷態(tài)滑參數(shù)啟動時(shí)要求的 沖轉(zhuǎn)參數(shù)15(tc、0. 3mpao為了避免在沖轉(zhuǎn)時(shí)因巨大的溫差帶來的破壞性的 熱應(yīng)力，同時(shí)也為了能使上下汽缸均勻受熱，采用了全開自動主汽門、調(diào)速 汽門通過電動主汽門旁

8、路門沖轉(zhuǎn)的操作方法。沖轉(zhuǎn)試驗(yàn)在轉(zhuǎn)速升至 2800r/min后結(jié)束，當(dāng)班運(yùn)行人員在打閘停機(jī)，轉(zhuǎn)子正常惰走結(jié)束后立即投 入連盤運(yùn)行。值班人員在隨后的定時(shí)巡回檢查抄表時(shí)，發(fā)現(xiàn)上下缸溫、熱膨 脹在緩慢上升，懷疑可能是發(fā)生了倒汽倒水現(xiàn)象。同時(shí)其他人員也發(fā)現(xiàn)在此 過程中排汽溫度卻穩(wěn)中有降，熱井水位在連盤的頭兩小時(shí)內(nèi)熱井水位始終保 持在0. 72米未有上升。5. 異?，F(xiàn)象的疑點(diǎn)分析從上文對汽機(jī)發(fā)生倒汽倒水的原因、對缸溫及排汽溫度影響的分析可以 看出如果只發(fā)生倒水至熱井現(xiàn)象時(shí)，在水位未能淹沒汽缸時(shí)對缸溫變化幾 乎沒有影響，而一旦水位上漲失去控制淹沒了汽缸缸溫必定會急劇下降。 故從現(xiàn)場缸溫變化趨勢及一直保持穩(wěn)定

9、的熱井水位來看可以排除發(fā)生了倒 水現(xiàn)象。汽輪機(jī)如果發(fā)生倒汽現(xiàn)象時(shí)，蒸汽因參數(shù)不同；進(jìn)入汽機(jī)的方式與路 徑不同；發(fā)生倒汽時(shí)汽缸溫度溫度不同所以對缸溫、熱膨脹、差脹的影響 各有差異。但在發(fā)生倒汽現(xiàn)象時(shí)都有一個共同的特點(diǎn)既：后汽缸排汽溫度 必定上升，這也是現(xiàn)場中判斷汽機(jī)是否發(fā)生倒汽現(xiàn)象最直接明顯的“硬指 標(biāo)”。所以，當(dāng)班運(yùn)行人員在仔細(xì)檢查所有可疑的熱力系統(tǒng)后，果斷地排除 了發(fā)生倒汽現(xiàn)象的可能性。那到底是何原因?qū)е逻@種怪異現(xiàn)象的發(fā)生呢？6. 異常現(xiàn)象原因分析在排除了倒汽倒水的可能之后，當(dāng)班運(yùn)行人員注意到自動主汽門處金屬 溫度呈現(xiàn)出與上下缸溫截然不同的逐步下降趨勢?，F(xiàn)將投入連盤后3小時(shí)內(nèi) 缸溫、自動主汽

10、門處金屬溫度、排汽溫度變化抄表描繪成曲線圖如下所示：汽缸188192195199202204207207207204. 5自動主汽 門352315306298292285279.5273266.5261排汽323231. 531. 531. 531. 530303030350f.(2)_"300250200150100500153045607590105120時(shí)間(min)180缸溫 自動主汽門處金屬溫度 排汽溫度圖2缸溫、自動主汽門處金屬溫度、排汽溫度變化曲線圖自動主汽門處金屬溫度在剛投入連盤時(shí)溫度為仍高達(dá)325 °c較同一時(shí) 間的上缸溫188°c超出整整13t

11、c。在試驗(yàn)結(jié)束打閘之后，汽機(jī)已經(jīng)被證明 并沒有其它任何外來汽水熱源，自動主汽門處及其前的主汽管壁金屬溫度都 遠(yuǎn)高于汽缸與轉(zhuǎn)子溫度，不能排除這樣一種可能性的存在，即：自動主汽門 處金屬及其前的主汽管的蓄熱在巨大的溫差驅(qū)使下經(jīng)導(dǎo)汽管的熱傳遞使得 缸溫繼續(xù)保持上升趨勢。由于沒有真正的汽水熱源進(jìn)入低壓缸，所以排汽溫 度穩(wěn)中有降。又由于自動主汽門處及其前的主汽管金屬質(zhì)量遠(yuǎn)小于汽缸及轉(zhuǎn) 子金屬質(zhì)量總合，故這種熱傳遞作用不會持續(xù)很久，缸溫等上升幅度很有限, 而且以自動主汽門處金屬溫度為代表的熱源溫度下降幅度、速度必定大于受 熱體汽缸及轉(zhuǎn)子。實(shí)際上汽缸溫度在120分鐘內(nèi)爬升到最高的207°c之后就 逐步地穩(wěn)定下降，總升幅為19。運(yùn)行人員的這種判斷在隨后接連幾天的 數(shù)次同條件沖轉(zhuǎn)試驗(yàn)后必定出現(xiàn)的類似異?，F(xiàn)象身上得以充分得驗(yàn)證。51-50-3型汽輪機(jī)在普通的滑參數(shù)停機(jī)過程中由于規(guī)定新蒸汽溫度要 低于調(diào)節(jié)級處缸溫，而且差值被嚴(yán)格控制在35°c以內(nèi)。所以不存在打閘停 機(jī)后自動主汽門處及其前的主汽管壁金屬溫度高于缸溫的現(xiàn)象，自然也就不 會有上述的熱傳遞現(xiàn)象發(fā)生。7.結(jié)束語本文介紹的51-50-3型汽輪機(jī)在某次高參數(shù)條件