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1、1000MW 超超临界汽轮机四抽系统异常分析杨志勇（华电邹县发电有限公司）摘要：华电邹县发电有限公司#8 机组四抽系统逆止门、电动门相继出现三次故障，均通过运行参数的分析 发现原因，经风险分析、制定相关维护措施，确保了机组的安全运行，未造成非停或设备损坏事故。关键词：1000MW ；超超临界；四抽；逆止门；电动门0 引言大型火力发电机组，尤其超超临界机组，参数高、系统复杂，随长周期连续运行，由 于承受高温、高压、振动等恶劣运行工况的影响，热力系统阀门容易出现卡涩、执行机构故 障等缺陷，威胁机组安全运行。运行人员通过对机组参数的监视及变化趋势分析，提前发现 阀门存在的隐患，并进行风险评估，确定合
2、理的消缺时机，制定相应的运行维护措施，提高 机组运行可靠性。1 系统简介邹县公司两台1000MW汽轮机由东方汽轮机厂、日立公司制造，汽轮机为超超临界、一 次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式，八级非调整回热抽汽。四段抽汽主要向本机除氧 器、小机、辅汽联箱供汽，并且本机的高调门门杆漏汽、高压缸轴封漏汽均接至四段抽汽。 辅助蒸汽系统为母管制的公用蒸汽系统，该系统每台机设一个0.81.34MPa, 426.3C的中 压辅汽联箱。其中两台机组的辅汽联箱通过母管连接，之间设隔离门，以便实现各机之间的 辅汽互用。在机组TMCR工况下，四段抽汽压力为1.17MPa,温度为392.7C ；冷段蒸汽压力 4.9
3、7MPa，温度为350.6C；老厂来启动蒸汽压力为1.52.0MPa,温度为350C。机组正常运行期间，小机、除氧器、辅汽联箱汽源由本机四级抽汽供汽，冷段至小机、 冷段至辅汽联箱均在热备用状态，当正常汽源压力无法满足需要时，备用汽源调门自动开启， 满足用户需要。由于相连系统压力等级不同，在各支路上设置机械摇臂式逆止门，如下图1：图1超超临界1000MW机组四抽系统流程图2 运行中出现的异常现象及分析近两年，随组长周期运行，#8 机四抽系统电动门、逆止门接连出现三次异常现象。2.1 小机进汽压力降低2.1.1 现象：2012年5月20日#8机组负荷950MW，给水流量2746t/h，监盘发现#8
4、机A小机低压调 门开度1 0 0% ，高压调门（冷段来汽）开度1 2.8 8% ， B 小机低压调门开度81.5%，高压调门开 度0%； A小机进汽压力0.795MPa, B小机进汽压力0.781MPa, #8机四抽压力l.OMPa正常。2.1.2 原因分析：查阅之前小机进汽压力，在机组负荷950MW时为0.99MPa，两台小机同时出现进汽压力 明显降低现象，造成小机进汽量不足，冷段至小机高压调门开启，有关参数见下图2。若出 现该现象，主要有两个原因：一是A、B小机进汽电动门均出现节流增大；二是四抽至小机 进汽逆止门卡涩或阀板脱落。现场检查A、B小机进汽电动门均在全开状态，且无任何操作； 而四
5、抽至小机进汽逆止门（图 1 中#1 门）为机械摇臂式逆止门，容易出现卡涩或阀板脱落 故障，因此断定该门故障是造成小机进汽压力降低的原因。1* CMPIWO卫 ID-raiDiM-Hie I图2 #8机四抽至小机、除氧器、辅汽联箱压力曲线2.1.3 风险分析：（1）辅汽至小机调试用汽或冷段至小机高压汽源与四抽并供期间，汽轮机停机时，主 机有超速危险。（2）四抽至小机逆止门卡涩，高压汽串入低压系统，有四抽管道、辅汽联箱、除氧器 及其附属管道超压的危险。（3）小机高压调门调节特性与低压调门不同，高负荷阶段，给水调节品质差。（4）小机进汽压力波动，小机转速波动，给水流量波动，机组参数不稳。（5）高负荷
