零出力改造前后低加運(yùn)行異常分析

張黎明，王俊杰，陳科鐳，張艷霞

(國電投南陽熱電有限責(zé)任公司，河南 南陽 473000)

0 引言

針對低壓加熱器(簡稱低加)運(yùn)行異常，經(jīng)改造消除了低加抽空氣管道連接順序倒置的缺陷，但未徹底解決低加運(yùn)行中無水位、溫升異常等問題，最終經(jīng)過深入排查與處理，零出力改造前后機(jī)組7號低加運(yùn)行異常問題才最終解決，其分析處置過程供解決類似問題時參考。

1 概況

某電廠裝機(jī)容量為2×210 MW，選用哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司的C160/N210-12.75/535/535/0.325型采暖供熱汽輪機(jī)，分別于2008年3月和6月投產(chǎn)。機(jī)組配置“2高+1除+4低”回?zé)嵯到y(tǒng)，4臺低加抽汽按照參數(shù)高低分別對應(yīng)四到七段抽汽。中排即采暖抽汽對應(yīng)五段抽汽，7號低加對應(yīng)七段抽汽(簡稱七抽)。額定采暖工況抽汽溫度 265.4 ℃、壓力 0.325 MPa，六、七段抽汽 (簡稱六、七抽)溫度212.9 ℃，96.5 ℃，額定出力工況(turbine heat acceptance，THA)下7號低加溫升為25.2 ℃。高壓缸后軸封內(nèi)二漏(簡稱內(nèi)二漏，設(shè)計值279.1 ℃)來高溫蒸汽至七抽到7號低加，2號機(jī)組內(nèi)二漏通過改造增加一路并聯(lián)接到六段抽汽(簡稱六抽)管道，高負(fù)荷時切換至六抽到6號低加回收蒸汽熱能，2021年完成兩臺機(jī)組低壓缸零出力切缸改造，并于采暖季投入運(yùn)行。

兩臺機(jī)組運(yùn)行期間均存在7號低加經(jīng)常無水位運(yùn)行且溫升異常的情況，同時還有2號機(jī)組7號低加溫升高于1號機(jī)組7號低加溫升等異常。現(xiàn)場檢修排查確認(rèn)，由于4臺低加連續(xù)排氣管道共用一根DN50母管至凝汽器，各低加排氣支管與母管連接順序與按照壓力高低逐級自流的順序相反，所以，存在排擠導(dǎo)致壓力最低的7號低加無法正常連續(xù)排氣，不凝結(jié)氣體在加熱器內(nèi)聚集形成氣阻，使加熱器端差增大，換熱效果下降。2021年機(jī)組C修期間，對管道連接順序進(jìn)行改造，確保7號低加能順暢排氣至凝汽器。但經(jīng)過改造后，機(jī)組負(fù)荷約140 MW時，7號低加無水位運(yùn)行及溫升的異常問題復(fù)現(xiàn)，2號機(jī)組顯示有約9.5 ℃溫升，而1號機(jī)組溫升僅約0.7 ℃，低加運(yùn)行異常問題依然存在。

針對2號機(jī)組7號低加溫升高于1號機(jī)組、兩臺機(jī)組低壓缸零出力切缸工況溫升增大的問題進(jìn)行排查，從低壓缸零出力改造前后六、七抽溫度異常變化，結(jié)合內(nèi)二漏管道至六、七抽管道的連接差異進(jìn)行分析，初步得出切缸工況下二漏高溫蒸汽進(jìn)入7號低加加熱，導(dǎo)致切缸工況下7號低加存在溫升且高于非切缸工況下的溫升，以及2號機(jī)組7號低加溫升高于1號機(jī)組溫升的結(jié)論。后經(jīng)現(xiàn)場對六、七抽的管壁溫度測量確認(rèn)低加無進(jìn)汽而推翻，最終經(jīng)過6，7號低加進(jìn)出口溫度計校驗(yàn)，確認(rèn)為溫度計測量誤差所致的假象。至此分析得出，在切缸工況下低壓缸不進(jìn)汽，7號低加無進(jìn)汽，也沒有逐級自流來的其他加熱器的疏水加熱與內(nèi)二漏來汽加熱，故切缸工況下7號低加無水位運(yùn)行、無溫升是正常現(xiàn)象。同時，消除7號低加汽側(cè)放空氣門內(nèi)漏缺陷，解決了非切缸工況下無水位運(yùn)行及溫升異常問題。

