高級技師論文(周建春)

1、江蘇省電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心高級技師論文利港電廠三四期635MW機組滿負荷時高加跳閘事故處理的探討 工作單位：江蘇利港電力有限公司 姓 名：周建春 2010年01月15日利港電廠三四期635MW機組滿負荷時高加跳閘事故處理的探討周建春（江蘇利港電力股份有限公司）摘要：本文針對利港電廠三四期機組滿負荷時高加全切給鍋爐、汽機和發(fā)電機等系統(tǒng)帶來的影響進行定性分析，探討大負荷時高加跳閘的處理預案及預防措施。關鍵詞：635MW，高加全切，負荷增量，處理預案一. 引言現(xiàn)在我國燃煤機組都朝著高參數(shù)、大容量和高度自動化方向發(fā)展。這種趨勢給我們帶來高效率和高經濟性的同時也帶來了高風險，稍有不慎，極可能造成惡劣

2、的社會影響。由于高加抽汽量大，一旦高加跳閘，高壓抽汽被切斷，將造成大量的額外的蒸汽量進入汽輪機，瞬間增加了鍋爐、汽輪機和發(fā)電機的負擔。在滿負荷的工況下，由于各系統(tǒng)的運行都接近了能力工況，高加跳閘的影響更甚，尤其應引起我們的重視。但大負荷高加跳閘的情況畢竟時少數(shù)，我們可以獲得的運行經驗較少。我們只能從其它工況下高加跳閘的情形進行推斷。當然越接近滿負荷工況的情形，我們的推斷就越接近實際情況。下面我們就我廠最近兩次高加跳閘的參數(shù)進行對比分析，探討大負荷時高加跳閘的處理預案及預防措施。二. 系統(tǒng)介紹江陰利港發(fā)電股份有限公司4×600MW超臨界機組的鍋爐采用上海鍋爐廠生產的超臨界、變壓運行、單

3、爐膛、一次再熱、平衡通風、四角切圓燃燒、全鋼構架、全懸吊結構型直流爐。汽輪機采用的是上海汽輪機廠引進美國西屋公司技術生產的超臨界一次中間再熱式、三缸四排汽（高中壓合缸）、單軸、凝汽反動式汽輪機。其熱力系統(tǒng)包括一次再熱與三級高壓加熱器，一級除氧器和四級低壓加熱器組成八級回熱系統(tǒng)，各級加熱器疏水逐級自流。汽機低壓缸排汽排入凝汽器。凝汽器采用雙背壓設計、開式循環(huán)水冷卻。凝結水通過凝結水泵經低壓加熱器至除氧器，給水泵為每臺機組配置2臺50容量的汽動給水泵和一臺35%容量的啟動及備用電動給水泵，給水經高壓加熱器進入鍋爐。發(fā)電機為上海電機廠有限責任公司制造的QFSN-600-2型三相交流隱極式同步汽輪發(fā)電

4、機。高加跳閘時，三臺高加同時切除，給水走大旁路。三. 兩個實例下面是2009年9月2日 10時29分和17時15分6機兩次高加跳閘的相關情況。我們對主汽壓力、機組負荷、總煤量、一抽壓力、冷再壓力、三抽壓力、四抽壓力、五抽壓力、主汽溫度、中間點溫度、小機轉速和高過A出口壓力以及差脹、軸位移等數(shù)據做了比較分析。從DCS歷史數(shù)據中，我們可以得出如下數(shù)據：項目前一次高加跳閘后一次高加跳閘跳閘前極值差值跳閘前極值差值負荷/MW5255916651458571爐側主汽壓力/MPa24.8224.970.1524.8126.711.9調節(jié)機壓力/MPa15.31015.9770.66714.67615.43

5、30.757一級抽汽壓力/MPa5.6876.6080.9215.5436.4720.929二級抽汽壓力/MPa3.784.3980.6183.934.520.59三級抽汽壓力/MPa1.7242.1440.421.7272.1570.43五級抽汽壓力/MPa0.2870.3700.0830.2880.3760.088六級抽汽壓力/kPa51.3779.53828.16851.20281.76630.564爐側主汽溫度/550.1534-16.1544498.8-45.2給水溫度/271.12194.8-76.32269.8187.4-82.4中間點溫度/426.2400.9-25.3420.

