国产300MW机组惰走时间异常原因分析及对策

国产300MW机组惰走时间异常原因分析及对策前言汽轮机的惰走时间是机组停运过程的重要监视参数，停机后惰走时间的偏长或偏短均为不正常的现象。惰走时间偏短容易引起人们的高度警惕，这一方面有较多分析研究，但惰走时间偏长不太容易引起人们的注意。本文通过对珠江电厂4台引进型国产300MW机组相继投产以来停机惰走时间的统计和分析，指出惰走时间偏长的原因，分析并提出了相应的解决途径。1珠江电厂惰走时间的异常情况)珠江电厂自1993年4月21日1号机组投产以来，至今已4台机组投入商业运行。机组停运的惰走时间一般在52～58min之间。但是，截止到2000年8月，1号机组启停124次，不正常的惰走有6次，其中最长的一次是1995年6月12日停机，惰走了80min。2号机组启停87次，不正常的惰走有6次，其中最长的一次是1995年8月11日的停机，惰走时间233min。3号机组启停77次，不正常的惰走有4次，其中最长的一次是1998年10月26日的停机，惰走时间124min。4号机组启停58次，不正常的惰走有11次，其中最长的一次是1998年9月12日的停机，惰走时间171min。2机组停运惰走的一般规律机组停运后惰走分为3个阶段：2．1第一阶段：由3000r／min下降至1500r／min左右，下降速度较快。这是由于高转速下的摩擦鼓风损失大造成的。第二阶段：由1500r／min下降至150r／min左右，下降速度较慢。这个阶段转子的能量主要消耗在克服机械磨擦阻力。由于摩擦鼓风损失与转速的立方成正比，此阶段的摩擦鼓风损失较高速下的摩擦鼓风损失小得多，故这个阶段各项损失之和是最小的，因此这个阶段惰走时间较长，占全程惰走时间的70％左右。2．3第三阶段：由150r／min下降至停止。当转速下降到某一值后，由于轴承油膜失去稳定性而使机械阻力增大，转子迅速停止。转子的惰走与真空的关系十分密切，运行规程中要求转子惰走时应伴随着真空下降，理想的状况应是转子静止时，真空接近为零。因此分析转子惰走时间必须要结合真空的变化情况来分析。3引起惰走时间异常原因3．1惰走时间偏短的原因有：a．真空下降速度太快；b．油温和油压变化太快；c．汽轮机动、静部分有摩擦；d．轴承工作状况恶化。3．2惰走时间偏长的原因有：a．主汽门或调门有泄漏；b．抽汽逆止门不严，高、低加热器及四抽返汽进入汽轮机中。惰走时间偏长的实例分析1998年9月12日4号机组停机过程中，当转速降到90r／min时就下降得很慢。运行人员全面检查各主汽门、调门、抽汽逆止门的关闭情况均正常，但转子就是不能静止。最后被迫先将真空降至0，将主再热汽压降低后，才迫使转子静止下来，整个惰走时间171min。按照转子惰走一般规律分析，当转速达90r／min时，应进入惰走的第3个阶段，这时的机械阻力较大，应该迅速停止。是什么原因造成转子克服了机械阻力继续旋转的呢？我们初步认定为漏汽进入汽缸做功，使转子克服了机械阻力继续转动。分析高压缸的情况，停机时的主蒸汽压力为10．98MPa，打闸后A侧高压主汽门后压力迅即降为0．11MPa，且主蒸汽阀体金属温度下降缓慢，因此判断A侧高压主汽门是严密的。由于高压调门前压力可以维持在0．11MPa且由于主蒸汽阀体金属温度下降缓慢，故可判定A侧高压调门是严密的。由于打闸后B侧高压主汽门压力迅即降为0．18MPa，而且主蒸汽阀体金属温度下降亦是缓慢的，同样可以分析出B侧高压主汽门和高压调门亦是严密的。继续分析发现高压缸排汽阀门前压力为0，门后压力为0．56MPa，可见高排逆止门也是严密的，不存在冷再返汽的问题。高压缸各疏水门处于关闭状态，调节级压力为0。综合以上情况我们排除了高压缸漏汽的可能。