S109FA機組高壓主蒸汽壓力異常升高原因分析及處理

楊旭濤

(江蘇華電戚墅堰發電有限公司，江蘇 常州 213011)

S109FA機組高壓主蒸汽壓力異常升高原因分析及處理

楊旭濤

(江蘇華電戚墅堰發電有限公司，江蘇 常州 213011)

以某電廠S109FA機組為例，通過分析一起運行中高壓主蒸汽壓力突然升高的案例，介紹了異物進入汽輪機通流部分的受損情況，找到了聯合循環機組發生汽輪機通流部分故障的主要原因并給出了具體檢查措施。

S109FA機組；聯合循環機組；高壓主蒸汽；高壓缸；通流部分；汽輪機；異物

1 問題的提出

某電廠S109FA機組，正常運行中負荷未有變化時高壓主蒸汽壓力在數分鐘內上升0.5 MPa，高壓主蒸汽流量、高壓缸一級壓力、高壓缸排汽壓力、再熱器冷段壓力等高壓缸通流部分參數均發生變化，機組軸系振動、差脹、軸向位移、推力瓦溫均正常。表1所列為機組發生異常前后的高壓缸通流部分參數。本文針對高壓主蒸汽壓力異常升高的問題進行分析。

表1 異常前、后的高壓缸通流部分參數(2016-10-05)

2 高壓主蒸汽壓力升高的原因分析

由表1可知，爐側高壓過熱器出口至高壓缸第1級壓力均同步升高。部分壓力變送器有3個測點，且這些壓力信號分別送至分散控制系統(DCS)控制器和燃汽輪機Mark-Ⅵ 控制器，因此，基本排除測量元件或控制器卡件故障的原因，初步判斷主蒸汽壓力是真實升高。

對比相同負荷下燃氣輪機的運行參數、壓氣機運行工況、燃料基準、燃機透平排煙溫度均沒有發生變化，說明高壓主蒸汽壓力異常升高時燃氣輪機的運行狀況是穩定的，進而排除燃氣輪機異常引起高壓主蒸汽壓力升高的原因。

一般情況下，燃氣-蒸汽聯合機組汽輪機調節閥在正常運行中均全開，不參與調節，異常發生后就地檢查主蒸汽閥、調節閥均為全開位置；而且汽閥開度變小或閥芯脫落、主蒸汽閥濾網堵塞造成主蒸汽壓力升高的同時，蒸汽流量及高壓缸一級壓力應下降，與異常情況發生時參數變化情況不符。由表1可知，高壓主蒸汽壓力與高壓缸一級壓力的壓差變化不大，故排除了主蒸汽閥、調節閥故障及濾網堵塞的可能性。

高壓缸噴嘴、動葉通流部分存在結垢的主要原因是蒸汽品質較長時間內不合格，是一個長期持續過程，一般不會突然變化。從化學監督的蒸汽品質的歷史趨勢來看，機組運行過程中的蒸汽品質是合格的，從異常發生的時間上判斷，短短數分鐘內主蒸汽壓力突然升高也排除了通流部分結垢的可能性。

在排除上述可能原因后，在相同負荷下高壓缸一級壓力同樣升高約0.5 MPa，高壓缸排汽壓力、再熱器冷段壓力出現了突降的情況，之后又逐漸恢復。結合國內該型機組曾多次發生因主蒸汽閥和調節閥的密封材料脫落缺失進入高壓缸，造成通流部分磨損故障的情況，懷疑高壓缸內部出現故障，通流面積發生變化引起高壓主蒸汽壓力異常升高。但汽輪機通流部分故障，通流面積減少的象征均為主蒸汽壓力升高、主蒸汽流量下降，與此次異常情況中主蒸汽流量略微增大有所區別，有待進一步分析。

3 高壓主蒸汽壓力升高的處理

機組運行中發生高壓主蒸汽壓力異常升高后， 為防止高壓系統超壓，避免高壓旁路閥動作，須限負荷并向江蘇省調度中心申請解除自動發電控制(AGC)運行，避免機組負荷大幅度波動。密切監視機組各軸承振動、各軸承金屬溫度、推力軸承溫度、軸向位移、差脹等汽輪機本體重要參數的變化，若出現參數異常，必要時作停機處理。

4 設備受損情況及處理

為避免設備損壞進一步擴大，盡快安排臨檢，進行揭缸檢查，針對本次異常情況首先檢查了高壓聯合汽閥濾網，發現濾網破損(如圖1所示)，判斷有異物進入通流部分，且異物來自余熱鍋爐側。內窺鏡檢查和閥門解體時發現，高壓過熱器出口電動閘閥進口側閥座密封面整圈剝落，近1/2閥面金屬不知去向，有1小塊殘留在閥座上，如圖2所示。

圖1 高壓聯合汽閥濾網破損情況

圖2 內窺鏡檢查閥座密封面剝落情況

揭缸檢查發現，主要受損級為高壓缸前2級和中壓缸第1級，高、中壓缸過橋汽封損壞，損傷主要是撞擊凹坑和缺口，如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 高壓缸第1級靜葉片損傷狀況

圖4 高壓缸第1級動葉片凹坑損傷狀況

圖5 中壓缸第1級動葉片損傷狀況

高、中壓缸過橋汽封及中壓缸第1級受損表明少量高壓蒸汽竄入中壓缸，從而得出了本次異常情況中高壓主蒸汽流量增大的原因。

考慮到此次檢修工期限制，僅對受損動、靜葉片進行打磨及圓滑過渡修復，配合滲透探傷檢查，確保不存在裂紋缺陷，更換過橋汽封、高壓聯合汽閥濾網及高壓過熱器出口電動門。

5 結束語

目前，國內有多臺F級聯合循環機組高壓缸通流部分磨損故障的原因均為異物進入，異物來源主要是主蒸汽閥、調節閥密封件。F級燃氣-蒸汽聯合循環機組主要承擔電網調峰工作，啟、停頻繁，以此次故障機組為例，該機發生故障時運行小時數39 914 h，啟動次數達890次，平均一次啟、停運行小時數只有44.8 h，屬典型的調峰機組。機組每次啟、停，閥門就開關動作一次，設備受交變應力、熱疲勞損耗影響，受損概率大大增加。整個蒸汽系統從余熱鍋爐汽包首端開始至汽機側主蒸汽閥、調節閥都存在著設備零部件損壞脫落，被高壓蒸汽沖入汽輪機通流部分的可能。希望高度重視對閥門密封件、爐側減溫器套筒裂紋、汽包內汽水分離裝置等的定期檢查，避免發生汽輪機通流部分故障。

(本文責編：白銀雷)

2017-05-05；

2017-06-22

TK 268

B

1674-1951(2017)07-0057-02

楊旭濤 (1971—)，男，江蘇常州人，工程師，從事燃氣-蒸汽聯合循環電站生產運行管理方面的工作(E-mail:mark0230@ 126.com)。