淺析軸封溫度對汽輪發(fā)電機(jī)組啟動的影響及處理措施
2019-02-09 王敬
摘 要：通過對金川公司自備電廠1#機(jī)組熱態(tài)沖轉(zhuǎn)軸封溫度對沖轉(zhuǎn)的影響分析提出解決熱態(tài)工況下沖轉(zhuǎn)軸封溫度控制的措施。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；轉(zhuǎn)子；熱態(tài)；熱變形；熱應(yīng)力；軸封；溫度；措施
一、引言
金川集團(tuán)有限公司2×N150MW熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目1號機(jī)組于2007年9月份完成分部試運(yùn)行，2號機(jī)組同年11月完成分部試運(yùn)行，機(jī)組具備整套啟動試運(yùn)的條件。1、2號機(jī)組分別于2008年2月和1月分別進(jìn)入整套啟動試運(yùn)階段，并網(wǎng)試生產(chǎn)。該項(xiàng)目是金川公司生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大后，為滿足生產(chǎn)用熱的需求而建設(shè)的；是金川公司節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)的需要；也是金川公司降低產(chǎn)品成本、增強(qiáng)國際競爭力的需要。
二、機(jī)組主要參數(shù)
1、鍋爐制造參數(shù)
鍋爐選用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG480/13.7—Ⅱ10型超高壓自然循環(huán)鍋爐，鍋爐為超高壓自燃循環(huán)汽包爐、一次中間再熱、∏型布置、單爐膛、燃燒器四角布置，切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣，采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，露天布置、爐頂大包、緊身封閉、全鋼結(jié)構(gòu)。
2、汽輪機(jī)主要技術(shù)規(guī)范
型式：超高壓、中間再熱、雙缸雙排汽、一次調(diào)整抽汽、沖動凝汽式汽輪機(jī)
型號：C135/N150-13.24/535/535/0.981
額定功率（抽汽/純凝）：C135/N150MW
功率：157MW
額定轉(zhuǎn)速：3000r/min
旋轉(zhuǎn)方向：從機(jī)頭向發(fā)電機(jī)端看為順時針
主蒸汽閥前蒸汽額定壓力：13.24MPa（a）
主蒸汽閥前蒸汽額定溫度：535℃
主蒸汽額定流量（抽汽/純凝）：478.93/455.97t/h
進(jìn)汽量：480t/h
再熱蒸汽進(jìn)汽閥前壓力（抽汽/純凝）：3.907/3.748MPa（a）
再熱蒸汽進(jìn)汽閥前溫度：535℃
再熱蒸汽流量（抽汽/純凝）：421.20/402.02t/h
額定抽汽壓力：0.981MPa（a）（0.785-1.275MPa（a）連續(xù)可調(diào)）
額定抽汽流量：額定100t/h，180t/h
額定抽汽溫度：340.9℃
排汽壓力（抽汽/純凝）：4.0/4.9kPa
額定給水溫度（抽汽/純凝）：247.1/244.7℃
冷卻水溫度（額定/）：20℃/33℃
加熱器數(shù)量：2GJ+1CY+4DJ
級數(shù)：6+10+2×6=28級
汽耗：（抽汽/凝汽）：3.548/3.040kg/kW.h
熱耗：（抽汽/凝汽）：7252/8202.5kJ/kW.h
3、發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
東方電機(jī)廠生產(chǎn)的QF—150—2—15.75型空冷式發(fā)電機(jī)。
三、1#機(jī)組熱態(tài)沖轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的問題