6、3390.9-29.4小機轉速/rpm517352487551315340209高加跳閘時間10:29:0917:15:00切TF時間10:29:1617:22:44投高加時間10:3517:46差脹和軸位移變化不大。另外，附有汽機1/2/3瓦振動，由圖可知大機振動基本無大的變化。汽機上述各參數(shù)的限值（能力工況）和這兩次跳閘中達到的極大值總結如下（其中超過限值的用紅斜體標出）：項目限值這兩次跳閘極大值調節(jié)級壓力19.314MPa15.977MPa一級抽汽壓力6.746MPa6.472MPa二級抽汽壓力4.599MPa4.52MPa三級抽汽壓力2.066MPa2.157MPa五級抽汽壓力0.41

7、36MPa0.3766MPa六級抽汽壓力134.76kPa81.766kPa汽機負荷（VWO）676MW-發(fā)電機負荷667 MVA-小機轉速5500rpm5340rpm鍋爐PCV動作值26.7 MPa26.71MPa鍋爐安全門動作值31.2 MPa26.71MPa兩次跳閘參數(shù)之不同為后一次主汽壓力竄升較多。通過對比分析，我們發(fā)現(xiàn)前一次退AGC和切TF的時間要早于后一次：兩次跳閘后都有減煤操作（前后兩次分別約為14t/h和20t/h），前一次高加跳閘后立即切TF并減煤，后一次是在主汽壓力上升后再減煤的，減煤較晚。后一次主汽溫度跌幅較大，主要是投高加時間較前一次要晚。四. 滿負荷時機組的主要參數(shù)（

8、以#6機2009年8月份數(shù)據為例）時間08/1914:3608/1921:0008/2011:0008/2613:50平均值負荷/MW621620619623620.75爐側主汽壓力/MPa24.9624.9524.9624.9524.95調節(jié)機壓力/MPa18.85818.77818.48119.01518.783一級抽汽壓力/MPa6.8786.8356.8046.9376.8635二級抽汽壓力/MPa4.514.514.664.514.548三級抽汽壓力/MPa2.0732.0682.0852.1032.082五級抽汽壓力/MPa0.3490.3490.3590.3600.354六級抽汽

9、壓力/kPa75.976.476.877.576.7小機轉速/rpm54935450543554785464我們將上述數(shù)據與汽機能力工況限值相比較，我們可以發(fā)現(xiàn)，一、二、三級抽汽壓力均已超限，調節(jié)級壓力也接近限值（我們在實際運行中觀察到過調節(jié)級壓力超能力工況的情況）。由于滿負荷時，四閥基本全開，只要主汽稍微上升，一、二、三級抽汽壓力及調節(jié)級壓力超限幾乎不可避免?？梢姡覀兲幚砀呒犹l的關鍵點有：1. 減少機組超負荷的幅度；2. 降低主汽壓力超限的幅度；3. 避免主汽溫度過快下降。五. 關于滿負荷時高加跳閘機組負荷增加量的粗略估算1. 理論推算我們從汽輪機熱平衡圖中可以查出一、二、三級抽汽的流量

10、和焓值，以及排汽焓值如下：焓值/(kJ/kg)流量/(kg/h)一級抽汽3005.9105518二級抽汽2924.7185984三級抽汽3369.174383排汽2466.6-另外，我們從汽輪機內效率曲線上查得中低壓缸的效率在90左右，我們忽略高加跳閘后，一、二、三級抽汽進入汽輪機做工后對機組其他級做工效率和對后幾級抽汽量的影響，我們可以粗略估計出滿負荷高加跳閘機組負荷增加量P，如下：再熱器焓值增加量H3593.3-2924.7668.6(kJ/kg)一級抽汽做功影響負荷P1=(3005.9-2466.6)* 105518+668.6* 105518*0.9 /3600kW=31864 kW二

11、級抽汽做功影響負荷P2=(2924.7-2466.6)* 185984+668.6* 185984*0.9 /3600kW=52387kW三級抽汽做功影響負荷P3=(3369.1-2466.6)* 185984*0.9/3600 kW=41962kW滿負荷高加跳閘機組負荷增加量P P1+P2+P3=31864 kW +52387 kW +41962 kW=126213kW=126MW可見，滿負荷高加跳閘時機組負荷將最大增加126MW。這個估算雖然忽略了很多影響因素，但它遠遠超出了我們平常的預計?？偟膩碚f，高負荷時高加跳閘，如果我們不將多余的能量泄去，將造成無法估計的后果。2. 驗算為了驗證上述

12、估計的正確性，我們以9月2日 10時29分6機高加跳閘的SIS數(shù)據進行驗算。我們從SIS中可以查出一、二、三級抽汽的流量和焓值，以及排汽焓值、再熱器進出口焓值如下：焓值/(kJ/kg)流量/(t/h)一級抽汽3031.595.244二級抽汽2942.564.8注一三級抽汽3416.863.575排汽2292.9注二-高壓缸排汽2942.51453中壓缸進汽3598.71388.2注一：二級抽汽流量冷再流量-熱再流量；注二：取高低壓凝汽器排汽汽焓值的均值。按照與前面相同的假設，我們可以粗略估計出525MW高加跳閘機組負荷增加量P，如下：再熱器焓值增加量H3598.7-2942.5656.2(kJ

