超超临界机组上下缸温差大原因分析及处理

超超临界机组上下缸温差大原因分析及处理

作者：曾广友

来源：《科技创新与应用》2015年第07期

摘 要：文章首先以某厂1号机组一次正常停机后，出现汽机上下缸温差超限导致盘车被迫停运具体异常事件为例，进行了深入的原因分析，并最终成功找到了问题的根源，通过及时采取措施，取得实效，确保了机组的安全运行，最后提出了一些处理思路。 关键词：上下缸温差；原因分析；产生机理；处理思路 1 设备简介

某厂汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的超超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、高中压合缸、反动凝汽式汽轮机，其型号：CCLN660-25/600/600。 2 某厂1号机汽机上下缸温差大处理过程分析 2.1 事件简要经过

2014年1月27日23：43，某厂1号机进行春节期间调停，停机时缸温为427℃，惰走时间52min；28日00：35投入盘车，电流32A，转子偏心32.8um，汽机本体疏水完毕后执行闷缸措施。

29日01：22，1号机盘车电流瞬间突变至68A，偏心最高至335um，1、2瓦振动峰值高达150um以上，同时汽机房伴随有一声异响出现，当时汽机高中压缸上下温差调端为54℃、中部为75℃已超限（限值56℃）、电端为0℃。随后各项参数在短时异常后均又恢复正常，经就地检查后发现1号机高中压缸内部有异音。02：02，开启1号机高压缸侧内、外缸疏水门进行疏水，外缸疏水10min后疏水管壁温度开始上升，而内缸疏水管壁温度则维持在19.4℃不变，直到50min左右后管壁温度才上升。04：08，缸温333℃，停运1号机盘车，改为定期盘车，并执行汽机闷缸处理。

2月2日14：25，经修补汽机下缸缺失保温后，上下缸温差回落至正常范围内，经盘动转子180°直轴后再次启动盘车，电流32A，就地检查汽缸内部及各轴瓦处声音正常，投入盘车连续运行。调停结束后，机组顺利一次性完成冲车并网运行。 2.2 原因分析查找及结论

2.2.1 从汽机停运后汽缸漏入蒸汽方面分析

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汽机停运后，汽缸进汽途径只有两种，即通过主蒸汽或轴封蒸汽管道，因为机组停运后只有这两个带压蒸汽系统与汽缸本体相连。若有蒸汽通过主蒸汽管道漏至汽缸，则说明主汽门、调门关闭不严密，如果这样，那应该会导致停机时转子惰走时间明显加长，甚至不能正常到零，但本次停机转子惰走时间52min，属于正常范围，所以可以排除主汽门、调门关闭不严密的推断；若为蒸汽通过轴封蒸汽管道进入汽缸，首先要求轴封母管带压力运行，但本次停机后轴封母管压力显示一直为负值，而且轴封蒸汽有压力时，应该是进入低压缸的蒸汽比进入高压缸的多，必然会伴随导致停机后低压缸排汽温度高的异常，但本次停机后低压缸排汽温度正常且均匀下降，同时低压轴封母管两个温度测点均未出现上涨，所以也可以排除轴封蒸汽母管停机后带压运行的推断。

2.2.2 从汽机停运后汽缸进冷水方面分析

汽机停运后，冷水进入缸体的途径主要有三种：（1）加热器、除氧器、凝汽器满水，冷水通过抽汽管道返入汽缸；（2）轴封管道减温水关闭不严密，冷水通过汽机轴端漏入缸体；（3）锅炉储水箱满水或过、再热器减温水关闭不严，加上同时存在主、再热蒸汽主汽门、调门均关闭不严，冷水通过主、再热蒸汽管道进入汽机内部。通过仔细查看有关容器液位、管道温度趋势和画面过程回放，并未发现异常，同时加上汽缸温度并未出现突变情况，从而排除了汽机进冷水的可能。

再从汽机缸体疏水门开启后管道温度变化情况方面进一步分析，从前面描述的现象可知，汽机外缸疏水管道温度在疏水门开启10min后才开始上升，而内缸疏水管道温度更是在疏水门开启50min后才开始上升。正常情况下，在开启缸体疏水门后，若有疏水排出，则疏水管壁温度就会立即发生变化，而实际中汽机内、外缸疏水管壁温度均经过一定延时后才发生变化，这是因为机组由于破坏真空后缸体采取了闷缸措施，随着缸体降温收缩，缸内形成了微负压，从缸内调节级压力一直显示是负值可以证明，因而在开启缸体疏水门后管道内的凝结疏水压力小于外界大气压力而无法排出，只有在疏水门开启足够时间使缸内真空破坏后，疏水才能排出而影响管壁温度，这说明汽缸内部在停机后密闭地非常严密，进一步排除了汽缸进冷水的可能。 2.2.3 从对比两次停机时汽机上下缸温差变化方面进行分析

