660MW機(jī)組單機(jī)運(yùn)行增加高壓汽封自供汽站及控制對(duì)策

第第頁660MW機(jī)組單機(jī)運(yùn)行增加高壓汽封自供汽站及控制對(duì)策摘要：該文針對(duì)某電廠660MW超臨界機(jī)組由于單機(jī)運(yùn)行而且沒有啟動(dòng)鍋爐，機(jī)組在啟停過程中因汽輪機(jī)沒有軸端汽封供汽源而無法運(yùn)行這一問題，根據(jù)機(jī)組自身主蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝一套高壓汽封自供汽系統(tǒng)，并闡述了具體控制對(duì)策，實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)在啟停中軸端汽封自供汽。

關(guān)鍵詞：660MW汽輪機(jī)；單機(jī)運(yùn)行；汽封自供汽

DOI：10.16640/ki.371222/t..10.187

1前言

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)軸端汽封的作用主要是為了阻止汽缸高壓端蒸汽外漏、汽缸低壓端空氣漏入汽缸，保證凝汽器內(nèi)真空。汽輪機(jī)軸端汽封系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)兩路供汽汽源，分別為輔助蒸汽供汽和再熱器冷段蒸汽供汽。而單機(jī)運(yùn)行沒有啟動(dòng)爐的發(fā)電機(jī)組，在啟停機(jī)過程中軸端汽封系統(tǒng)因?yàn)闆]有供汽汽源，機(jī)組無法正常啟停。在這種情況下，必須考慮增加第三套軸端汽封供汽系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組單機(jī)自啟停。

2660MW機(jī)組汽輪機(jī)汽封供汽系統(tǒng)簡介

某電廠機(jī)組1×660MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，整體工程是由東北電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，汽輪機(jī)是由哈爾濱汽輪機(jī)廠（以下簡稱哈汽）生產(chǎn)，汽輪機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)：N66024.2/566/566型，額定功率：660MW，額定進(jìn)汽壓力：24.2MPa，主蒸汽溫度：566℃，再熱蒸汽溫度：566℃。汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩套供汽汽源，分別是輔助蒸汽供汽和再熱器冷段蒸汽供汽。汽封母管蒸汽壓力要求維持在0.13～0.135MPa，汽封蒸汽溫度要求控制在150～170℃。

3660MW機(jī)組汽輪機(jī)增加高壓汽封自供汽系統(tǒng)的改造

為實(shí)現(xiàn)660MW機(jī)組單機(jī)運(yùn)行，需增加安裝一套高壓汽封供汽系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停機(jī)時(shí)汽封供汽要求，具體改造方案如下：

供汽汽源從660MW機(jī)組本身主蒸汽管道上引出。如圖31所示，主蒸汽經(jīng)過電動(dòng)截止門、氣動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥門、手動(dòng)截止門后，進(jìn)入汽封母管。為增加高壓供汽站的供汽可靠性和便于檢修設(shè)計(jì)了電動(dòng)旁路閥門。其氣動(dòng)調(diào)節(jié)門的控制信號(hào)取自汽封母管的壓力，在DCS中使用PID運(yùn)算器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)，保證蒸汽控制壓力范圍在0.13～0.135Mpa之間。

為保證高壓汽封供汽汽源的溫度達(dá)汽封供汽的要求，設(shè)計(jì)了一套汽封高壓供汽的減溫裝置，如圖31所示，減溫水引自凝結(jié)水泵出口，壓力為4.5Mpa，溫度為50℃，經(jīng)過減溫調(diào)節(jié)閥門噴至高壓汽封供汽管道中。為增加減溫裝置的可靠性和便于檢修設(shè)計(jì)了手動(dòng)旁路閥門。減溫水調(diào)節(jié)信號(hào)取自汽封母管的溫度信號(hào)，在DCS中使用PID運(yùn)算器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)，控制汽封供汽溫度在150～170℃之間。其減溫裝置控制參數(shù)見表31所列。

為保證高壓汽封供汽的蒸汽品質(zhì)，防止主蒸汽的凝結(jié)水進(jìn)入到汽封蒸汽母管中，在主蒸汽引出管處設(shè)置自動(dòng)疏水裝置。如圖31所示，整個(gè)疏水裝置由疏水罐、疏水閥、液位控制裝置構(gòu)成。當(dāng)疏水罐液位到達(dá)高位后，疏水閥自動(dòng)翻開排掉疏水罐中的蒸汽疏水，當(dāng)水位到達(dá)低位后，疏水閥自動(dòng)關(guān)閉。