6、阶段小机低压调门全开，高压调门有开度，高品质蒸汽替代低品质蒸汽做 功，机组经济性降低。2.1.4 采取措施及注意事项1）因四抽至小机进汽逆止门在机组运行中无法隔离检修，为确保缺陷消除前机组安全， 制定以下防范措施：（1）机组正常运行中，注意连续监视小机进汽压力、高低压调门开度变化情况，发现 参数变化，及时稳定机组工况，汇报有关领导，并联系检修就地检查处理。（2）机组正常运行，禁止将小机自动切为手动，用转速控制。若出现给水流量交叉限 制等造成小机调节受限时，必须确认小机运行正常，在单元长监护下，解除小机自动，调整 正常后，尽快恢复小机自动控制。（3）值班期间，确认电泵良好备用，若出现小机跳闸，电
7、泵联启时，注意监视其它辅 机运行情况，防止厂用电压降低，造成辅机设备跳闸，按照机组给水泵跳闸rb进行处理。（4）任一台小机停运时，在停运前应先确认高压调门全关，后关闭冷段至该小机进汽 电动门，再停运小机。（5）机组启停或低负荷运行时，辅汽至小机调试用汽与四抽供汽并列时间尽量缩短。 小机切换汽源前，确认机组运行正常，与其它重大操作分开进行。（6）小机备用汽源与四抽并列供汽期间，若出现机组跳闸，应检查四抽逆止门、电动 门关闭正常，汽轮机转速下降。否则，应立即破坏凝汽器真空，检查小机高压调门关闭，关 闭辅汽至小机、冷段至小机、四抽至小机电动门，尽快降低汽轮机转速。（7）机组正常运行中，运行人员严格执
8、行两票三制要求，定时、定路线巡检，认真监 盘，勤翻画面、勤分析、勤调整，发现异常参数变化和缺陷，及时联系处理并汇报相关领导。（8）专业技术人员，每天不少于1 次对#8机组主辅机设备进行检查，并在集控室管理 人员签字本上签字，向运行人员交代运行注意事项并提出相关要求。（9）汽机队安排专人，每天不少于2次现场检查#8机组A、B小机及附属设备运行情 况，发现设备异常，必须汇报单元长，办理工作票许可开工手续后，方可进行处理。（10）应提前准备备品，机组有停运机会，对#8 机四抽至小机供汽逆止门进行检查处 理，彻底消除卡涩缺陷。2）2012年10月份， #8机组停机备用。对四抽至小机进汽逆止门进行解体检
9、查，发现 该阀阀板脱落，进行修复，机组启动后恢复正常。3）为防止该类型阀门出现类似故障，利用本次停机机会对四抽至辅汽联箱逆止门、冷 段至小机逆止门、辅汽联箱至小机调试用汽逆止门（结构形式见图3）进行解体检修，均未 发现异常。图 3 机械摇臂式逆止门结构示意图2.2 四抽蒸汽流量低2.2.1 现象：2013年2月26 日，#8机组冷态启动，机组负荷至400MW,切换四抽汽源时，四抽电动 门卡涩（图 1 中#6 门），经处理后，开到位信号发出，开启时间15 秒钟左右（正常开启时 间约 30 秒）。随机组负荷升高，发现四抽各用户压力、流量均低于相应负荷对应值。#8 机 组负荷700MW，四抽压力0.
10、64MPa,四抽至辅汽联箱压力、四抽至除氧器压力、四抽至A、B 小机压力均为0.4MPa左右（见图4）。2.2.2 原因分析： 因四抽压力与负荷基本对应，但四抽至各用户压力低，初步判断汽轮机本体抽汽口处 无异常，问题发生在四抽电动门及两只抽汽逆止门上。但抽汽逆止门执行机构已全开，并且 电动门为蝶阀，从门杆上较难发现实际开关状态。由于在机组启动四抽汽源切换时，四抽电 动门出现卡涩和开启时间偏短现象，分析四抽电动门未全开的可能性最大。图4 #8机四抽至小机、除氧器、辅汽联箱压力曲线2.2.3 采取措施及注意事项1）2 月 26 日利用低负荷对#8 机四抽电动门、抽汽逆止门进行在线检查。首先，将#8
11、 机除氧器倒至备汽运行，#8机A、B小机倒至备汽运行。在就地手动关闭#8机四抽电动门时 发现阀杆不动；开方向手摇，四抽电动门继续开大约20%后，电动门操作不动，前后参数无 明显变化。初步分析四抽电动门执行机构变速箱故障，暂恢复系统正常运行方式，制定下一 步处理方案。2）3月18日，在四抽电动门阀杆上加装临时防转卡具，准备解体电动头传动机构。降 低机组负荷至600MW，将#8机除氧器、小机倒至备汽运行，解体电动头传动机构，发现涡轮 与衬套间传动销脱落。重新加工配置新传动销，复装后开启正常，四抽系统压力恢复正常。 因机组运行中四抽电动门无法全关定位，关位暂定在开度约20%左右（即修前阀门开度位置）