将此次停机后48小时上下缸温差变化情况与最近一次本机停机情况进行对比。发现两次停机上下缸温差趋势变化基本一致，曲线均平滑无突变点，可以排除汽机突然进冷汽冷水的原因。进一步分析发现，两次停机的环境冷却条件不一样，此次停机调节级金属温度为434℃，环境温度为11℃；而上次去年8月份停机调节级温度为404℃，环境温度为31℃，此次汽机上下缸温差比上次停机增大了14℃。说明此次停机时汽机上下缸温差增大与环境温度的下降有关。

而在汽机本机保温条件完整良好的情况下，环境冷却条件对汽机缸体温度下降速率影响并不明显，这与本次1号机停机实际情况不相符。通过对汽机保温情况进行细致的检查后，发现汽机下缸保温存在严重缺陷，局部保温甚至完全缺失导致缸体金属裸露在外，如图1所示。

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所以综合以上异常现象及分析查找，可以断定本次1号机停运后上下缸温差异常增大的原因为下缸保温缺失引起，并第一时间采取了修复汽机下缸保温的措施，汽缸中部上下缸温差明显减小，如图2所示，48小时内温差由75℃回落至34℃，进一步验证了分析判断的正确性，从而找到了问题的根源。

经过及时修补汽机下缸缺失保温，汽机上下缸温差逐渐回落至正常范围内，经盘动转子180°直轴后再次启动盘车，电流32A，就地检查汽缸内部及各轴瓦处声音正常，汽机保持盘车连续运行进入正常停机冷却状态，为机组后续启动时的一次冲车成功打下了一个良好的安全基础。

3 汽机上下缸温差大的处理思路 3.1 温差超限前的处理

在机组停运后，尤其要加强汽机上下缸温差、胀差、盘车电流、转子偏心、轴承温度、各加热器及凝汽器水位等重要参数的监视，并定期到就地倾听汽机各瓦及内部有无异音，这样有利于第一时间发现汽机上下缸温差增大异常，可以为机组异常处理争取宝贵的时间。当发现汽机上下缸温差异常增大时，在达到限制值之前，可保持盘车继续运行，但前提是确认汽机各瓦及内部没有异常碰撞或摩擦声，并立即排查上下缸温差增大原因，包括热工温度测点是否准确、缸体是否漏入冷水冷气、缸体保温是否完好、缸体加热冷却装置是否投用得当等方面进行查找，第一时间尝试开启缸体疏水门进行疏水。若找到了问题的原因，则立即进行相应处理，防止异常扩大。

3.2 温差超限后的处理

在机组停运后盘车期间，当汽机上下缸温差异常增大超过限制值时，即使就地检查汽机各瓦及内部没有异常声音，也要果断第一时间停止汽机盘车连续运行，改为定期手动盘车，并执行汽机闷缸措施，防止汽机动静摩擦损坏部件，进而导致异常扩大。在这一点上，一定要坚持原则，严格按机组《运行规程》和《二十五项反措》处理，不可抱有侥幸心理。在盘车停止后，根据异常现象迅速组织查找问题产生的原因，采取措施消除，尽可能缩短盘车停运时间，尤其是在汽机缸温还处在较高水平时。若在机组停运初期，定期盘车周期也可适当减小。在找到问题根源并消除且汽机上下缸温差下降至限制值以内后，方可恢复连续盘车运行。在汽机再次投入连续盘车后，要进一步加强就地检查汽机各瓦及内部有无异常声音，防止联锁导致的其他异常发生。 4 结束语

汽机上下缸温差控制是机组停运过程中的一项重要工作任务，是保证机组安全停运的关键。当机组在停运过程中发生汽机上下缸温差超限异常时，通过对异常现象深入分析，查找出

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问题的根源，并采取正确有效的措施，可以使机组异常第一时间得到控制和处理，防止汽机通流部分发生磨擦损坏等严重事故。 参考文献

[1]周宝柱，祁永峰，刘勇.吕四港集控运行规程[Z].吕四港电厂发电部，2010.

[2]王森.中国大唐集团公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则》[Z].中国大唐总经理办公室，2008.