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加熱器最嚴重的故障是內部管子破裂泄漏。發(fā)生這種情況會使端差升高,出口水溫下降,汽側水位滿,抽汽管道沖擊。其原因主要是管子脹口松弛或長期運行管子振動損壞或腐蝕破損。但投入加熱器過快也是使其局部受熱不均而產生脹口松弛的原因之一。發(fā)現管子破裂泄漏要盡快關閉進汽門,開啟疏水門,切除加熱器水側運行。下面以某公司600MW汽輪機為例進行說明。 一、高加泄露的影響 雖然隨著技術的進步,機組運行可靠性逐年提高,但機組長周期運行過程中由于人為異常、系統(tǒng)設備異常等不可控因素存在高加解列的風險,尤其在滿負荷運行工況下高加解列,汽輪機、鍋爐管壁的金屬材料在設計允許極限狀態(tài)下運行,部分參數甚至會短時間超限,這將對機組壽命和安全生產產生很大沖擊,而機組RB邏輯、CCS、減溫水自動等各項自動控制邏輯并未針對滿負荷高加解列工況進行過優(yōu)化和設計,因此,對滿負荷工況下高加解列事故進行定性定量分析并制定出相應的控制策略顯得很重要,避免在面臨相應工況高加解列處理時值班員因為盲目而擴大事故。 (1)、對汽輪機本體設備的影響 按設計值,三臺高壓加熱器在600MW額定工況下總共耗用汽量348T/H,約占機組額定負荷下蒸汽流量的1/6,經由#3高加正常疏水匯入除氧器重新循環(huán),隨著高加解列,1、2、3段抽汽將進入中、低壓缸做功,因此高加解列后,若不及時調節(jié),機組負荷將會大幅上升(約60MW,每臺高加占1/3),達到汽輪機組的極限工況,此時汽輪機的動靜間隙、推力瓦、軸向位移承受極大的工作負荷,極大的威脅汽輪機本體的安全。 由于高加抽汽壓力的作用,在高加抽汽電動門關閉之前,抽汽逆止門是無法切斷抽汽的,高加電動門的關閉由于閥門具有一定的行程,無法瞬間切斷抽汽,根據歷次閥門傳動記錄:#1段-#3段抽汽電動門關閉時間大概在50-55S左右。 隨著高加抽汽電動門的關閉,高加回熱抽汽系統(tǒng)抽汽量逐漸下降,本應用于加熱給水的抽汽能量轉移至汽輪機做功,導致機組負荷上升,這三股蒸汽的加入是機組負荷短時上升的根本原因,因此,有理由相信,在機組負荷上升的一分半鐘過程內適當關小汽機高調門,減小主蒸汽流量將可以降低機組負荷峰值,減小對汽輪機葉片的沖擊。 (2)、對主汽溫的影響 鍋爐是汽水循環(huán)環(huán)節(jié)中對水進行加熱的設備,給水進入汽包后經下降管、爐水泵、下水包進入水冷壁,在水冷壁內完成蒸發(fā)段和飽和段吸熱過程,汽水混合物進入汽包,飽和汽進入過熱器,完成過熱段吸熱進入汽輪機做功,水則重新進行循環(huán)吸熱。正常工況下爐膛蒸發(fā)段、飽和段、過熱段、再熱段熱負荷分配保持相對平穩(wěn)。 高加解列后,對于主汽溫,由于給水溫度在高加跳閘后急劇下降,最低至168℃即除氧器水溫,進入汽包后引起汽包壓力快速下降,汽包進冷水時間估計在高加跳閘后1分鐘左右,并緊接著快速下降100度(約在90秒內完成)。 給水溫度快速下降,導致蒸發(fā)量的減少,循環(huán)倍率加大,過熱器管壁流過的蒸汽量減少,過熱汽溫呈快速上升趨勢。對于再熱汽溫,由于1、2段抽汽流向再熱器,再熱蒸汽量迅速增加,且爐膛輻射熱負荷向水冷壁中的蒸發(fā)段、飽和段轉移,爐膛中心溫度下降,輻射換熱效果下降,再熱蒸汽則會呈現出與過熱蒸汽相反的下降趨勢,給再熱汽溫、過熱汽溫控制調節(jié)帶來一定的難度。 (3)、對汽包水位的影響 高加解列瞬間,#1~#3高加抽汽逆止門及電動門自動關閉,根據蒸汽中間再熱給水回熱凝汽式汽輪機的汽耗率公式:
式中 h0———汽輪機的進汽焓,kJ/kg; hc———汽輪機的排汽焓,kJ/kg;
ηm———汽輪機的機械效率;