2 故障現(xiàn)象

兩臺機(jī)組7號低加非采暖季低負(fù)荷階段，采暖季非切缸以及切缸工況，長期存在7號低加無水位運(yùn)行及溫升異常問題。采暖供熱非切缸工況時，1，2機(jī)組負(fù)荷分別為137.9 MW和140.6 MW，7號低加溫升分別是0.7 ℃和9.5 ℃；切缸工況時溫升分別是2.9 ℃和16.1 ℃，見表1。對比兩臺機(jī)組切缸和非切缸工況，存在7號低加溫升2號機(jī)組高于1號機(jī)組、切缸工況高于非切缸工況的情況。

表1 兩臺機(jī)組6，7號低加參數(shù)

查詢DCS記錄，非切缸工況下，兩臺機(jī)組存在機(jī)組負(fù)荷低時七抽溫度高，負(fù)荷高時溫度反而下降的情況；切缸工況下，兩臺機(jī)組存在七抽溫度升高至230 ℃以上，而六抽溫度降至約30 ℃的情況。

3 原因分析

針對機(jī)組非切缸工況下負(fù)荷低時七抽溫度高，負(fù)荷高時反而下降；切缸工況下，溫度升高至230 ℃以上的情況進(jìn)行排查，分析其原因主要為內(nèi)二漏高溫蒸汽來汽至七抽管道與低壓缸內(nèi)來七抽蒸汽混合的結(jié)果：低負(fù)荷時，低壓缸內(nèi)來七抽壓力低、汽量小，內(nèi)二漏高溫蒸汽提升了溫度顯示導(dǎo)致低負(fù)荷時七抽溫度高，反之情況相反；切缸工況下，低壓缸不進(jìn)汽，僅僅約25 t/h的旁路冷卻蒸汽進(jìn)入缸內(nèi)帶走鼓風(fēng)損失發(fā)熱，所以至七抽管道的汽量可以忽略不計，此時實(shí)際顯示的抽汽溫度相當(dāng)于內(nèi)二漏來的蒸汽溫度，因此，該工況下存在七抽溫度升高至230 ℃以上的情況。六抽溫度降至約30 ℃的原因主要是切缸工況下低壓缸不進(jìn)汽，僅有約25 t/h的旁路冷卻蒸汽，無法產(chǎn)生六、七抽蒸汽，低壓缸內(nèi)各壓力級后壓力下降較多，甚至接近凝汽器真空，故六、七抽溫度等都會隨壓力降低而降至較低值，所以，出現(xiàn)六抽溫度降至約30 ℃的情況。

從2號機(jī)組7號低加溫升高于1號機(jī)組的現(xiàn)象入手排查分析，發(fā)現(xiàn)1號機(jī)組內(nèi)二漏來汽僅僅至七抽管道，而2號機(jī)組內(nèi)二漏并聯(lián)分別接到六、七抽管道。在實(shí)際運(yùn)行中，到六抽管道的隔離門常開，則六抽返入段抽汽管道，進(jìn)入7號低加加熱，所以出現(xiàn)了上述現(xiàn)象。對比非切缸工況下，相較于2號機(jī)組，1號機(jī)組六抽溫度高、七抽溫度低，其主要也是2號機(jī)組六抽蒸汽返入七抽管道，壓力降低帶來六抽溫度降低，同時導(dǎo)致七抽溫度升高，所以2號機(jī)組7號低加溫升偏高，而6號低加溫升偏低。

切缸工況時，低壓缸不進(jìn)汽，7號低加應(yīng)無溫升，但運(yùn)行參數(shù)顯示兩臺機(jī)組均存在切缸工況下7號低加存在溫升，且高于非切缸工況溫升的現(xiàn)象。分析認(rèn)為，若內(nèi)二漏來汽到七抽管道至低加加熱，則切缸工況下7號低加有溫升的可能，且因內(nèi)二漏來汽溫度遠(yuǎn)高于七抽溫度，所以，有可能帶來切缸工況時7號低加溫升高于非切缸工況的情況。雖然切缸工況低壓缸不進(jìn)汽，七抽無蒸汽，但因低壓缸沒有進(jìn)汽，凝汽器凝結(jié)水量小，所以7號低加水側(cè)水量也非常小，在內(nèi)二漏高溫蒸汽的加熱下，存在切缸工況7號低加溫升更高的可能。