13、/kg)一級抽汽做功影響負荷P1=(3031.5-2292.9)* 95.244+656.2*95.244*0.9/3600 MW=33.2MW二級抽汽做功影響負荷P2=(2942.5-2292.9)* 64.8+656.2* 64.8*0.9/3600 MW=21.2MW三級抽汽做功影響負荷P3=(3416.8-2292.9)* 63.575*0.9/3600 MW=17.9MW525MW高加跳閘機組負荷增加量PP1+P2+P3=33.2 MW +21.2MW +17.9 MW=72.3MW與實際的66MW比較，只相差6.3MW，可見估算基本是正確的。六. 發(fā)電機機過電流的可能性分析發(fā)電機額

14、定電流為19250A。發(fā)電機對稱過電流保護定值為：1.1倍發(fā)電機額定電流（延時5S）。在發(fā)電機額定電壓的前提下，我們根據P=1.732UIcos()可以得出功率因素分別為1.0至0.9之間按按照1.1倍額定電流計算出機組負荷如下：功率因素cos()1.1In時機組負荷In時機組負荷1734 667 0.99726 660 0.98719 653 0.97711 647 0.96704 640 0.95697 633 0.94689 627 0.93682 620 0.92675 613 0.91667 607 0.9660 600 由上圖可以看出，只有功率因素等于1的前提下，630MW負荷時跳

15、高加最大允許增加104MW負荷。功率因素越小，允許增加的負荷越??；也就是說，功率因素越小，高加跳閘時發(fā)電機跳閘的風險越大。功率因素越小時，為了避免因高加跳閘導致發(fā)電機過負荷跳閘，必須將機組最高出力限制得越低?？梢?，我們在處理中要盡快降低機組出力，防止發(fā)電機發(fā)生跳閘。七. 高加跳閘條件DCS中查的高加跳閘條件為：汽機跳閘或任一高加水位高（開關量與模擬量）。高加水位高跳閘整定值分別為：670mm（#8高加）；690mm（#7高加）；680mm（#6高加）。高加跳閘動作結果為：#1/2/#3級抽汽電動門和抽汽逆止門同時關閉；給水走旁路（三臺高加同時被旁路）.八. 導致高加水位高的因素高加在正常的運行

16、時，導致高水位的因素有：1. 疏水調門調節(jié)不正?；蛘哒{門機械卡；2. 加熱器之間壓差不夠；3. 傳熱管道破裂；4. 超負荷運行。九. 滿負荷時高加跳閘的危險點1. 主汽超壓；2. 汽輪機參數(shù)超限；3. 發(fā)電機過負荷跳閘；4. 凝器水位高跳低旁；5. 除氧器水位低、超壓、跳給泵；6. 汽輪機進水；7. 主汽溫下跌過快。十. 滿負荷時高加跳閘的處理1. 確認高加跳閘，抽汽、給水三通閥及疏水等聯(lián)鎖動作正常，高加水位下降；2. 立即將機組切TF方式，甚至BASE方式，避免煤量在協(xié)調方式下增加；3. 快速減煤4050t/h（對于減煤的幅度可基于兩個滿負荷投、退高加的靜態(tài)工況的主汽流量差值375t/h按照

17、水煤比7.8得出的大致范圍，也可以通過跳高加增加負荷量除以4進行估計；或者打上層磨），防止水煤比過快下降（給水阻力增大但給泵幾乎無升速余量，減煤以降低給水需求，同時有助于降低汽機超負荷的動態(tài)幅度），注意維持爐膛負壓和氧量的穩(wěn)定； 4. 迅速稍開低旁泄壓，以減少超負荷的幅度，但要注意凝器水位和真空。如果壓力繼續(xù)上升至26.7MPa時，檢查PCV閥動作，注意主汽壓力下降后PCV閥要及時關閉，并檢查PCV閥無泄漏；5. 如果主汽壓力繼續(xù)上升，則應及時開啟高旁電動門，開啟高旁（視負荷高低決定開閥速度：負荷越高開閥速度應越快），投用高旁減溫水，避免高旁因閥后溫度高跳閘；6. 汽壓下降后，應逐漸加煤，并調

18、整中間點溫度設定值（中間點溫度修正值下降到0.75時，可將給水切手動控制），避免主汽溫度下降過快；另外在減水過程中要關注螺旋管壁溫是否超溫；7. 由于進除氧器的疏水減少，注意除氧器、凝器水位的變化，防止除氧器因水位低而超壓以及除氧器水位過低跳給泵，防止凝器水位過高跳低旁；8. 監(jiān)視大機振動、軸向位移、差脹、瓦溫正常；9. 監(jiān)視發(fā)電機的定子繞組溫度、定子鐵心溫度和定子電流不超限；10. 事故處理過程中，應密切關注發(fā)電機定子電流，防止發(fā)電機過負荷；11. 及早查明高加跳閘原因，投入高加。十一. 預防措施1. 高加危疏不能正常備用時限制機組出力；2. 高加正常疏水及危疏動作迅速、準確；3. 投、停高加嚴格控制溫度變化率；4. 高加水位調整時應關注前后級加熱器水位的變化；5. PCV閥要可靠備用，PCV閥隔絕時限機組出力；6. 高、低旁及其減溫器可靠備用；7. 高加水位變送器及開