2017年8月，1#機(jī)組大修完成后整機(jī)啟動進(jìn)行調(diào)試。按照規(guī)程要求，高封溫度控制在160℃左右，低封溫度控制在150℃左右，汽機(jī)連續(xù)盤車14小時，鍋爐蒸汽參數(shù)1.97Mpa，主蒸汽溫度控制在400℃左右，符合過熱度要求，經(jīng)過對現(xiàn)場汽輪機(jī)脹差、位移、盤車狀態(tài)下振動、高低壓缸溫度測量和對調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查后，進(jìn)行沖轉(zhuǎn)。沖轉(zhuǎn)嚴(yán)格按照規(guī)程要求，在500rpm進(jìn)行摩擦檢查，當(dāng)時經(jīng)過全面檢查后，各個參數(shù)符合要求，于是設(shè)定目標(biāo)值2200rpm，升速率控制在100rpm/min，再次升速，但當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1480rpm左右，達(dá)到一階臨界轉(zhuǎn)速范圍時，因2#瓦X向軸振振動達(dá)到240um，人工手動打閘，汽輪機(jī)停機(jī)，隨后，通過對現(xiàn)場再次進(jìn)行全面檢查后又沖轉(zhuǎn)兩次，均因X向軸振振動大而沒有沖轉(zhuǎn)成功。
四、分析并提出解決措施
經(jīng)過對哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的同類型機(jī)組的沖轉(zhuǎn)工況各個參數(shù)的分析，認(rèn)為熱態(tài)沖轉(zhuǎn)工況下，高中封溫度低是造成機(jī)組振動大的主要原因，機(jī)組熱態(tài)開機(jī)時，高中封段轉(zhuǎn)子溫度處于較高狀態(tài)，如果軸封供汽溫度比轉(zhuǎn)子溫度低很多，較低溫度的蒸汽對高中封段轉(zhuǎn)子起冷卻作用，使軸封段轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力和熱變形，對于整個高中壓轉(zhuǎn)子來說，中間段溫度較高，到了軸封段溫度突降，溫度場不均勻，必然造成熱變形，機(jī)組沖動后在離心力的作用下，就容易引起振動，因此，在熱態(tài)開機(jī)過程中，一定要注意高封供汽溫度盡量于轉(zhuǎn)子金屬溫度相匹配。一般來說，熱態(tài)時軸封供汽溫度不應(yīng)低于轉(zhuǎn)子溫度50℃。隨后，將高封溫度控制在300℃，低封溫度控制在180℃左右，再次加熱并連續(xù)盤車1小時，鍋爐主蒸汽參數(shù)保持穩(wěn)定，經(jīng)過再次沖轉(zhuǎn)成功，實(shí)現(xiàn)3000rpm并網(wǎng)成功。
2017年8月18日，因1#機(jī)組危急遮斷器杠桿間隙增大，致使保安油壓瞬間降低，造成1#機(jī)組解列，當(dāng)時缸溫達(dá)到350℃，鍋爐主蒸汽參數(shù)控制在2.0Mpa，400℃，并充分吸取上次沖轉(zhuǎn)教訓(xùn)，將高封溫度提高到350℃，低封溫度控制在200℃，并且為了防止沖轉(zhuǎn)對缸體冷卻加劇，采用1000rpm不暖機(jī)，直接升速至3000rpm，經(jīng)過運(yùn)行人員實(shí)際操作，最終實(shí)現(xiàn)一次沖轉(zhuǎn)成功并網(wǎng)。
經(jīng)過以上分析，最后確定了汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)工況不同，采用不同軸封溫度控制的沖轉(zhuǎn)技術(shù)條件，在冷態(tài)啟動過程中，可以按照規(guī)程要求軸封溫度進(jìn)行加熱并連續(xù)盤車即可沖轉(zhuǎn)；在熱態(tài)工況下，必須高封溫度控制在300℃，低封溫度控制在180℃左右，并連續(xù)盤車2小時，方可沖轉(zhuǎn)；在極熱態(tài)工況下，要高封溫度控制在380℃，低封溫度控制在250℃左右，可以滿足沖轉(zhuǎn)條件的技術(shù)結(jié)論。
五、結(jié)論
發(fā)電廠三大主機(jī)的運(yùn)行工況對于電廠運(yùn)行的平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)分析有著的意義，我們只有通過不斷的摸索和總結(jié)才能有效減少機(jī)組啟動過程的障礙，通過對這些問題的研究探索以期為同行業(yè)電廠機(jī)組運(yùn)行提供一些參考。
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來源：《中國科技博覽》2018年6期
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