某廠1臺哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的三缸三排汽200MW汽輪機組，長期存在熱態(tài)、溫態(tài)啟動時高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降、上下缸溫差拉大的現(xiàn)象，有時甚至由于高壓內(nèi)缸下壁溫度下降幅度太大，高壓內(nèi)缸上下壁溫差太大，使機組無法啟動。

1 沖轉(zhuǎn)時缸溫急劇下降的現(xiàn)象

熱態(tài)、溫態(tài)啟動沖轉(zhuǎn)時，高壓調(diào)速汽門一打開，高壓內(nèi)缸下部的內(nèi)壁金屬溫度就開始急劇下降，一般在2~3min就下降至最低點；高壓內(nèi)缸下部的外壁金屬溫度也跟著下降，只是稍稍有點延時，下降幅度比內(nèi)壁金屬溫度的下降幅度?。ㄒ话阈?0℃左右）；隨著機組暖機，高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度應逐步回升。在高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降期間，高壓內(nèi)缸上壁和高壓外缸各溫度測點的金屬溫度都基本上保持不變。每次高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的幅度都不一樣，一般在15~30℃；且缸溫越高、暖管時間越長，高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的幅度也有增大的趨勢。有幾次就因下降幅度較大（最大的一次下降幅度達54℃）造成機組無法啟動。為安全起見，在上下缸溫差拉大后，應經(jīng)較長的一段時間（一般為20~30min）暖機，待高壓缸下壁溫有所回升，上、下缸溫差小于20℃后，機組再繼續(xù)升速。圖1為啟動時的高壓內(nèi)缸下部金屬溫度變化曲線。



1 高壓內(nèi)缸下缸內(nèi)壁金屬溫度變化曲線

2 高壓內(nèi)缸下缸外壁金屬溫度變化曲線

圖1 啟動時金屬溫度變化示意圖

2 原因分析

根據(jù)上述現(xiàn)象判斷，造成高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的原因為：在開始沖轉(zhuǎn)的瞬間有水進入高壓內(nèi)缸，造成高壓內(nèi)缸下部金屬溫度急劇下降。且從下缸金屬溫度下降幅度和隨即的下缸金屬溫度回升速度判斷，進入汽缸的水不會太多。

但水從什么地方來，是怎樣進入汽缸的呢？針對這個問題進行了多次的檢查分析和研究。

（1）從運行人員操作分析，沒發(fā)現(xiàn)什么可疑之處。每次開機有關(guān)管理人員都到現(xiàn)場監(jiān)督，運行人員也能嚴格按《運行規(guī)程》要求操作，沒有發(fā)現(xiàn)什么操作差錯。

（2）對主蒸汽系統(tǒng)、高壓缸本體疏水、和高壓缸相連的其他管道的疏水進行多次割管檢查，也沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，所有疏水管都是通暢的，閥門開關(guān)正常，嚴密性也好。

（3）在排除了上述2個可能性后，認為造成機組啟動過程中高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降的原因極可能是熱力系統(tǒng)的連接方式有問題。經(jīng)對機組高壓缸相連的所有管道、系統(tǒng)的連接方式進行認真檢查、分析，逐一排除疑點，最后認為高壓導汽管的疏水管連接方式確有問題。

該汽輪機的4根高壓導汽管都是一大“U”形管，疏水管從各高壓導汽管的最低點引出，匯總成一條管后再與高壓自動主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速汽門門座疏水管并在一起，再經(jīng)一總門排到疏水聯(lián)箱，最后和其他疏水一起排到疏水擴容器中去，如圖2所示。分析認為，在沖轉(zhuǎn)前的暖管階段，高壓自動主汽門門座疏水管可能有較大的蒸汽排出，使得高壓導汽管的疏水管、高壓自動主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速門門座疏水管的匯集處壓力較高，為小正壓。而高壓導汽管和高壓缸直接相連，在機組抽真空后，處于負壓狀態(tài)。這樣，高壓自動主汽門門座疏水管排出的蒸汽有一部分會沿高壓導汽管的疏水管倒流至導汽管中。因高壓導汽管的保溫較差，倒流進來的蒸汽在導汽管中會凝結(jié)成水，所以這一階段導汽管中的積水是無法排出的，且越積越多。汽機沖轉(zhuǎn)時，高壓導汽管中的積水就會進入高壓內(nèi)缸，造成高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降。



1 疏水擴容器 2 其他疏水管

3 高壓調(diào)速汽門門座疏水管

4 高壓自動主汽門門座疏水管

5 高壓導汽管的疏水管

圖2 原高壓疏水系統(tǒng)

3 問題的解決

根據(jù)上述分析，在機組啟動暖管過程中對高壓導汽管的疏水管、高壓自動主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速汽門門座疏水管進行了監(jiān)視，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在開啟電動主汽門進行主蒸汽管二段暖管后，高壓自動主汽門門座疏水管果然有大量蒸汽排出，并且確實有一部分蒸汽沿高壓導汽管的疏水管倒流進導汽管，高壓導汽管的疏水管的壁溫有較大上升，并最后穩(wěn)定在80℃左右（與導汽管相連接處的疏水管壁溫）。

根據(jù)上述分析判斷，為了保證機組能安全啟動，決定采取以下的措施：因高壓主汽門門座壁溫經(jīng)過暖管已加熱至約200℃，決定把高壓自動主汽門門座疏水門、高壓調(diào)速汽門門座疏水門全關(guān)，單獨讓高壓導汽管進行充分疏水，確認高壓導汽管的積水疏干凈后再沖轉(zhuǎn)。

全關(guān)門座疏水后，發(fā)現(xiàn)高壓導汽管的疏水管壁溫下降較快，約10min就下降并穩(wěn)定在56℃左右。再經(jīng)20min觀察，發(fā)現(xiàn)高壓導汽管的疏水管壁溫沒有再繼續(xù)下降。這次機組啟動過程高壓導汽管的疏水管壁溫變化曲線如圖3。判斷此時高壓導汽管的積水已疏干凈，進行汽輪機沖轉(zhuǎn)。結(jié)果高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度真的就沒有下降。



1 凝結(jié)器抽真空 2 主汽管二段暖管

3 全關(guān)門座疏水 4 汽機沖轉(zhuǎn)

圖3 高壓導汽管疏水管溫度變化示意圖

汽輪機沖轉(zhuǎn)時高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的真正原因找到了，于是電廠利用停機機會對高壓導汽管的疏水進行改造，將高壓導汽管的疏水管與高壓自動主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速汽門門座疏水管分開、并單獨接入疏水擴容器（如圖4）。改造后的幾次機組啟動都沒有再出現(xiàn)高壓內(nèi)缸下部金屬溫度急劇大幅下降的現(xiàn)象。



1，2，3，4，5同圖2

圖4 改后高壓疏水系統(tǒng)

4 結(jié)束語

機組的疏水系統(tǒng)雖然是輔助系統(tǒng)，但若結(jié)構(gòu)不合理，也會危及機組的安全運行。且因疏水管道多、系統(tǒng)復雜，連接方式出現(xiàn)問題很難查找，建議設計和施工單位要認真對待機組的疏水系統(tǒng)的設計和安裝，防止給運行單位留下安全隱患。 (伍根慶 盧建農(nóng))