660MW超超臨界滿負荷時小機凝汽器液位高解決方法探討

畢士博

摘? 要：近期，托電10號機在機組滿負荷660MW運行時，給水泵汽輪機凝汽器液位一直上漲，且無法控制，威脅機組安全運行，機組被迫降負荷運行。根據這一特殊情況，在保證機組安全運行和不進行停機檢修的情況下，通過原因分析和解決方法探討實施，解決機組滿負荷時給水泵汽輪機凝汽器液位高的問題，保證機組安全、經濟、穩定運行。

關鍵詞：滿負荷;小機凝汽器液位;凝結水;汽溫;改造

中圖分類號：TM621? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）29-0137-02

Abstract： Recently， during the full load 660MW operation of Tuodian No.10 unit， the condenser liquid level of feedwater pump steam turbine has been rising and can not be controlled， which threatens the safe operation of the unit， and the unit is forced to land the load operation. According to this special case， under the condition of ensuring the safe operation of the unit and without downtime and maintenance， the problem of high liquid level of condenser of feedwater pump steam turbine at full load is solved through cause analysis and solution， so as to ensure the safe， economic and stable operation of the unit.

Keywords： full load; liquid level of small machine condenser; condensed water; steam temperature; modification

引言

凝汽設備對于整個凝汽式汽輪機裝置來說是非常重要的組成部分，它的實際運行情況對整個裝置的熱經濟性和運行可靠性都具有非常重要的影響。尤其是對于液位來說，是一個非常重要的性能參數，一旦凝汽器的液位發生偏高的現象就會造成汽輪機跳閘，情況嚴重的話甚至還會導致真空系統無法正常的進行運轉。此外，凝汽器的液位偏低時還會導致凝泵發生跳閘的現象，對整個機組安全運行都產生嚴重的危害。并且由于凝汽器的液位測量系統始終都處于負壓的狀態，所以一旦出現問題就很難做出準確的判斷，找到問題發生的根源。

托電10號機為660MW超超臨界空冷發電機組，配備一臺100%水冷小機驅動給水泵，近一段時間在機組滿負荷時，小機凝汽器液位上漲，無法控制，一旦液位上漲到淹沒小機凝汽器冷卻銅管，將造成小機真空快速下降，小機跳閘，機組非停的事故，如果進一步事故擴大可能造成小汽輪機進水的危害。結合前一段時間10號機組小機凝汽器液位在機組滿負荷時，能夠保持在正常液位，再加上對比為同一型號、同一廠家設備參數的9號機組的正常運行，通過參數對比、原因排除、解決方法探討，保證機組在滿負荷時的正常運行。

1 設備簡介

托電10號機組汽輪機為東方汽輪機廠生產制造，型號為NZK660-28/600/620-1型，型式為超超臨界、直接空冷凝汽式汽輪機，額定功率為660MW。給水泵汽輪機為東方汽輪機廠生產制造，型號為G30-1.2，型式為單缸、下排汽、凝汽式的濕冷機組，有三路汽源，啟動時由輔汽沖轉，正常運行為四抽供汽，高壓汽源冷再未投運，小機乏汽冷卻成凝結水后由兩臺小機凝泵打到大機排汽裝置。小機凝汽器型號N-3200-1，總有效面積3200m2，蒸汽流量108.6t/h，小機凝汽器正常液位400mm-450mm，液位達到800mm時，淹沒小機冷卻水管。小機凝泵型號SLNC100-315，揚程30m，流量140m3/h。

2 原因分析及確認

小機凝汽器液位高的原因大致有以下原因：

（1）小汽輪機凝汽器補水門開啟。（2）銅管泄漏，循環水漏入小機凝汽器。（3）小機凝泵管道有泄漏或小機凝泵出力不足或小機凝泵管道太細或小機凝泵入口濾網堵塞。（4）小機排汽凝結的凝結水量大于小機凝泵排出凝結水量。

排除原因：

（1）小汽輪機凝汽器補水門開啟。通過就地、遠方確認小機凝汽器補水電動門關閉，就地也并未有過流聲。可以排除這個原因。

（2）銅管泄漏，循環水漏入小機凝汽器。通過化驗小機凝結水水質合格，可以排除這一原因。

（3）a.小機凝泵管道有泄漏。小機凝泵出口流量測點在再循環后，測點后也無放水門，就地也無泄露痕跡，外排門關閉，就地無水流出。通過負荷660MW小機凝汽器液位正常時和液位高時對比，小機凝泵出口流量一致，小機凝器液位正常時可以保證正常運行。和9號機小機的凝泵流量也一致，也同樣可以佐證排除這一原因。b.小機凝泵出力不足。通過對小機凝泵檢修后試驗，單臺小機凝泵出力達到設計出力;對小機凝泵進行重新注水，小機凝泵出力同樣也是100t/h，仍達不到滿負荷時的要求，小機凝器液位同樣上漲。c.小機凝泵管帶太細。通過對小機凝泵管道的測量以及對比設計圖紙對比10號機小機管道，可以排除這一原因。d.小機凝泵入口濾網堵塞。通過對小機凝泵運行的參數分析，以及對小機凝泵入口濾網進行隔離清理，未清理出雜物，重新投入后，小機凝泵出口流量一樣，滿足不了要求。

