内蒙古京隆发电有限责任公司(以下简称京隆公司)2×600MW汽轮机为亚临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、空冷凝汽式汽轮机。2台机组回热系统采用了3台高压加热器(以下简称高加)、3台低压加热器(以下简称低加)和1台除氧器,1号、2号高加由高压缸抽汽供汽,3号高加和除氧器由中压缸抽汽供汽,5号、6号、7号低加由低压缸抽汽供汽。给水系统采用了3台50%额定容量的电动给水泵,额定负荷时给水泵2台运行,1台备用。在给水系统中,除氧器的水由给水泵升压后依次经过3号、2号、1号高加加热后,经锅炉给水平台进入锅炉省煤器;另外向过热器、再热器、高压旁路供给减温水。高加疏水正常采用逐级自流,最后进入除氧器。
京隆公司2台机组均并入华北电网,负荷曲线严格跟踪华北电网AGC指令。正常运行时由于2台机组接受相同的指令,且炉型及负荷相同,运行参数基本接近(见表 1)。从表 1可以看出,当1号、2号机组的负荷、主汽压力、减温水流量、背压接近时,给水泵电流基本接近。当负荷>400MW时,每台机组分别双泵运行(如给水泵无缺陷,A、B给水泵运行,C给水泵备用);当负荷≤400MW时,机组单泵运行(1号机组运行A给水泵,2号机组运行B给水泵)。当机组双泵运行时,为了使2台给水泵出力平衡,通过调节勺管使每台机组2台给水泵电流相等,因此,不管机组单泵还是双泵运行时,均可对2台机组的1A给水泵和2B给水泵电流进行对比分析。
![]() | 表 1 2号机组正常时给水泵电流 |
2014年10月,京隆公司2号机组给水泵电流比正常运行时偏大。对2台机组给水泵进行对比分析,当2台机组负荷、主汽压力、背压、减温水量等参数均相同时,无论是单泵运行还是双泵运行期间,2号机组给水泵电流均比1号机组给水泵电流偏大50~100A(见表 2)。
![]() | 表 2 2号机组异常时给水泵电流 |
就地对给水泵各轴承油温、油压、声音和振动进行测量,各参数均在正常范围内;对机封漏水情况进行检查,机封无漏水现象;对给水泵画面参数进行分析,各参数均正常。在低负荷(≤400MW)时段,2号机组分别进行了单台A给水泵和单台B给水泵接带负荷,A给水泵和B给水泵单独运行时的电流均较正常值大。而2台给水泵同时发生导致电流增大的同类故障可能性不大,因此暂时排除因给水泵自身故障导致的给水泵电流增大[1]。3.2 系统故障 3.2.1 厂用10kV系统母线电压低
京隆公司励磁系统自动电压调节装置(AVR)及自动电压控制系统(AVC)正常运行时均投自动。AVR自动调节发电机出口电压,使电压值维持在19~21kV;AVC根据电网电压来调整发电机无功值,当发电机定子电压高于20.8kV或低于19.2kV时,AVC自动闭锁。2号机组给水泵(单泵或双泵)运行期间,对应的厂用10kV母线电压为10.2~10.6kV,属于正常电压值,因此排除因厂用10kV系统母线电压低而导致的给水泵电流增大。3.2.2 系统阀门不严导致给水内漏或外漏
当2号机组A、B给水泵同时运行时,对2号机组给水系统放水门进行了测温,因在之前的机组大修中对给水系统的阀门进行了研磨检修及更换,放水门较严密,阀门体温度均为室温,且放出的水均排至机侧-4m排污泵或炉侧定期排污扩容器,而机侧-4m排污泵及炉侧定排水泵启停正常,未出现启动次数增多现象;对A、B给水泵再循环阀门体进行了测温,温度分别为80℃、78℃,而除氧器温度为185℃,且再循环系统没有明显的过流声;A、B给水泵运行时,C给水泵不倒转,C给水泵再循环阀门体温度为56℃,判断C给水泵出口逆止门严密;对高旁减温水系统进行了检查,并对高排温度与再热器入口温度进行了对比,温差正常,高旁减温水并没有大量喷入高排蒸汽。根据上述检查结果,排除因给水系统阀门不严导致的给水内漏或外漏[2]。 3.2.3 炉管泄漏
2号机组给水泵电流增大后,主蒸汽流量及给水流量与机组正常运行时相同,且“四管”泄漏装置未报警,炉膛负压未发生不正常波动,引风机电流正常,两侧排烟温度未发生偏差,炉侧无泄漏声,因此排除因炉管泄漏而导致的给水泵电流增大。3.2.4 加热器泄漏
