660MW超超臨界直接空冷機(jī)組整套啟動(dòng)中的問(wèn)題及處理措施

田健

摘 要：本文主要針對(duì)660MW超超臨界直接空冷機(jī)組整套啟動(dòng)過(guò)程中存在的問(wèn)題開(kāi)展論述，結(jié)合問(wèn)題存在的原因，提出相應(yīng)的處理措施，保證整個(gè)機(jī)組試運(yùn)行順利推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：超超臨界直接空冷機(jī)組 整套啟動(dòng) 存在問(wèn)題 處理措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）12-0-02

內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司五期工程2×660MW汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組是由東汽生產(chǎn)的660MW超超臨界一次中間再熱，三缸兩排汽，直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。本次研究主要針對(duì)該機(jī)組整套啟動(dòng)過(guò)程中存在的的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)分析，并進(jìn)一步分析了問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出了相應(yīng)的處理措施，現(xiàn)將具體研究?jī)?nèi)容介紹如下：

一、盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)

1.問(wèn)題分析

在對(duì)機(jī)組進(jìn)行電氣專(zhuān)業(yè)短路實(shí)驗(yàn)和空載實(shí)驗(yàn)完成之后，技術(shù)人員準(zhǔn)備對(duì)整個(gè)機(jī)組的閥門(mén)進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)鍋爐的運(yùn)行參數(shù)為主汽壓力11.9MPa，再熱汽壓力2.3119MPa。當(dāng)嚴(yán)密性試驗(yàn)完畢之后，汽機(jī)轉(zhuǎn)速到0，人工手動(dòng)嚙合盤(pán)車(chē)，啟動(dòng)過(guò)程中的電流為0當(dāng)時(shí)電流30.3A，啟動(dòng)約一分半后，盤(pán)車(chē)掉閘。間隔20分鐘后再次啟動(dòng)，啟動(dòng)失敗，這時(shí)對(duì)盤(pán)車(chē)電機(jī)的電流進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)在33～35A之間波動(dòng)。半個(gè)小時(shí)之后，掛閘困難，強(qiáng)行掛閘后，手動(dòng)盤(pán)車(chē)不能正常運(yùn)作，隨后盤(pán)車(chē)電流突然激增到71A，汽輪機(jī)真空遭到破壞。通過(guò)對(duì)整個(gè)機(jī)組進(jìn)行全面檢查之后，導(dǎo)致上述問(wèn)題出現(xiàn)的原因，主要包括以下幾個(gè)方面，一個(gè)是盤(pán)車(chē)機(jī)電出現(xiàn)了電氣故障，另一個(gè)是汽輪機(jī)大軸內(nèi)部存在殘余的彎曲，機(jī)械設(shè)備在啟動(dòng)過(guò)程中，由于啟動(dòng)力矩太大，不能正常開(kāi)啟。還有就是頂軸油壓出現(xiàn)了突變，使得大軸頂起高度，達(dá)不到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，啟動(dòng)力矩增加。最后一個(gè)原因是盤(pán)車(chē)大齒與大軸齒輪嚙合不到位，從而引起啟動(dòng)力矩增加。

2.處理措施

針對(duì)上述故障可能發(fā)生的原因，技術(shù)人員立即采取措施進(jìn)行檢修。首先將所在機(jī)組的所有疏水關(guān)閉，開(kāi)始進(jìn)行悶缸處理。在故障現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整機(jī)組各個(gè)瓦頂軸油壓以及頂起的高度，檢查之后發(fā)現(xiàn)一個(gè)發(fā)電機(jī)的7瓦頂起高度不符合要求。針對(duì)這一現(xiàn)象，重新調(diào)整了3號(hào)～8號(hào)瓦頂軸油壓，調(diào)整之后的油壓分別為6.9MPa、5.5MPa、6.9MPa、8.5MPa、5.2MPa、7.8MPa。3～8號(hào)瓦大軸頂起高度分別為3絲、3絲、4絲、5絲、5絲、6絲。然后對(duì)盤(pán)車(chē)進(jìn)行了解體，發(fā)現(xiàn)回油槽內(nèi)部存在很多銅屑，由此可以斷定，是因?yàn)橛筒壑写嬖阢~屑，造成了齒輪嚙合困難。通過(guò)對(duì)機(jī)組進(jìn)行悶缸處理兩個(gè)小時(shí)之后，重新開(kāi)啟盤(pán)車(chē)，機(jī)組電流穩(wěn)定，沒(méi)有繼續(xù)出現(xiàn)突然增大現(xiàn)象。然后將盤(pán)車(chē)掛閘，能夠順利進(jìn)行。將盤(pán)車(chē)再次啟動(dòng)之后，機(jī)組的電流控制在25A，轉(zhuǎn)子偏心162mm。隨后機(jī)組的電流下降到20A，接近冷態(tài)盤(pán)車(chē)19.5A標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)子偏心逐漸下降到正常范圍。

