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    淺析1000MW超超臨界機(jī)組高旁故障快開風(fēng)險及處理

    2013-12-31 00:00:00黃斌
    電子世界 2013年22期

    【摘要】詳細(xì)介紹了廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司1000MW機(jī)組高旁設(shè)置及正常運(yùn)行中高旁故障快開所帶來的運(yùn)行風(fēng)險、處理思路及要點(diǎn),并制定相應(yīng)處理措施,對電廠的相關(guān)事故處理具有一定的指導(dǎo)意義。

    【關(guān)鍵詞】高旁;故障;快開;風(fēng)險;處理

    1.系統(tǒng)設(shè)備概述

    我廠二期1000MW超超臨界機(jī)組的高壓旁路每臺機(jī)組設(shè)4套,布置于鍋爐房內(nèi)主蒸汽聯(lián)箱出口,經(jīng)減溫減壓后接至再熱冷段蒸汽管道。高壓旁路的減溫水取自高壓加熱器出口。高旁容量為100%BMCR。低壓旁路系統(tǒng)低壓旁路每臺機(jī)組設(shè)2套,從汽輪機(jī)中壓缸入口前熱再熱蒸汽兩根支管分別接出,經(jīng)減溫減壓后接至凝汽器。低旁容量為65%BMCR。高、低壓旁路串聯(lián)一起,完成整個旁路系統(tǒng)的工作。低旁減溫水由凝結(jié)水系統(tǒng)引來。

    2.高旁故障快開的原因及主要風(fēng)險

    2.1 原因

    高旁閥快開通過快開電磁閥得電或者安全電磁閥失電實(shí)現(xiàn),DCS邏輯快開為4個高旁閥聯(lián)動,高旁半側(cè)開啟通常都是由安全電磁閥動作引起。當(dāng)該側(cè)任一個主汽壓力高開關(guān)動作或者出現(xiàn)信號誤動時,均會導(dǎo)致該側(cè)兩個高旁閥的安全電磁閥失電動作,致使高旁快開,且遠(yuǎn)方無法控制。

    2.2 主要風(fēng)險(不限于以下)

    (1)高旁開啟后,高壓缸通流量大幅下降,若高調(diào)門參與汽壓調(diào)節(jié),OSB輸出將達(dá)到下限20%,高壓缸基本無功率輸出,高排溫度將快速升高,高壓缸整體溫度水平超限。各缸的功率輸出占比大幅改變,對汽輪機(jī)軸向推力,軸瓦平衡的影響很大,可能出現(xiàn)參數(shù)越限。

    (2)再熱汽容易出現(xiàn)超壓,大量蒸汽流過中、低壓缸,以致部分通流區(qū)域承受不允許的高壓差,過度載荷,損傷汽輪機(jī)。中壓缸進(jìn)汽壓力高若再伴隨低汽溫、低背壓,則容易出現(xiàn)低壓缸排汽干度低,嚴(yán)重威脅低壓缸末級葉片安全。

    (3)高排溫度升高后,容易引起一再入口聯(lián)箱金屬超溫,需通過開啟再熱器事故噴水來控制超溫。同時輔汽來自冷再,也容易超溫。

    (4)高排溫度控制器關(guān)小中壓調(diào)門后,再熱汽壓力和各抽汽壓力均可能出現(xiàn)大幅波動,對應(yīng)加熱器可能出現(xiàn)虛假水位,閃蒸等問題,相關(guān)的用戶將出現(xiàn)供汽短時不足問題。

    (5)若再熱器安全門開啟,將導(dǎo)致工質(zhì)流失,容易出現(xiàn)凝汽器水位下降過快。

    (6)鍋爐高負(fù)荷情況下,大量蒸汽(低壓缸排汽和低旁)進(jìn)入凝汽器,有可能導(dǎo)致凝汽器超熱負(fù)荷。

    3.高旁故障快開的處理措施

    (1)確認(rèn)高旁為單側(cè)2個閥門全開,高旁油站油壓未出現(xiàn)異常低,對應(yīng)高旁減溫水正常開啟,DCS上可能有主汽壓力高信號顯示。盡快將準(zhǔn)確信息傳遞給熱控專業(yè),以縮短處理時間。

    (2)確認(rèn)機(jī)組協(xié)調(diào)退出,切至手動控制方式,DEH控制方式為限壓控制。通過提升負(fù)荷設(shè)定值以全開汽輪機(jī)高調(diào)門,密切監(jiān)視汽輪機(jī)高壓缸葉片溫度、高排溫度、軸向位移、軸瓦溫度、振動等參數(shù)的變化情況。

    (3)將輔汽切至鄰機(jī)供給,兩臺小機(jī)汽源切換至輔汽。

    (4)按A-F順序打閘或快速停運(yùn)一臺制粉系統(tǒng),保留4臺制粉系統(tǒng)運(yùn)行,將鍋爐負(fù)荷降至55~60%。打閘磨煤機(jī)時發(fā)電機(jī)功率應(yīng)小于840MW,避免觸發(fā)RB。

