淺析1000MW超超臨界機組高旁故障快開風險及處理

【摘要】詳細介紹了廣東國華粵電臺山發電有限公司1000MW機組高旁設置及正常運行中高旁故障快開所帶來的運行風險、處理思路及要點，并制定相應處理措施，對電廠的相關事故處理具有一定的指導意義。

【關鍵詞】高旁；故障；快開；風險；處理

1.系統設備概述

我廠二期1000MW超超臨界機組的高壓旁路每臺機組設4套，布置于鍋爐房內主蒸汽聯箱出口，經減溫減壓后接至再熱冷段蒸汽管道。高壓旁路的減溫水取自高壓加熱器出口。高旁容量為100%BMCR。低壓旁路系統低壓旁路每臺機組設2套，從汽輪機中壓缸入口前熱再熱蒸汽兩根支管分別接出，經減溫減壓后接至凝汽器。低旁容量為65%BMCR。高、低壓旁路串聯一起，完成整個旁路系統的工作。低旁減溫水由凝結水系統引來。

2.高旁故障快開的原因及主要風險

2.1 原因

高旁閥快開通過快開電磁閥得電或者安全電磁閥失電實現，DCS邏輯快開為4個高旁閥聯動，高旁半側開啟通常都是由安全電磁閥動作引起。當該側任一個主汽壓力高開關動作或者出現信號誤動時，均會導致該側兩個高旁閥的安全電磁閥失電動作，致使高旁快開，且遠方無法控制。

2.2 主要風險（不限于以下）

（1）高旁開啟后，高壓缸通流量大幅下降，若高調門參與汽壓調節，OSB輸出將達到下限20%，高壓缸基本無功率輸出，高排溫度將快速升高，高壓缸整體溫度水平超限。各缸的功率輸出占比大幅改變，對汽輪機軸向推力，軸瓦平衡的影響很大，可能出現參數越限。

（2）再熱汽容易出現超壓，大量蒸汽流過中、低壓缸，以致部分通流區域承受不允許的高壓差，過度載荷，損傷汽輪機。中壓缸進汽壓力高若再伴隨低汽溫、低背壓，則容易出現低壓缸排汽干度低，嚴重威脅低壓缸末級葉片安全。

（3）高排溫度升高后，容易引起一再入口聯箱金屬超溫，需通過開啟再熱器事故噴水來控制超溫。同時輔汽來自冷再，也容易超溫。

（4）高排溫度控制器關小中壓調門后，再熱汽壓力和各抽汽壓力均可能出現大幅波動，對應加熱器可能出現虛假水位，閃蒸等問題，相關的用戶將出現供汽短時不足問題。

（5）若再熱器安全門開啟，將導致工質流失，容易出現凝汽器水位下降過快。

（6）鍋爐高負荷情況下，大量蒸汽（低壓缸排汽和低旁）進入凝汽器，有可能導致凝汽器超熱負荷。

3.高旁故障快開的處理措施

（1）確認高旁為單側2個閥門全開，高旁油站油壓未出現異常低，對應高旁減溫水正常開啟，DCS上可能有主汽壓力高信號顯示。盡快將準確信息傳遞給熱控專業，以縮短處理時間。

（2）確認機組協調退出，切至手動控制方式，DEH控制方式為限壓控制。通過提升負荷設定值以全開汽輪機高調門，密切監視汽輪機高壓缸葉片溫度、高排溫度、軸向位移、軸瓦溫度、振動等參數的變化情況。

（3）將輔汽切至鄰機供給，兩臺小機汽源切換至輔汽。

（4）按A-F順序打閘或快速停運一臺制粉系統，保留4臺制粉系統運行，將鍋爐負荷降至55～60%。打閘磨煤機時發電機功率應小于840MW，避免觸發RB。

（5）檢查低旁開啟情況，確認低旁閥投入自動，無低旁快關條件，低旁快關子環退出，快關信號已復位。若快關信號未復位，可以通過投入復位子環將信號復位。將低旁壓力設定改為手動設定，逐漸降低設定值至4MPa左右。關注高排溫度變化情況，運行可以通過進一步降低低旁壓力來緩解高排溫度上升，但應注意通流量上升對主汽壓力、溫度的影響。

