超超臨界機組上下缸溫差大原因分析及處理

摘 要：文章首先以某廠1號機組一次正常停機后，出現汽機上下缸溫差超限導致盤車被迫停運具體異常事件為例，進行了深入的原因分析，并最終成功找到了問題的根源，通過及時采取措施，取得實效，確保了機組的安全運行，最后提出了一些處理思路。

關鍵詞：上下缸溫差；原因分析；產生機理；處理思路

1 設備簡介

某廠汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司制造的超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、高中壓合缸、反動凝汽式汽輪機，其型號：CCLN660-25/600/600。

2 某廠1號機汽機上下缸溫差大處理過程分析

2.1 事件簡要經過

2014年1月27日23：43，某廠1號機進行春節期間調停，停機時缸溫為427℃，惰走時間52min；28日00：35投入盤車，電流32A，轉子偏心32.8um，汽機本體疏水完畢后執行悶缸措施。

29日01：22，1號機盤車電流瞬間突變至68A，偏心最高至335um，1、2瓦振動峰值高達150um以上，同時汽機房伴隨有一聲異響出現，當時汽機高中壓缸上下溫差調端為54℃、中部為75℃已超限（限值56℃）、電端為0℃。隨后各項參數在短時異常后均又恢復正常，經就地檢查后發現1號機高中壓缸內部有異音。02：02，開啟1號機高壓缸側內、外缸疏水門進行疏水，外缸疏水10min后疏水管壁溫度開始上升，而內缸疏水管壁溫度則維持在19.4℃不變，直到50min左右后管壁溫度才上升。04：08，缸溫333℃，停運1號機盤車，改為定期盤車，并執行汽機悶缸處理。

2月2日14：25，經修補汽機下缸缺失保溫后，上下缸溫差回落至正常范圍內，經盤動轉子180°直軸后再次啟動盤車，電流32A，就地檢查汽缸內部及各軸瓦處聲音正常，投入盤車連續運行。調停結束后，機組順利一次性完成沖車并網運行。

2.2 原因分析查找及結論

2.2.1 從汽機停運后汽缸漏入蒸汽方面分析

汽機停運后，汽缸進汽途徑只有兩種，即通過主蒸汽或軸封蒸汽管道，因為機組停運后只有這兩個帶壓蒸汽系統與汽缸本體相連。若有蒸汽通過主蒸汽管道漏至汽缸，則說明主汽門、調門關閉不嚴密，如果這樣，那應該會導致停機時轉子惰走時間明顯加長，甚至不能正常到零，但本次停機轉子惰走時間52min，屬于正常范圍，所以可以排除主汽門、調門關閉不嚴密的推斷；若為蒸汽通過軸封蒸汽管道進入汽缸，首先要求軸封母管帶壓力運行，但本次停機后軸封母管壓力顯示一直為負值，而且軸封蒸汽有壓力時，應該是進入低壓缸的蒸汽比進入高壓缸的多，必然會伴隨導致停機后低壓缸排汽溫度高的異常，但本次停機后低壓缸排汽溫度正常且均勻下降，同時低壓軸封母管兩個溫度測點均未出現上漲，所以也可以排除軸封蒸汽母管停機后帶壓運行的推斷。

2.2.2 從汽機停運后汽缸進冷水方面分析

汽機停運后，冷水進入缸體的途徑主要有三種：（1）加熱器、除氧器、凝汽器滿水，冷水通過抽汽管道返入汽缸；（2）軸封管道減溫水關閉不嚴密，冷水通過汽機軸端漏入缸體；（3）鍋爐儲水箱滿水或過、再熱器減溫水關閉不嚴，加上同時存在主、再熱蒸汽主汽門、調門均關閉不嚴，冷水通過主、再熱蒸汽管道進入汽機內部。通過仔細查看有關容器液位、管道溫度趨勢和畫面過程回放，并未發現異常，同時加上汽缸溫度并未出現突變情況，從而排除了汽機進冷水的可能。

再從汽機缸體疏水門開啟后管道溫度變化情況方面進一步分析，從前面描述的現象可知，汽機外缸疏水管道溫度在疏水門開啟10min后才開始上升，而內缸疏水管道溫度更是在疏水門開啟50min后才開始上升。正常情況下，在開啟缸體疏水門后，若有疏水排出，則疏水管壁溫度就會立即發生變化，而實際中汽機內、外缸疏水管壁溫度均經過一定延時后才發生變化，這是因為機組由于破壞真空后缸體采取了悶缸措施，隨著缸體降溫收縮，缸內形成了微負壓，從缸內調節級壓力一直顯示是負值可以證明，因而在開啟缸體疏水門后管道內的凝結疏水壓力小于外界大氣壓力而無法排出，只有在疏水門開啟足夠時間使缸內真空破壞后，疏水才能排出而影響管壁溫度，這說明汽缸內部在停機后密閉地非常嚴密，進一步排除了汽缸進冷水的可能。

