600 MW機組高壓加熱器啟動過程中管道振動分析與治理

黃小軍

(湖南華電長沙發(fā)電有限公司，長沙 410203)

600 MW機組高壓加熱器啟動過程中管道振動分析與治理

黃小軍

(湖南華電長沙發(fā)電有限公司，長沙 410203)

為節(jié)省啟動能耗，縮短鍋爐啟動時間，啟動過程中提前投入高壓加熱器系統(tǒng)，由于給水流量較小、管道全冷態(tài)等原因，啟動過程中正常疏水管道經(jīng)常出現(xiàn)強烈振動，引起設(shè)備損壞并帶來安全隱患。分析了管道振動的原因，采取了相應(yīng)的技改及運行調(diào)整措施，有效杜絕了高壓加熱器啟動過程中管道的振動。

鍋爐啟動；高壓加熱器；管道振動

0 引言

某電廠一期2×600 MW超臨界機組汽輪機為東方汽輪機廠引進日立技術(shù)生產(chǎn)制造的N600-24.2/566/566型超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機。機組采用復(fù)合變壓運行方式，汽輪機具有8段非調(diào)整回熱抽汽，汽輪機額定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。機組負荷達到120 MW后，按照從低到高的順序開啟汽輪機抽汽電動閥，依次投入高壓加熱器(以下簡稱高加)汽側(cè)運行[1]。經(jīng)過總結(jié)分析，原來的高加投用方式存在2個不利因素：一是啟機過程中給水溫度較低，不利于鍋爐啟動燃燒調(diào)整，且啟動能耗較大；二是發(fā)電機并網(wǎng)帶負荷后投用高加，由于抽汽壓力及溫度較高，投入時對系統(tǒng)的熱沖擊較大。為了節(jié)省啟機能耗，經(jīng)調(diào)研其他電廠并分析設(shè)備運行狀況，確定在啟機過程中鍋爐點火起壓后，機組高低壓旁路投入運行，再熱蒸汽冷段管道過汽后#2高加暖管投入，汽輪機沖轉(zhuǎn)至1 500 r/min后#3高加暖管投入，發(fā)電機并網(wǎng)后#1高加暖管投入。采取以上措施后，由于給水溫度能維持在160 ℃，啟機過程中鍋爐爐膛溫度很快上升，從而減少鍋爐升溫升壓時間，降低了啟動能耗，另外還使爐膛干燥，提高了鍋爐著火效率。

1 管道振動原因分析

啟機過程中提前投入高加系統(tǒng)，由于給水流量較小以及管道全冷態(tài)等原因，啟動過程中正常疏水管道經(jīng)常出現(xiàn)強烈振動現(xiàn)象，引起設(shè)備損壞并帶來安全隱患。針對此現(xiàn)象，分析原因如下。

(1)現(xiàn)場#1，#2高加正常疏水管道存在U型管道，管道底部疏水接往無壓放水母管，啟機過程中大量疏水排入無壓放水母管，而此時高加內(nèi)部疏水排往凝汽器事故疏水擴容器，使得高加內(nèi)部為負壓狀態(tài)，其他系統(tǒng)疏水倒入高加正常疏水管道，積存在#1，#2高加正常疏水管道的U型管道內(nèi)，在投入高加抽汽時很容易因汽液兩相流而引起管道振動。而#3高加至除氧器疏水管道上升段較長，原設(shè)計在正常疏水調(diào)節(jié)閥前后有疏水閥接往無壓放水母管，正常疏水調(diào)節(jié)閥在除氧器平臺，位置在管道上升段上部，而在#3高加正常疏水管道下部沒有疏水，導(dǎo)致投入抽汽時容易發(fā)生汽水混合而產(chǎn)生管道振動。原高加疏水系統(tǒng)如圖1所示。

(2)由于在鍋爐點火預(yù)暖中投入高加，高加投入時鍋爐所需的給水流量較小，產(chǎn)生的高加疏水量也較少，并且#1，#2，#3高加之間沒有差壓，疏水只能通過高加事故疏水管道排往凝汽器，如果不控制高加水位，就會使蒸汽和疏水同時竄入正常疏水管道而引起管道振動。

(3)高加投入時，如果沒有控制高加給水進、出口溫差上升速度，就會對高加內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱沖擊，從而引起整個高加系統(tǒng)的振動[2]。

(4)值班員在高加投入操作中不規(guī)范，導(dǎo)致管道振動。

2015年啟機過程中，由于高加投入時經(jīng)常出現(xiàn)管道振動，導(dǎo)致閥門損壞、管道泄漏、固定支架變形等不安全事件發(fā)生。

2 采取的措施

綜上所述，為防止高加系統(tǒng)投入過程中因系統(tǒng)振動而引起設(shè)備損壞及人身傷害，徹底杜絕高加系統(tǒng)投入過程中的振動，針對以上分析，對該公司高加投入采取以下措施[3]。

圖1 原高加疏水系統(tǒng)

圖2 改造后的高加疏水系統(tǒng)

(1)在啟動檢查時提前開啟#1，#2，#3高加正常疏水調(diào)節(jié)閥前管道至#1，#2，#3高加事故疏水電動截止閥前疏水，利用凝汽器抽真空將#1，#2，#3高加正常疏水管道中的存水抽空，在投用中有效保證疏水及時排走。

(2)嚴格按高加投入操作票進行操作。

(3)高加投入過程中使用高加事故疏水自動調(diào)節(jié)，保持高加水位控制在300 mm左右，未發(fā)生高加輸水管道振動。

(4)高加投入過程中緩慢調(diào)節(jié)抽汽閥，控制高加給水出口溫升不超過2 ℃/min，有效避免了因熱沖擊較大而產(chǎn)生的系統(tǒng)振動。

4 結(jié)束語

2016年6月以后，#1，#2機組每次啟機采用該措施進行高加的投入操作，均未出現(xiàn)高加疏水管道振動現(xiàn)象，達到了杜絕高加投入過程中管道振動的目的。

[1]東方汽輪機廠.N600-24.2/538/566型汽輪機運行說明書[Z].

[2]胡念書.汽輪機設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[3]湖南華電長沙發(fā)電有限公司600 MW集控主、輔機運行規(guī)程:Q/CSFD 10301101—2015[S].

(本文責編：劉芳)

(1)提出加裝#1，#2，#3高加正常疏水調(diào)節(jié)閥前至#1，#2，#3高加事故疏水電動截止閥前疏水管道的技改方案并實施，如圖2所示。

(2)高加投入過程中使用高加事故疏水調(diào)節(jié)，保持高加水位維持在300 mm運行，使得疏水口一直在水位以下。

(3)高加投入過程中通過調(diào)整抽汽閥開度嚴格控制高加給水出口溫升不超過2 ℃/min。

(4)規(guī)范高加投入操作票，培訓(xùn)到位，杜絕人為操作引起高加投入時的管道振動。

3 實施情況

2016年6月23日，#2機組啟動，采用以上高加投入方案進行試驗，試驗情況如下。

2017-03-14；

2017-04-15

TM 621

B

1674-1951(2017)04-0048-02

黃小軍(1970—)，男，四川宜賓人，高級技師，從事汽輪機運行技術(shù)管理方面的工作(E-mail:791856073@qq.com)。