给水系统正常时,2号机组负荷、给水泵入口流量、给水流量及主蒸汽流量曲线如图 1所示。从图 1可以看出,A、B给水泵入口流量和与主蒸汽流量接近,且给水流量与主蒸汽流量差值恒定,运行给水泵入口流量和为给水流量、主再热减温水流量、高旁减温水流量之和。
![]() | 图 1 给水系统正常时2号机组负荷及各流量曲线 |
给水系统异常时,2号机组负荷、给水泵入口流量、给水流量及主蒸汽流量曲线如图 2所示。从图 2可以看出,当给水泵电流异常增大时,2号机组给水流量与主蒸汽流量差值与给水泵电流正常时的差值接近,说明主再热减温水流量与正常情况相同,高旁减温水流量大已排除,但是A、B给水泵入口流量和明显大于主蒸汽流量,因此判断机侧加热器泄漏。
![]() | 图 2 给水系统异常时2号机组负荷及各流量曲线 |
因3台加热器中3号高加抽汽温度与入口给水温度差值最大,热应力也最大,因此3号高加泄漏的可能性最大。对3号高加泄漏前、后的运行参数(分别见表 3和表 4)进行对比分析,可以看出3号高加泄漏后各负荷段对应的疏水调门开度均明显增大,下端差也明显增大。对比3台高加水侧入口压力表数值,1号、2号、3号高加水侧的压降分别为0MPa、0MPa、0.5MPa,因此判断3号高加水侧泄漏。
![]() | 表 3 2号机组3号高加泄漏前运行参数 |
![]() | 表 4 2号机组3号高加泄漏后运行参数 |
京隆公司3台高加采用表面式加热器,换热管采用水阻较小的“U”形管,为了简化给水系统,高压加热器采用单列大旁路系统。判断3号高加水侧泄漏后,当负荷500MW时将高加汽侧进行解列,1号、2号高加汽侧压力均为0MPa,3号高加汽侧压力为1MPa,且3号高加水位较高。将3号高加事故疏水门维持全开,控制3号高加水位至正常值,并将2号高加至3号高加正常疏水调门及手动门关闭,将3号高加至除氧器疏水调门及手动门关闭,同时将3号高加连续排汽至除氧器手动门关闭(3号高加汽侧除事故疏水外其他门均隔离),将3号高加事故疏水调门调小至25%,3号高加水位快速上升,汽侧压力由1MPa上升至1.1MPa。将高加水侧切至旁路运行,高加注水门关闭,3号高加汽侧压力降至0MPa,最终确定给水泵电流增大为3号高加水侧泄漏导致[3,4]。4 处理措施及建议
给水泵是发电厂的重要辅机[5]。在给水泵电流异常增大时,京隆公司对2号机组给水泵电流增大原因进行逐项查找与排除,最终确定3号高加水侧有4根“U”形管泄漏。为了防止泄漏管周围的换热管再次发生泄漏,共堵封11根“U”形管。2号机组3号高加检修结束后进行了打压查漏,打压结果合格,高加正常投入运行,给水泵电流恢复正常,其他各参数均在正常范围内。
高加是火力发电厂锅炉给水循环系统中的重要辅助设备,对提高火电厂热经济效益起着非常重要的作用,一旦高加出现故障,会严重影响电厂的安全、经济运行。因此建议在机组运行期间加强对各运行参数的监视,一旦运行参数出现异常需及时查明故障,消除隐患;高加投退操作时,必须按照规程先投入水侧,后投入汽侧(退出时顺序相反),控制升(降)温率不超过规程规定值;启停给水泵时应缓慢操作,防止给水流量大幅波动造成给水压力波动,影响加热器运行;当加热器检修结束后应按照规程规定进行打压查漏,确保加热器完好方可投入使用[6,7,8]。
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[5] | 李京茂,吴胜利,王璟,等.电厂给水泵不同驱动方式的经济性研究[J].陕西电力,2010,38(7):72-74. |
[6] | 内蒙古京隆发电有限责任公司.辅机运行规程[R].乌兰察布:内蒙古京隆发电有限责任公司,2010:28-31. |
[7] | 于兴亮,白成春.200 MW机组电动变速泵调速特性改造[J].陕西电力,2005,33(5):24-26. |
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