2.2.3 從對比兩次停機時汽機上下缸溫差變化方面進行分析

將此次停機后48小時上下缸溫差變化情況與最近一次本機停機情況進行對比。發現兩次停機上下缸溫差趨勢變化基本一致，曲線均平滑無突變點，可以排除汽機突然進冷汽冷水的原因。進一步分析發現，兩次停機的環境冷卻條件不一樣，此次停機調節級金屬溫度為434℃，環境溫度為11℃；而上次去年8月份停機調節級溫度為404℃，環境溫度為31℃，此次汽機上下缸溫差比上次停機增大了14℃。說明此次停機時汽機上下缸溫差增大與環境溫度的下降有關。

而在汽機本機保溫條件完整良好的情況下，環境冷卻條件對汽機缸體溫度下降速率影響并不明顯，這與本次1號機停機實際情況不相符。通過對汽機保溫情況進行細致的檢查后，發現汽機下缸保溫存在嚴重缺陷，局部保溫甚至完全缺失導致缸體金屬裸露在外，如圖1所示。

所以綜合以上異常現象及分析查找，可以斷定本次1號機停運后上下缸溫差異常增大的原因為下缸保溫缺失引起，并第一時間采取了修復汽機下缸保溫的措施，汽缸中部上下缸溫差明顯減小，如圖2所示，48小時內溫差由75℃回落至34℃，進一步驗證了分析判斷的正確性，從而找到了問題的根源。

經過及時修補汽機下缸缺失保溫，汽機上下缸溫差逐漸回落至正常范圍內，經盤動轉子180°直軸后再次啟動盤車，電流32A，就地檢查汽缸內部及各軸瓦處聲音正常，汽機保持盤車連續運行進入正常停機冷卻狀態，為機組后續啟動時的一次沖車成功打下了一個良好的安全基礎。

3 汽機上下缸溫差大的處理思路

3.1 溫差超限前的處理

在機組停運后，尤其要加強汽機上下缸溫差、脹差、盤車電流、轉子偏心、軸承溫度、各加熱器及凝汽器水位等重要參數的監視，并定期到就地傾聽汽機各瓦及內部有無異音，這樣有利于第一時間發現汽機上下缸溫差增大異常，可以為機組異常處理爭取寶貴的時間。當發現汽機上下缸溫差異常增大時，在達到限制值之前，可保持盤車繼續運行，但前提是確認汽機各瓦及內部沒有異常碰撞或摩擦聲，并立即排查上下缸溫差增大原因，包括熱工溫度測點是否準確、缸體是否漏入冷水冷氣、缸體保溫是否完好、缸體加熱冷卻裝置是否投用得當等方面進行查找，第一時間嘗試開啟缸體疏水門進行疏水。若找到了問題的原因，則立即進行相應處理，防止異常擴大。

3.2 溫差超限后的處理

在機組停運后盤車期間，當汽機上下缸溫差異常增大超過限制值時，即使就地檢查汽機各瓦及內部沒有異常聲音，也要果斷第一時間停止汽機盤車連續運行，改為定期手動盤車，并執行汽機悶缸措施，防止汽機動靜摩擦損壞部件，進而導致異常擴大。在這一點上，一定要堅持原則，嚴格按機組《運行規程》和《二十五項反措》處理，不可抱有僥幸心理。在盤車停止后，根據異?，F象迅速組織查找問題產生的原因，采取措施消除，盡可能縮短盤車停運時間，尤其是在汽機缸溫還處在較高水平時。若在機組停運初期，定期盤車周期也可適當減小。在找到問題根源并消除且汽機上下缸溫差下降至限制值以內后，方可恢復連續盤車運行。在汽機再次投入連續盤車后，要進一步加強就地檢查汽機各瓦及內部有無異常聲音，防止聯鎖導致的其他異常發生。

4 結束語

汽機上下缸溫差控制是機組停運過程中的一項重要工作任務，是保證機組安全停運的關鍵。當機組在停運過程中發生汽機上下缸溫差超限異常時，通過對異?，F象深入分析，查找出問題的根源，并采取正確有效的措施，可以使機組異常第一時間得到控制和處理，防止汽機通流部分發生磨擦損壞等嚴重事故。

參考文獻

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