    (5)檢查低旁開啟情況,確認(rèn)低旁閥投入自動,無低旁快關(guān)條件,低旁快關(guān)子環(huán)退出,快關(guān)信號已復(fù)位。若快關(guān)信號未復(fù)位,可以通過投入復(fù)位子環(huán)將信號復(fù)位。將低旁壓力設(shè)定改為手動設(shè)定,逐漸降低設(shè)定值至4MPa左右。關(guān)注高排溫度變化情況,運(yùn)行可以通過進(jìn)一步降低低旁壓力來緩解高排溫度上升,但應(yīng)注意通流量上升對主汽壓力、溫度的影響。

    (6)若再熱器出現(xiàn)超壓,應(yīng)確認(rèn)再熱器安全門自動開啟。若再熱器安全門因壓力上升過快出現(xiàn)反復(fù)開關(guān),可以通過開大低旁來降低再熱汽壓力上升速率。再熱汽安全門開啟后,應(yīng)及時啟動凝補(bǔ)泵和開啟啟動補(bǔ)水對凝汽器補(bǔ)水。

    (7)適當(dāng)降低給水焓值偏置值,增加給水流量,提升主汽壓力,并適當(dāng)降低主汽溫度,以降低高排溫度。

    (8)2號高加可能會因抽汽溫度高而汽側(cè)保護(hù)退出,應(yīng)確認(rèn)2號高加危急疏水全開,正常疏水關(guān)閉且切手動。出現(xiàn)加熱器汽、水側(cè)退出時,應(yīng)及時確認(rèn)汽側(cè)隔離和水側(cè)切換情況,并從壓力、流量等參數(shù)上進(jìn)行印證。

    (9)再熱器進(jìn)口溫度偏差較大,可以通過事故減溫水進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,確保事故減溫后溫度小于470℃。當(dāng)高旁故障消除時,應(yīng)及時關(guān)閉事故減溫,防止過熱度不足。

    (10)高壓缸葉片溫度高時,將關(guān)小中調(diào)門,可能造成再熱汽壓波動,可以在DEH控制畫面上退出高排溫度控制器子環(huán),避免中調(diào)門參與調(diào)節(jié)。

    (11)低旁開啟后可以根據(jù)凝汽器真空和循環(huán)水出水溫度情況,啟動備用真空泵和循環(huán)水泵。

    (12)注意檢查各系統(tǒng)水位、流量、電機(jī)電流、溫度、壓力等情況,并及時調(diào)整,特別是低旁或再熱器安全門開啟后凝結(jié)水流量,凝泵電流,凝汽器水位的變化情況。

    (13)輔汽溫度可能出現(xiàn)波動,注意通過軸封減溫水或軸封電加熱裝置使軸封供汽溫度維持在280~320℃。

    (14)高旁故障隔離或消除前,可將快開的高旁解手動并將指令設(shè)定至當(dāng)前開度,高旁故障消除時,注意防止高旁快速關(guān)閉,造成高排溫度,主汽壓力,再熱汽壓力等大幅變化,出現(xiàn)再熱器事故減溫噴水后過熱度不足,給水流量下降,四抽壓力大幅降低等問題。

    (15)高旁關(guān)閉以后,將DEH控制方式切至初壓方式,檢查各系統(tǒng)運(yùn)行情況并將各參數(shù)調(diào)整至正常。

    (16)當(dāng)出現(xiàn)以下情況時,執(zhí)行緊急停爐操作:

    A.高旁開啟后,再熱器壓力超過6.3MPa,再熱器安全門無法開啟,或再熱器安全門開啟后仍不能使壓力降至安全壓力以內(nèi)。

    B.高壓缸排汽溫度大于463℃運(yùn)行超過15分鐘,或高壓缸葉片溫度超過515℃時。

    C.再熱汽事故減溫噴水后蒸汽溫度超過470℃。

    D.汽輪發(fā)電機(jī)功率長時間低于250MW。

    E.凝汽器水位低于-500mm。

    F.主蒸汽溫度10分鐘內(nèi)下降50℃。

    G.再熱器溫度超過624℃或再熱器管壁出現(xiàn)多點(diǎn)超溫。

    H.高旁故障開啟超過30min,故障仍不能消除時。

    J.規(guī)程要求的其他緊急停機(jī)、停爐要求。

    4.結(jié)語

    1000MW超超臨界機(jī)組在電網(wǎng)內(nèi)占據(jù)著舉足輕重的地位。而旁路系統(tǒng)是鍋爐與汽輪機(jī)間的重要樞紐。文章分析了1000MW超超臨界機(jī)組高旁故障快開的原因及主要風(fēng)險,并詳細(xì)制定了該事故發(fā)生后的處理措施,確保事故處理方向正確,時間緊湊,從最大程度上保障機(jī)組設(shè)備的安全。

    參考文獻(xiàn)

    [1]張磊.汽輪機(jī)運(yùn)行技術(shù)問答[M].中國電力出版社,2008.

    [2]馬明禮.汽輪機(jī)設(shè)備與運(yùn)行[M].中國電力出版社,2008.

    [3]曹祖慶.大型汽輪機(jī)組典型事故及預(yù)防[M].中國電力出版社,1999.

    作者簡介:黃斌(1984—),男,廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司助理工程師,主要從事火力發(fā)電廠集控值班員工作。

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