12、 需停机后重新定位，四抽电动门全开定位正常。3）该方式下，机组运行存在的危险点及注意事项：（1）由于高调门门杆漏汽、高压缸轴封漏汽均接在四抽电动门前，因此在机组负荷大 于40%额定负荷时，若关闭四抽电动门，容易造成门杆漏汽、轴封漏汽管道憋压。（2）抽汽电动门是汽轮机防进水保护的一部分，由于四抽电动门无法全关，在机组停 运时，存在向汽缸倒冷汽、冷水的危险。（3）机组正常运行中，注意对机组主辅机设备运行情况的监视、检查，及时发现缺陷 并联系处理，防止机组出现紧急停运事件。（4）#8 机组正常停机时，根据四抽压力，及时进行辅汽系统汽源切换，并联系检修， 重新进行四抽电动门全关定位，尽可能缩短四抽与辅
13、汽并列运行时间，减少倒汽可能。（5）#8 机组出现其它需要进行四抽汽源切换的低负荷工况时，提前联系检修重新进行 定位。2.3 四抽至辅汽联箱逆止门倒汽2.3.1 现象及原因分析：1）2013年3月24日，#8机组负荷542MW，四抽压力0.582MPa，四抽至除氧器压力 0.687MPa,四抽至小机压力0.72MPa。因#8机辅汽联箱压力高于本机四抽压力，小机、除氧 器进汽压力高于四抽压力，并伴随凝汽器水位升高现象，判断为#8 机四抽至辅汽联箱逆止 门关闭不严倒汽（图1中#3门）。为进一步证实该判断，就地手动缓慢关闭#8机四抽至辅汽 联箱电动门后，#8机组负荷517MW，四抽压力0.546MP
14、a，四抽至除氧器压力0.535MPa,四 抽至小机压力0.567MPa （见图5）。2）2013年4月30日4月30日，#8机组负荷609MW，辅汽联箱压力0.759 MPa，冷再 至辅汽联箱压力调阀设定值0.763 MPa，冷再至辅汽联箱压力调阀后压力0.757 MPa，冷再 至辅汽联箱压力调阀全开，四抽至辅汽联箱蒸汽压力0.699 MPa，四抽压力0.661MPa，四抽 至除氧器压力0.657MPa，四抽至小机压力0.685MPa。发现#8机辅汽联箱压力突升至1.3 MPa , #8机组负荷至602MW，四抽至辅汽联箱蒸汽压力降至0.642 MPa，四抽压力降至0.629MPa， 四抽至除
15、氧器压力降至0.624MPa，四抽至小机压力降至0.646MPa。立即手动关闭#8机冷再 至辅汽联箱压力调阀，手动关闭#7机冷再至辅汽联箱压力调阀至30%， #8机辅汽联箱压力 降至0.8 MPa （见图6）。#8机四抽至辅汽联箱逆止门存在关闭不严缺陷，与本次现象相反。 通过前后四抽压力、除氧器进汽温度观察，判断辅汽进入四抽系统蒸汽量突然降低，原因为 #8 机四抽至辅汽联箱逆止门突然关闭造成辅汽联箱压力突升。2.3.2 风险分析：1）#7、 8机组运行， #7机组负荷大于#8机组负荷较多时，由于辅汽联箱联络投运，造 成#7 机蒸汽通过辅汽联络进入#8 机，并带小机及除氧器负荷，造成#8 机凝汽器水位升高， #7 机凝汽器补水困难。2）#8 机辅汽联箱汽源：本机四抽、冷段、临机辅汽并供期间，汽轮机停机时，若四抽 逆止门、电动门不严，主机有超速危险。3）#8 机低负荷期间，小机、除氧器供汽压力高于对应负荷曲线。图5 #8机四抽系统各压力曲线i7SnyL setsGMi-lACE=n2EL 曲30* COOPiiyroJ-WiI uOkLJMi 山A11D111a-ara 喝 ci.iCi图 6 #8 机辅汽联箱压力突升有关参数变化2.3.3 采取措施及注意事项1）#8 机四抽至辅汽逆止门，未经处理，自动恢复正常，仍存在重新出现关闭不严的可 能。2