（6）若再熱器出現超壓，應確認再熱器安全門自動開啟。若再熱器安全門因壓力上升過快出現反復開關，可以通過開大低旁來降低再熱汽壓力上升速率。再熱汽安全門開啟后，應及時啟動凝補泵和開啟啟動補水對凝汽器補水。

（7）適當降低給水焓值偏置值，增加給水流量，提升主汽壓力，并適當降低主汽溫度，以降低高排溫度。

（8）2號高加可能會因抽汽溫度高而汽側保護退出，應確認2號高加危急疏水全開，正常疏水關閉且切手動。出現加熱器汽、水側退出時，應及時確認汽側隔離和水側切換情況，并從壓力、流量等參數上進行印證。

（9）再熱器進口溫度偏差較大，可以通過事故減溫水進行適當調整，確保事故減溫后溫度小于470℃。當高旁故障消除時，應及時關閉事故減溫，防止過熱度不足。

（10）高壓缸葉片溫度高時，將關小中調門，可能造成再熱汽壓波動，可以在DEH控制畫面上退出高排溫度控制器子環，避免中調門參與調節。

（11）低旁開啟后可以根據凝汽器真空和循環水出水溫度情況，啟動備用真空泵和循環水泵。

（12）注意檢查各系統水位、流量、電機電流、溫度、壓力等情況，并及時調整，特別是低旁或再熱器安全門開啟后凝結水流量，凝泵電流，凝汽器水位的變化情況。

（13）輔汽溫度可能出現波動，注意通過軸封減溫水或軸封電加熱裝置使軸封供汽溫度維持在280～320℃。

（14）高旁故障隔離或消除前，可將快開的高旁解手動并將指令設定至當前開度，高旁故障消除時，注意防止高旁快速關閉，造成高排溫度，主汽壓力，再熱汽壓力等大幅變化，出現再熱器事故減溫噴水后過熱度不足，給水流量下降，四抽壓力大幅降低等問題。

（15）高旁關閉以后，將DEH控制方式切至初壓方式，檢查各系統運行情況并將各參數調整至正常。

（16）當出現以下情況時，執行緊急停爐操作：

A.高旁開啟后，再熱器壓力超過6.3MPa，再熱器安全門無法開啟，或再熱器安全門開啟后仍不能使壓力降至安全壓力以內。

B.高壓缸排汽溫度大于463℃運行超過15分鐘，或高壓缸葉片溫度超過515℃時。

C.再熱汽事故減溫噴水后蒸汽溫度超過470℃。

D.汽輪發電機功率長時間低于250MW。

E.凝汽器水位低于-500mm。

F.主蒸汽溫度10分鐘內下降50℃。

G.再熱器溫度超過624℃或再熱器管壁出現多點超溫。

H.高旁故障開啟超過30min，故障仍不能消除時。

J.規程要求的其他緊急停機、停爐要求。

4.結語

1000MW超超臨界機組在電網內占據著舉足輕重的地位。而旁路系統是鍋爐與汽輪機間的重要樞紐。文章分析了1000MW超超臨界機組高旁故障快開的原因及主要風險，并詳細制定了該事故發生后的處理措施，確保事故處理方向正確，時間緊湊，從最大程度上保障機組設備的安全。

參考文獻

[1]張磊.汽輪機運行技術問答[M].中國電力出版社，2008.

[2]馬明禮.汽輪機設備與運行[M].中國電力出版社，2008.

[3]曹祖慶.大型汽輪機組典型事故及預防[M].中國電力出版社，1999.

作者簡介：黃斌（1984—），男，廣東國華粵電臺山發電有限公司助理工程師，主要從事火力發電廠集控值班員工作。