600MW超临界机组汽轮机进水和进冷气防止措施

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600MW超临界机组汽轮机进水和进冷气防止措施

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https://www.yjbys.com/bylw/qitaleilunwen/144994.html

600MW超临界机组作为现代火力发电厂的重要设备，其安全稳定运行至关重要。然而，汽轮机进水和进冷气是常见的故障现象，不仅会导致设备损坏，还可能引发重大安全事故。本文以某台600MW超临界机组为例，详细介绍了汽轮机进水和进冷气的危害、特征及原因，分析了反措和有关导则要求，并提出了具体的解决方法和防范措施。

汽轮机进水的危害

汽轮机进水会引起多种严重后果：

汽缸变形
静动间隙消失导致碰磨
大轴弯曲
叶片损伤与断裂
阀门及汽缸结合面漏汽
推力瓦烧损
高温金属部件永久变形
热应力引起金属裂纹

根据事故调查规程，对于大型机组，上述任何后果均构成重大设备事故。

汽轮机进水的主要现象

汽轮机进水后通常会出现以下明显现象：

高中压缸上、下缸温差增大：正常情况下，温差应小于42℃，变化趋势应在5℃/分钟以内。
主、再热蒸汽温度突降：主汽温度需高于汽缸最高金属温度50度，过热度不低于50度，温度变化率应控制在5℃/分钟。
振动增大：进水或冷蒸汽会导致高温金属部件急剧收缩，产生热应力和热变形，引起机组胀差变化和强烈振动。
抽汽管道振动：回热抽气管道进水或进冷气会产生气锤效应和金属材料热变形，导致管道振动。
盘车电流异常：启停过程中，盘车电流变化一般为3-5A，摩擦时容易造成电流异常增大或盘车跳闸。

汽轮机进水的主要原因

蒸汽温度失控：主、再热蒸汽温度失控或主蒸汽流量瞬间突增，可能导致蒸汽过热度降低。
加热器水位高：汽轮机回热系统加热器水位高、除氧器满水，且保护装置失灵，使水经抽汽管道返回汽轮机。
疏水不畅：启动时轴封供汽或回热抽汽管道疏水不畅，或停机时切换备用轴封汽源处理不当。
闷缸措施不当：滑参数停机后，主汽疏水门未及时关闭，造成汽缸进冷气。
凝汽器满水：淹到低压缸。
减温水控制不当：操作不当或阀门不严，导致再热器减温水积存或倒流入高压缸。
高旁减温水泄漏：高旁减温水在高旁关闭后未能联关，或阀门泄露。

反措及导则中防止汽轮机进水要点

紧急停机：运行中主、再热蒸汽温度突降超规定值或下降至极限值，应立即紧急故障停机。
盘车运行：汽轮机盘车中发现进水，必须保持盘车运行，直到汽轮机上下缸温差恢复正常。
停机处理：汽轮机在升速过程中发现进水，应立即停机进行盘车。
监测报警：汽轮机运行中进水监测报警时，应迅速查明原因并消除。若振动、胀差、上下缸温差的变化达到停机值时应立即停机。
知识储备：运行人员应熟悉转子安装原始弯曲的最大晃度值、机组正常运行的波特图和盘车电流情况、正常停机惰走曲线、正常停机后汽缸金属温度下降曲线、通流部分轴向和径向间隙。
减温水控制：启动和低负荷时，不得投入再热蒸汽减温器喷水，在锅炉熄火或机组甩负荷时，应当及时切断减温水。

典型的逻辑设计

目前设计阶段防止汽轮机进水和进冷气在疏水门的设计和测点的配置上都能满足有关要求，DCS组态中一般设置有比较典型的逻辑，主要如下：

高压主汽门前、主蒸汽导汽管侧疏水门：汽机跳闸或负荷<10%联锁开，负荷>15%联锁关。
高排逆止门前后疏水门：每个门自带有两个疏水罐，分别装设一个高液位开关和一个低液位开关。高排逆止门前疏水门：汽机跳闸或负荷<10%或高排逆止门已关或疏水罐水位高联锁开；负荷>15%且疏水罐水位低联锁关。
再热蒸汽热段管道疏水门：汽机跳闸或负荷<10%联锁开；负荷>15%或疏水罐水位低联锁关。
抽汽温度监测：#1~#6段抽汽管道均有上下壁温度监视，但只做显示用，不做报警。
高、低加水位保护：除氧器水位高高跳给水泵、联关四段抽气逆止门和电动门。
高旁减压阀与减温水控制：高旁减压阀开允许开高旁减温水调整门。
再热减温水隔绝门：设计负荷低联关逻辑。

完善的防止汽轮机进水措施

CRT画面报警优化：增加主、再热蒸汽过热度报警，当过热度低于50℃发出报警。主蒸汽管道上的疏水门增加联锁控制。
凝汽器水位监控：增加凝汽器水位高联开#5低加出口排水电动门的逻辑。
温度变化率显示：增加主汽温度、再热汽温度、高排温度等温度变化率显示及报警。
壁温差报警：增加各抽气管道、高旁调整门后管道、高排管道上下壁温差大于15度的报警。
液位测量可靠性：定期测试液位罐水位测量的可靠性，确保备件充足。
TSI系统记录：保存TSI系统探头安装原始记录，记录顶轴油泵运行条件下的间隙电压值。
手动盘车工具：加工好手动盘车专用工具。
人员培训：加强25项反措的学习，编写符合电厂实际的实施导则和防范措施。
备件管理：确保盘车装置涡轮蜗杆轴套备件充足。

汽轮机进水的处理

立即停机：确认水冲击发生后，应立即破坏真空紧急停机，开启主汽导管、调速汽门座、本体疏水。
盘车处理：停机后应立即投入盘车，避免中断。若盘车掉闸，应记录各瓦轴振探头间隙电压值，判断大轴弯曲程度。
闷缸处理：关闭所有本体疏放水门，待上下缸温差变小、能够手动盘车后先将转子反转180℃，间隔不小于1小时后再次反转180℃，确认手动盘车不费力时可以投运电动盘车。
重新启动：如惰走时间正常，其他无异常，可重新启动，但要充分疏水，冲转前应连续盘车不小于4小时。