小機排汽凝結的凝結水量大于小機凝泵排出凝結水量。通過對比660MW參數時，小機凝汽器液位正常時小機蒸汽量110t/h，小機凝汽器液位高排不走時小機蒸汽量最大達118t/h，單臺小機凝泵運行時出力100t/h，小機凝泵正常運行方式為一運一備，而且兩臺凝泵并泵運行出力最大是104t/h，這需要排除小機蒸汽量和凝結水量計算方法不同造成的誤差，小機蒸汽量的增加是造成10號機660MW小機凝汽器液位高的可能原因。

對原因4進一步分析：

小機前后真空、負荷一致，對比小機前后參數：正常時轉速小機4630rpm、給水流量1958t/h、主汽流量1925t/h，小機凝汽器液位高時小機轉速4680rpm、給水流量2040t/h、主蒸汽流量2004t/h。

小機凝器液位高時的大機再熱汽溫

爐左595.5℃（額定623℃）和爐右585.5℃（額定623℃）、機側593℃（額定620℃）時，汽溫最低時，主蒸汽流量達最大的2004t/h，此時的小機供汽流量達最大的118.5t/h。

原因確認：

（1）10號爐再熱器壁溫高，采取多種手段均調整無效，只能降低再熱汽溫。再熱進汽溫度低造成主蒸汽流量大，隨著小機轉速增加帶來小機的蒸汽流量增加，最終造成小機凝汽器液位高。

（2）汽溫低造成小機四抽供汽溫度低，進一步造成小機供汽流量增大。

（3）小機凝泵排出能力下降，兩臺小機凝泵和單臺小機凝泵運行時流量只增加了4t/h，可能是由于管路有堵塞的情況，通過部分開啟小機凝泵管路外排門，小機凝結水流量明顯增加后，可以進一步確認小機凝結水至排汽裝置噴頭有堵塞情況。

3 解決方案

由于機組運行時無法清理小機凝結水至大機排汽裝置噴頭，通過采取小機凝結水外排管道接至大機排汽裝置底部放水門，通過這一管路把多余的凝結水排至大機排汽裝置。將小機凝結水外排管接到大機排汽裝置放水一、二道門之間，并在新增管道上加一道手動門。正常運行時注意以下事項：

（1）機凝汽器液位調門投自動，水位設定至450mm;正常運行中，小機凝汽器水位維持在400～500mm。

（2）小機凝結水再循環調門解手動關閉。負荷低于350MW時可能出現小機凝結水流量低導致小機凝結水再循環調門聯開，監盤人員注意監視，當負荷高于350MW時及時將小機凝結水再循環調門關閉。

（3）除隔離檢修的小機凝結水泵入口濾網放水和排空氣門外，小機運行中禁止開啟小機凝結水系統任何放水及排空氣門;需要開啟小機凝結水泵出口取樣門取樣時，應匯報機組長和單元長，取樣期間機組長應注意監視小機凝汽器真空，若真空下降立即關閉取樣門。

（4）在開啟隔離檢修的小機凝結水泵入口濾網放水和排空氣門時，嚴密監視小機凝汽器真空變化，如發現小機凝汽器真空下降，立即關閉并啟動備用小機真空泵。

（5）小機運行中必須保持一臺小機凝結水泵運行。

（6）為控制10號機小機凝汽器液位，對10號機小機凝結水系統進行改造，將小機凝結水外排管接到大機排汽裝置放水一二道門之間，并在新增管道上加一道手動門。10號機正常運行時注意以下事項：a.關閉排汽裝置底部放水二道手動門，并掛鎖。b.保持小機凝結水外排電動門開啟、小機凝結水外排電動門后手動門稍開、大機排汽裝置底部放水一道門稍開，控制小機凝結水至大機排汽裝置底部流量10-15t/h。c.注意監視大、小機真空、大機凝結水水質，若由于新增系統泄漏、水質變差等引起上述參數出現異常變化時，及時關閉小機凝結水外排電動門及排汽裝置底部放水一道手動門。d.每班就地巡檢新加排水管路系統兩次，確認無振動、泄漏、吸氣等異常。e.機組帶高負荷或帶輔汽量較大時，小機凝汽器液位調門開到最大時液位仍可能會出現不斷上漲現象，出現上述情況時，可通過下列手段調整，直到小機凝汽器液位達到正常值：降低輔汽供汽量。關閉小機凝結水再循環調門。提高大機真空。降低小機凝汽器循環水供水溫度。液位高于600mm時，降低機組負荷。

4 結束語

凝汽器水位的正常與否直接影響著整個機組的安全運行，所以在機組正常運行工作的過程中，一定要對凝汽器的水位進行實時的監測，一旦出現異常情況時能夠準確的進行判斷并做出相應的預控措施。在機組不停機的情況下，利用原有的管道，通過對小機凝結水管道的改造，可以滿足機組滿負荷時控制小機凝器液位在正常范圍內的要求，保證機組的正常運行。

參考文獻：

[1]梁鳴賀，戴峰.660MW級機組100%小機自帶凝汽器設計方案優化[J].能源與節能，2017（12）：173-175.

[2]周雪斌，孫紀東，李旭.1000MW超超臨界汽輪機凝汽器液位異常分析與探討[J].湖南電力，2010（s1）：65-67.

[3]王修彥.火電廠凝汽器故障監測與診斷系統研究[D].華北電力大學，2000.

[4]王振彪，佟義英.給水泵汽輪機乏汽直排主機空冷系統的探討[J].華北電力技術，2012（4）：44-46.

[5]王智杰，于森.超臨界直接空冷機組給水泵汽輪機排汽進主機排汽裝置可行性探討[J].環境與發展，2012，28（6）：159-162.