針對7號低加運(yùn)行異常分析的推論進(jìn)行現(xiàn)場核實(shí)，排查現(xiàn)場抽汽管道壁溫，1號機(jī)組7號低加側(cè)七抽管道接口、2號機(jī)組6，7低加側(cè)六、七抽管道接口壁溫均為環(huán)境溫度，而低壓缸側(cè)六、七抽管道接口壁溫較高，判定1，2號機(jī)內(nèi)二漏來汽經(jīng)過抽汽管道均進(jìn)入低壓缸內(nèi)部，而并未進(jìn)入6，7號低加。由此判定，上述切缸工況內(nèi)二漏高溫蒸汽進(jìn)7號低加加熱帶來切缸工況下7號低加有溫升且高于非切缸工況下溫升的推論不成立，切缸工況7號低加存在溫升另有原因，初步判定是溫度計測量誤差所致。進(jìn)一步分析，在兩臺機(jī)切缸工況六抽溫度均約30 ℃的情況下，6號低加還存在溫升的原因，判定是4，5號低加疏水逐級自流至6號低加加熱所致，并非六抽蒸汽加熱的結(jié)果。

兩臺機(jī)7號低加溫升隨機(jī)組電負(fù)荷降低或者采暖熱負(fù)荷增大而溫升降低是正常現(xiàn)象，都是低壓缸進(jìn)汽量降低乃至七抽蒸汽量降低后，必然帶來低加溫升低甚至無水位運(yùn)行的情況。針對非切缸工況在140 MW左右的高負(fù)荷下依然存在無水位運(yùn)行的情況，通過放空氣管壁溫度測量確認(rèn)，7號低加汽側(cè)放空氣門閥體溫度為環(huán)境溫度，確定放空氣門內(nèi)漏，則7號低加汽側(cè)內(nèi)部漏入空氣，造成無水位運(yùn)行及溫升異常現(xiàn)象。

4 措施實(shí)施及效果

經(jīng)6，7號低加進(jìn)出口溫度計校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)溫度計測量存在誤差，至此，確認(rèn)上述切缸工況下，內(nèi)二漏高溫蒸汽進(jìn)入7號低加導(dǎo)致7號低加溫升且高于非切缸工況的推論是錯誤的，包括2號機(jī)7號低加溫升高于1號機(jī)等情況，都是溫度測點(diǎn)測量誤差帶來的假象。切缸工況下，低壓缸不進(jìn)汽，7號低加無進(jìn)汽，沒有逐級自流來的其他加熱器的疏水進(jìn)行加熱，也沒有內(nèi)二漏來汽加熱，故切缸工況下7號低加無水位運(yùn)行、無溫升是正常現(xiàn)象。

檢修更換兩臺機(jī)組7號低加汽側(cè)放空氣門消除閥門內(nèi)漏缺陷，成功解決了機(jī)組非切缸工況下7號低加無水位運(yùn)行及溫升異常問題。

5 結(jié)束語

針對2號機(jī)組7號低加溫升高于1號機(jī)組、兩臺機(jī)組低壓缸零出力切缸工況溫升增大的問題，從低壓缸零出力改造前后六、七抽溫度異常，結(jié)合兩臺機(jī)組內(nèi)二漏管道至六、七抽管道的連接差異進(jìn)行分析，初步得出切缸工況內(nèi)二漏高溫蒸汽進(jìn)入7號低加，導(dǎo)致切缸工況7號低加存在溫升且高于非切缸工況，以及2號機(jī)組7號低加溫升高于1號機(jī)組的推論，后經(jīng)對六、七抽管壁溫度測量確認(rèn)低加無進(jìn)汽而被推翻。最終經(jīng)過低加進(jìn)出口溫度計校驗(yàn)確認(rèn)，上述現(xiàn)象均是溫度計測量誤差所致的假象。至此確認(rèn)，切缸工況下，低壓缸不進(jìn)汽，7號低加無進(jìn)汽，沒有逐級自流來的其他加熱器的疏水加熱，也沒有內(nèi)二漏來汽加熱，故7號低加無水位運(yùn)行、無溫升是正常現(xiàn)象。

當(dāng)?shù)图映霈F(xiàn)無水位運(yùn)行及溫升異常時，應(yīng)考慮進(jìn)行汽側(cè)進(jìn)汽管、排氣管壁溫測量以確認(rèn)低加進(jìn)汽正常、汽側(cè)連續(xù)排氣順暢，以及確認(rèn)汽側(cè)放空氣門嚴(yán)密，杜絕空氣漏入影響換熱。