4高壓汽封自供汽系統(tǒng)的控制

（1）高壓汽封自供汽系統(tǒng)投入運(yùn)行后具體運(yùn)行控制采取如下措施：1）冷態(tài)啟動(dòng)（第一級(jí)金屬溫度≤120℃時(shí)），投入高壓汽封自供汽系統(tǒng)，要求蒸汽母管壓力維持在0.13～0.135MPa，壓力通過調(diào)節(jié)高壓供汽站的調(diào)節(jié)閥來控制壓力；蒸汽母管溫度控制在150～170℃，溫度調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)減溫裝置中的減溫水噴水閥來控制汽封母管蒸汽溫度；2）溫態(tài)至極熱態(tài)啟動(dòng)（第一級(jí)金屬溫度≥120℃）要求汽封蒸汽母管壓力與冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)相同。蒸汽母管溫度要求如下：

供向汽輪機(jī)汽封的蒸汽應(yīng)有不低于14℃的過熱度。

在高、中壓汽輪機(jī)汽封區(qū)的汽封供汽蒸汽溫度與轉(zhuǎn)子金屬溫度差常期不應(yīng)超過110℃。

當(dāng)高壓、中壓汽缸端壁溫度等于或低于205℃時(shí)，根據(jù)供汽閥進(jìn)口壓力按圖41選擇汽封系統(tǒng)高壓供汽閥進(jìn)口溫度。

當(dāng)高壓、中壓汽缸端壁溫度高于205℃時(shí)，用圖42和圖43根據(jù)測得的供汽壓力（供汽調(diào)節(jié)閥上游）和高壓、中壓汽缸端壁金屬溫度確定汽封供汽溫度的最大值和最小值。

3）停機(jī)期間，凝汽器真空消失之前，汽封系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)負(fù)荷降至25%以下時(shí)，中壓缸后汽封已停頓供汽，此時(shí)用高壓汽封供汽或再熱器冷段汽源供汽。當(dāng)負(fù)荷降至零，汽輪機(jī)主、再熱汽閥完全關(guān)閉以后，不再有再熱器冷段蒸汽，此時(shí)由高壓汽封供汽。待凝器真空消失后，停頓所有汽封供汽。

（2）高壓汽封自供汽事故情況下的運(yùn)行。汽輪機(jī)事故脫扣狀態(tài)：如果導(dǎo)致汽輪機(jī)脫扣的事故與汽封系統(tǒng)無直接關(guān)系，那么汽封系統(tǒng)的運(yùn)行與停機(jī)期間相同。但必須注意維持蒸汽與金屬外表溫差在最低水平，以防止汽封體及汽封段轉(zhuǎn)子外表損害。

高壓汽封和/或再熱器冷段汽封供汽調(diào)節(jié)閥損壞：當(dāng)系統(tǒng)自密封時(shí)，如果汽封供汽調(diào)節(jié)閥損壞，每個(gè)供汽管道上的電動(dòng)旁路閥能繼續(xù)向汽封聯(lián)箱供汽并控制聯(lián)箱壓力。當(dāng)汽封母管壓力低于0.121MPa，如果高壓供汽調(diào)節(jié)閥沒開啟，那么關(guān)閉兩側(cè)手動(dòng)和電動(dòng)截止閥，然后高壓供汽旁路閥緩慢開啟，向汽封聯(lián)箱供汽。

汽封壓力過高：如果由于汽封系統(tǒng)損壞引起汽封聯(lián)箱壓力過高，裝設(shè)于汽封母管上的平安閥在壓力到達(dá)0.27MPa時(shí)開啟，閥門應(yīng)能在0.78MPa最大壓力下排泄高壓汽封和再熱器冷段汽封供汽調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的總流量與低壓供汽量之差。平安閥開啟不是汽輪機(jī)脫扣的條件，當(dāng)汽封聯(lián)箱壓力低于0.27MPa時(shí)平安閥關(guān)閉，系統(tǒng)繼續(xù)向汽封供汽。如果壓力超過0.78MPa，那么汽封系統(tǒng)不能維持機(jī)組運(yùn)行，引起汽輪機(jī)脫扣。

減溫器減溫水調(diào)節(jié)閥損壞：如果減溫水調(diào)節(jié)閥損壞，那么關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前后的截止閥，然后緩慢開啟旁路閥以控制噴水量，維持汽封母管溫度在150～170℃之間。

5改造后的效果