加热器、四抽是否有返汽进入汽缸呢？机组打闸后各抽汽门联关正常，且各抽汽管道的金属温度也是逐步降低的，不存在返汽的现象。因此又否定了高加、低加和除氧器返汽的可能性。通过以上分析，我们初步认为中压缸漏汽的可能性较大。进一步分析发现：在机组跳闸后，高、低压旁路迅速打开，但再热器压力出现一个突升至4．0MPa然后逐步降为0的现象，这与机组停机应有的过程是相佐的。因此，我们认为高旁的快开速度较低旁快开速度要快，造成再热器有一个瞬时憋压的过程。中压主汽门设计中设有一个装有节流孔板的旁通管，其目的是减少中压主汽门的启动力矩，通过这个旁通管流入的蒸汽至中压调门前，以平衡中压主蒸汽门前后压差，达到减少中压门启动力矩的作用，因此在中压主汽阀金属温度变化不大的情况下，要判断中压主汽门是否泄漏就较为困难。但根据中压调门前后的压力和温度变化情况我们可以判断出A，B两侧中压调门是不严密的。经过以上分析我们的结论是：4号机A，B侧中压调门不严是造成这一次惰走时间偏长的原因。至于A，B侧中压主汽门是否严密，由于中压主汽门旁通管的存在，使我们暂时无法判断。即便是采用主汽门严密性试验也不能判断出中压主汽门是否泄漏。为此我们利用机组停运的机会对4号机A，B两侧中压调门和中压主汽门进行了解体检查。其结果是：B侧中压调门阀蝶与阀座接触处有1个4mm×4mm、深为2mm的沟槽，A侧中压调门阀蝶与阀座接触处有1个4mm×4mm、深约1mm的沟槽，A，B两侧中压调门阀蝶还有许多凹坑，密封线有5～6处出现断线现象。A侧中压主汽门检查情况较好，但B侧中压主汽门蝶阀接触面有多处凹坑和氧化皮。经检修人员用专用工具研磨后，密封线达到了合格的要求，及时消除了汽门不严的隐患。5对策及建议5．1建议取消高旁快开功能'机组停运过程中或事故跳机时，高旁快开低旁跟随，容易造成中压主汽门前带压。且在旁通管的作用下，中压调门前又同样易带压。当中压主蒸汽门或调门不严时，就构成了超速的条件，对机组安全性是不利的。我厂4台机组现均取消了高旁的快开功能。5．2建议在中压缸旁通管上加装1个气动阀门这样既利于对中压主汽门的严密性的分析，又可避免在中压调门不严时旁通管泄漏引起超速的可能。现我厂截断了旁通管的进汽侧，改向疏水扩容器，虽然这样对中压主汽阀的暖阀和疏水畅通有好处，但同样存在超速的隐患。5．3加强对机组惰走时间的统计与惰走过程分析工作主汽门与调门是在蒸汽流程中处串联方式，是一个与门逻辑。当同侧中主汽门与调门是严密的时候，就不会引起漏汽，机组停运过程中的惰走时间也不会出现异常。一旦同侧中有一个不严密的门存在，而原先严密的门出现偶尔的卡涩时，就会出现超速的危险性。因此对每次机组惰走的情况都要加以统计和分析，将高调门存在的缺陷及时诊断出来以便得到及时的处理。为检修人员有目的性地消除隐患提供科学的依据。5．4加强运行的操作规范管理'汽轮机的惰走时间与真空，润滑油温和油压有密切的关系。对于真空，当转子惰走至1500r／min；真空要随之平滑的下降，当转速下降到1000r／min，要开真空破坏门；当转速下降到0时，真空才能降为0。一般情况下不允许转子惰走时将真空降为0，原因是保证汽轮机的动叶片在具有真空的汽缸内转动，利于减少末几级叶片的摩擦鼓风所产生的热量，利于汽缸内的疏水畅通排出。所以要控制好有关运行参数，以避免影响对真正原因的分析而出现误判的结果。6结束语通过对汽轮机组的一般分析，我们摸清了汽轮机惰走的规律。因此要认真对待机组惰走时间的统计和惰走过程的分析工作。一旦发现惰走时间异常的现象，我们就可根据本文实例中的分析思路来做进一步的深入分析工作，为检修消缺提供科学的依据。这既是运行人员的预防超速事故的一种方法，又是从预防性检修向预知性检修的一种转变方式