汽包水位在短暫上升后又再次迅速下降,見圖2。這是因為高加的解列,使得鍋爐給水溫度明顯偏低,進入汽包的欠焓水有較大的過冷度,這些欠焓水進入汽包后與原爐水混合,引起爐水焓降過大,部分蒸汽的汽化潛熱被欠焓水吸收,
使汽包內爐水汽泡量驟減,導致水位下降,而且補水量越大,水位下降越快,幅度越大。 水位的再次下降,使給水自動控制系統(tǒng)再次發(fā)出增大給水流量的錯誤信號,此時給水流量明顯大于蒸汽流量,這就是事故中造成汽包水位頻繁大幅小動的原因。由于汽包內爐水焓降過大,鍋爐蒸發(fā)量減少,主汽壓隨即下降,引起爐水飽和溫度降低,使蒸發(fā)區(qū)域和汽包壁金屬放出蓄熱,爐水含汽量迅速增加,水位在到達最低點后迅猛上升。當減小給水流量時,反而因進入汽包有較大過冷度的欠焓水的減少,使汽包爐水焓增,爐水吸收的汽化潛熱增加,汽泡生成量增多,水位持續(xù)上升。 從多次的試驗及事故工況來看,我廠的給水系統(tǒng)調節(jié)裕量較大,自動調節(jié)的靈敏可靠,因此在事故中汽包水位自動控制能夠快速響應調節(jié),在水位自動控制正常的情況下,應維持汽包水位自動控制。 (4)、對鍋爐系統(tǒng)的影響 高加解列,給水從主路切至高加旁路,存在鍋爐斷水的危險,給水溫度驟然下降100℃以上,省煤器、汽包、受熱面管壁等金屬材料承受著較大溫差帶來的金屬應力,過熱器、再熱器管壁承受超溫危險,汽輪機缸體溫度上下溫差加大,承受比正常運行更大的金屬應力。 二、600MW滿負荷工況下高加解列應對策略 (1)、確認高加解列正常,給水走旁路,1、2、3段抽汽切除 (2)、迅速解除CCS,B-M和T-M切手動,適當減少煤量,在人手足夠的情況下盡量不要大幅度進行煤量調整,在高加跳閘的前兩分鐘優(yōu)先控制負荷,將適當關小調門,目標是減少主汽進汽流量,調門開度減至530MW額定工況進汽量,降低事故工況下負荷峰值。 (3)、減低最上層磨20~25T/H煤量,緩和關小調門后的主汽壓力上升,并預控主汽溫升,保持燃燒穩(wěn)定(防止燃燒擾動汽溫) (4)、專人控制汽溫,減溫水立即切手動,提前投入1級減溫水,每側增加25T/H減溫水,使減溫器后溫度降低15~20℃,提前投入2級減溫水,每側增加15T/H減溫水,使減溫器后溫度降低10℃ (5)、擺角預控性下擺5度-10度,不可過大; (6)、專人監(jiān)視給水自動運行調節(jié)正常,監(jiān)視汽包、除氧器、熱井水位正常 (7)、專人監(jiān)視機側本體參數正常 三、滿負荷退出高加運行應對策略 (1)、根據以上分析的危險點,高加解列前作出了相應的應對措施: ①解列負荷定為550WM以下以防過負荷 ②解除高加水位保護 ③解列操作前活動高加危急疏水門,保證疏水暢通可靠 ④就地監(jiān)測高加水位計,核對水位計測點準確 ⑤為防止超溫,保留B、C、D、E、F下層磨運行。 ⑥操作平穩(wěn),同時關閉3臺高加抽汽電動門截流至一定開度,保證各參數平穩(wěn)下降,最后依次停運#1、#2、#3高加。 ⑦專人監(jiān)視溫度及給水溫度,同時負責協(xié)調燃燒調整。 (2)、在汽溫控制方面采取了以下措施: ①過熱蒸汽1級減溫放手動,2級減溫放自動, 再熱器減溫放自動。 ②退出高加前,保持過熱汽溫正常偏低約530度左右。減溫水裕度教大。 ③以擺角做為粗調、減溫水作為細調為基本原則。 ④做好提前量的控制。密切關注給水流量的變化趨勢和溫度的變化趨勢,一旦發(fā)現給水溫度開始劇降,給水流量開始劇降的時候,立即將燃燒器擺角快速向下調節(jié)。 ⑤以各受熱面溫升及溫度分布情況和正常時候參數比較,迅速找到減溫水合適開度。減少調節(jié)時間。 |
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