二、中壓主汽閥不能正常開(kāi)啟

1.問(wèn)題分析

本次研究的汽輪機(jī)組中，中主門(mén)為翻板式主汽閥，而中壓主汽閥開(kāi)啟過(guò)程中，主要通過(guò)與其相連接的四個(gè)襯套支撐來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能。中主門(mén)外和油控跳閘閥和旁路閥有效連接，這兩個(gè)閥門(mén)對(duì)主汽閥啟動(dòng)和密封起到相應(yīng)的輔助作用，在中主閥前后均設(shè)置有排氣裝置的疏水閥。汽輪機(jī)在掛閘時(shí)會(huì)頻繁出現(xiàn)中主閥開(kāi)啟困難的情況，需要采取措施才能將其打開(kāi)，由此對(duì)整個(gè)機(jī)組的啟動(dòng)和運(yùn)行產(chǎn)生了較大影響。通過(guò)進(jìn)一步分析主閥結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況，中主門(mén)開(kāi)啟困難的原因主要包含以下幾個(gè)方面：首先，主閥和調(diào)閥之間存在降壓點(diǎn)或者旁路門(mén)沒(méi)有妥善啟動(dòng)，導(dǎo)致中主閥前后存在較大壓差，開(kāi)啟力矩較大，從而不能正常啟動(dòng)；其次，沒(méi)有及時(shí)將油控跳閘閥開(kāi)啟，這就增大了再熱主閥的開(kāi)啟力；最后，閥門(mén)開(kāi)啟部位存在機(jī)械卡頓或者機(jī)械卡澀，開(kāi)啟時(shí)需要投入較大的力矩。此外，油動(dòng)機(jī)液壓部分存在缺陷，導(dǎo)致機(jī)油壓力不足，這也是中壓主汽閥開(kāi)啟困難的主要因素。

2.處理措施

首先，金屬在掛閘之前應(yīng)該控制再熱氣壓力，將壓力控制在0.2MPa以下，然后將中主門(mén)旁通閥開(kāi)啟，防止中主閥前后壓力差過(guò)大而不能正常開(kāi)啟；其次，汽輪機(jī)組在掛閘之前應(yīng)該確認(rèn)已經(jīng)就地復(fù)位，確保在低壓狀態(tài)下油壓達(dá)到0.5MPa以上，同時(shí)還要進(jìn)一步檢查確認(rèn)AST油壓能夠維持在13.5MPa以上。當(dāng)出現(xiàn)開(kāi)啟困難后，應(yīng)該及時(shí)聯(lián)系相應(yīng)的技術(shù)檢修人員，對(duì)油控跳閘閥的開(kāi)啟情況進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后，及時(shí)調(diào)整，減小再熱主閥的開(kāi)啟力；最后，利用汽輪機(jī)組進(jìn)行檢修大修的機(jī)會(huì)，對(duì)中主門(mén)進(jìn)行解體檢查，檢查油控跳閘閥側(cè)襯套內(nèi)部各個(gè)組件是否存在摩擦磨損痕跡，襯套是否合理，通過(guò)適當(dāng)增加相應(yīng)的徑向間隙和軸向間隙來(lái)解決開(kāi)啟困難問(wèn)題。

三、高壓?jiǎn)?dòng)油泵停運(yùn)機(jī)組跳閘

1.問(wèn)題分析

當(dāng)機(jī)組第一次定速在每分鐘3000轉(zhuǎn)后，按照程序停運(yùn)高壓?jiǎn)?dòng)油泵時(shí)，隔膜閥上油壓逐步下降到零，機(jī)組出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。汽輪機(jī)組在啟動(dòng)之前，高壓?jiǎn)?dòng)油泵直接供給隔膜閥的油壓。當(dāng)機(jī)組的轉(zhuǎn)速逐步提升之后，隔膜閥上的油壓主要由主油泵出口的潤(rùn)滑油通過(guò)一節(jié)流孔減壓后提供，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，兩個(gè)供油路徑是由一個(gè)逆止門(mén)進(jìn)行隔離和轉(zhuǎn)換。當(dāng)機(jī)組處于低速運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，主油泵會(huì)導(dǎo)致壓力供給不足，逆止門(mén)被高壓?jiǎn)?dòng)油泵產(chǎn)生的壓力堵死，當(dāng)機(jī)組提升轉(zhuǎn)速之后，壓力增大之后，主油泵出口油將逆止門(mén)頂開(kāi)，高壓?jiǎn)?dòng)油泵不會(huì)再出力。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象之后，重新啟動(dòng)機(jī)組，增加轉(zhuǎn)速到每分鐘3000轉(zhuǎn)，對(duì)主油泵的出口壓力進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)正常，而高壓?jiǎn)?dòng)油泵中的電流和隔膜閥上的油壓在機(jī)組啟動(dòng)前后，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的變化，由此可以判斷出主油泵并不能向隔膜閥提供油壓。由于上述兩個(gè)路徑是由一個(gè)節(jié)流孔和逆止門(mén)運(yùn)作，而節(jié)流孔出現(xiàn)完全堵塞的概率較低，因此我們認(rèn)為出現(xiàn)上述故障問(wèn)題，主要是因?yàn)橹饔捅玫降蛪喊踩偷哪嬷归T(mén)裝反造成的。

2.處理措施

因?yàn)檎麄€(gè)機(jī)組已經(jīng)啟動(dòng)，而逆止門(mén)主要裝于油箱內(nèi)，因此要處理這個(gè)缺陷，需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。故障確定之后立即停止機(jī)組，等到氣缸溫度下降到150℃，將潤(rùn)滑油系統(tǒng)停止，將主油箱中的油倒入到潔凈的油箱后，打開(kāi)主油箱進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)逆止門(mén)確實(shí)裝反，將逆止門(mén)恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)后，重新啟動(dòng)機(jī)組，逐步增高運(yùn)轉(zhuǎn)速度，停運(yùn)高壓?jiǎn)?dòng)油泵，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。當(dāng)主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)出現(xiàn)缺陷之后，往往需要停運(yùn)整個(gè)機(jī)組和潤(rùn)滑油系統(tǒng)才能得以檢查，而主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)在停運(yùn)過(guò)程中，往往會(huì)受到來(lái)自多方面因素限制，因此，在整個(gè)機(jī)組試運(yùn)行階段，如果主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，往往需要耽誤較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整和維修。為此在相關(guān)設(shè)備正式投入使用和試運(yùn)轉(zhuǎn)之前，應(yīng)該對(duì)相關(guān)設(shè)備和管道進(jìn)行徹底的檢查和清理，發(fā)現(xiàn)缺陷設(shè)備，及時(shí)更換，防范于未然。

四、機(jī)組振動(dòng)

1.問(wèn)題分析

為了顯著提高汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益，機(jī)組在安裝時(shí)汽封間隙采取標(biāo)準(zhǔn)值的下限，因汽封間隙較小，且空冷機(jī)組背壓變化較大，機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)動(dòng)靜碰撞。啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，電氣并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行24小時(shí)左右，機(jī)組在這一段時(shí)間的運(yùn)行，一直處于空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，背壓壓力始終保持在10KPa左右。機(jī)組首次啟動(dòng)運(yùn)行到20小時(shí)以后，運(yùn)行技術(shù)人員在對(duì)旁路開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，沒(méi)有對(duì)背壓壓力做出適當(dāng)調(diào)整，導(dǎo)致背壓壓力升高到21KPa，低壓缸末級(jí)葉片排氣溫度升高到115℃，從而導(dǎo)致低壓缸的兩個(gè)軸承突然出現(xiàn)震動(dòng)，差一點(diǎn)造成整個(gè)機(jī)組跳閘停止運(yùn)行。出現(xiàn)上述故障問(wèn)題之后，運(yùn)行操作人員迅速調(diào)整了空冷風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，將背壓壓力控制在10KPa，同時(shí)將第二路的噴水閥打開(kāi)，讓低壓缸末級(jí)葉片的排氣溫度下降到正常。因?yàn)樵搯?wèn)題發(fā)生的較早，并且針對(duì)故障及時(shí)做出了調(diào)整，避免了機(jī)組出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

2.處理措施

當(dāng)空冷機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或空運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于低壓缸排氣溫度較高，造成低壓缸過(guò)熱，很容易導(dǎo)致動(dòng)靜摩擦。為了避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)，在機(jī)組設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)低壓缸軸承、低壓缸軸封、低壓缸噴水系統(tǒng)采用不同的設(shè)計(jì)方式。低壓缸軸承盡量不要與氣缸相連，應(yīng)該采取單獨(dú)落地方式，保證整個(gè)軸承運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)低壓缸軸封下半與軸承箱剛性連接，以保證軸封與轉(zhuǎn)子能夠同心運(yùn)轉(zhuǎn)。而低壓缸的軸封和低壓缸要采用彈性膨脹節(jié)連接，這樣既能夠起到有效密封，又能減少低壓缸和軸承箱之間的脹差。系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該將低壓缸噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)成兩路，第一路設(shè)計(jì)在排氣裝置內(nèi)，當(dāng)排氣缸溫度超過(guò)90℃以后，第一路的噴水系統(tǒng)自動(dòng)投入運(yùn)行。第二路噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)在低壓外缸上半部，面向低壓排氣出口，當(dāng)背壓壓力達(dá)到報(bào)警限值時(shí)，自動(dòng)投入使用，將排氣缸溫度降低到85℃。

結(jié)語(yǔ)

660MW超超臨界直接空冷機(jī)組整套啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，常常會(huì)因?yàn)槎喾N原因，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)這樣或那樣的故障。通過(guò)對(duì)該汽輪機(jī)組在整套啟動(dòng)調(diào)試中遇到問(wèn)題的有效分析處理，確保了整個(gè)機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，為機(jī)組能夠正常完成規(guī)定時(shí)間內(nèi)的商業(yè)運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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