为了达到国家对火电厂节能减排的要求,许多火电厂将脱硫增压风机与引风机合并,以降低设备投资和运行维护成本、节约厂用电、减少脱硫岛吸收区占地面积^[1],这使得引风机的功率进一步增大。过大的引风机功率会导致电动机启动电流大、冲击厂用电系统等问题。对此,一些火电机组借鉴锅炉给水泵汽轮机驱动技术,采用汽轮机驱动替代电动机驱动,特别是在600 MW及以上机组,引风机汽轮机驱动技术得到了较为广泛的应用。但在600 MW以下机组中汽动引风机的应用还比较少。内蒙古京能康巴什热电有限公司350 MW供热机组是我国首次在300 MW级机组采用引风机汽轮机驱动技术,本文即对该机组汽动引风机系统安装调试过程中遇到的问题和难点进行分析,可为同类型机组相关改造提供参考。1 汽动引风机系统概况

内蒙古京能康巴什热电有限公司2×350 MW超临界间接空冷机组,脱硫增压风机与引风机合并,采用引风机汽轮机驱动技术,每台机组配置2台50%容量汽动引风机。引风机为上海鼓风机厂生产的型号为1788AZ/1955离心式风机,由汽轮机经减速机驱动,减速机为德国VOITH公司生产的RHP50型行星传动装置,传动比6:1。引风机汽轮机(以下简称小汽轮机)为杭州汽轮机厂生产的NK50/56型纯凝汽反动式汽轮机,单缸、单流程,采取变参数、变转速的运行方式,汽轮机排汽排入自身凝汽器,凝结水经凝结泵回收至主机凝汽器热井。2 小汽轮机系统配置

相对于传统的引风机电动驱动方式,汽动引风机采用小汽轮机驱动,在系统上增加了汽轮机蒸汽系统、循环水系统、凝结水回收系统、轴封系统、润滑油系统、真空系统、疏水系统等。2.1 蒸汽系统

小汽轮机正常工作汽源采用主机四段抽汽,启动及备用汽源为辅助蒸汽。汽轮机采取单侧进汽,蒸汽管道从汽轮机一侧接至速关阀,蒸汽经速关阀进入调节汽阀,后进入汽轮机通流部分完成做功。2.2 凝汽器及凝结水系统

小汽轮机单独配置凝汽器,循环冷却水接自主机循环水系统。汽轮机排汽形成的凝结水经凝结水泵输送至主机凝汽器热井得以回收,每台小汽轮机配置2台100%容量凝结水泵,1运1备。2.3 轴封系统

小汽轮机设置独立的轴封系统,2台小汽轮机共用1台轴封冷却器,轴封供汽来自小汽轮机速关阀前蒸汽管道,经调节阀减压后作为汽轮机轴封供汽。2.4 疏水系统

小汽轮机的蒸汽管道疏水及汽缸疏水排入凝汽器单独设置的疏水扩容器。2.5 抽真空系统

2台凝汽器共设置2台真空泵,并列设置,每台真空泵可满足2台小汽轮机正常运行,正常1台运行,1台备用。2.6 调节油、润滑油系统

每台小汽轮机单独设置电动交、直流油泵供油系统,为汽轮机保安系统及汽轮机和齿轮箱提供润滑用油,油站采用集装式。3 小汽轮机安装注意事项3.1 运输固定螺栓需及时拆除

小汽轮机汽缸的膨胀"死点"位于排汽缸底部,前汽缸猫爪支撑在前轴承座上。当汽轮机正常运行时,汽缸受热向前膨胀,通过猫爪推动前轴承座一起向前移动。汽轮机进行厂内试车合格后,为了防止在运输过程中设备颠簸导致前轴承箱发生晃动和位移,在前轴承箱底座和汽轮机底盘间会加装2条固定螺栓。安装时如未及时将该固定螺栓取出,则有可能在汽轮机启动后,出现由于汽缸膨胀受阻而引起汽轮机振动增大的问题。3.2 真空系统灌水查漏时需防止安全防爆膜损坏

为了确保小汽轮机良好的真空严密性,往往采取对真空系统灌水的方式进行漏点查找和排除,灌水高度一般要达到汽缸排汽接管的喉部。但是引风机汽轮机安全防爆膜设计安装位置位于凝汽器顶部,不同于主汽轮机的低压缸顶部安装方式。安全防爆膜与凝汽器通过法兰连接固定,并呈水平放置。如果在灌水时忽略了安全防爆膜的承压能力,就会使膜板受压损坏,甚至出现膜板瞬间崩裂,水大量外泄流入凝结泵坑,造成凝结泵电动机及电动阀门烧损。因此在进行真空系统灌水前,应在安全防爆膜与凝汽器连接法兰位置加装堵板,对膜板进行隔离,防止膜板损坏及水淹泵坑事故的发生。3.3 凝汽器安装注意事项

(1) 采用排汽接管膨胀节连接凝汽器与小汽轮机排汽口,排汽缸与凝汽器的相对膨胀由膨胀节补偿。安装时,凝汽器排汽接管与小汽轮机排汽缸四周需留有2~3 mm的间隙,以保证排汽接管膨胀节有预拉伸^[2]。

(2) 小汽轮机凝汽器刚性支撑在基础上,冷却水进(出)水室的一侧为固定端,另一侧为带有椭圆形地脚螺栓孔的活动端,以保证凝汽器可以自由膨胀。按照设计要求,应在凝汽器活动支座的基础面上预埋滑板,作为凝汽器膨胀位移的滑动面。3.4 增设基础沉降观测点

小汽轮机通过减速机驱动引风机完成做功,汽动引风机对联轴器中心要求较高。设备检修过程中,进行中心复查时发现减速机-引风机联轴器中心圆周处高低偏差较大,因此判断存在基础沉降差异。基础沉降差异对设备标高及轴系连接均会产生不利影响^[3],建议在设计安装时设置基础沉降观测点,以便结合基础沉降数据来解决轴系连接的问题,保证汽动引风机的安全稳定运行。3.5 汽轮机地脚螺栓安装注意事项

(1) 认真检查基础承载面,不允许存在疏松缺陷。承载面疏松会导致汽轮机基础载荷分布不均,造成地脚螺栓紧力消失,影响机组安全运行。

(2) 安装前将各承载面打磨平整,不允许承载面有突出的棱角或石块。

(3) 为了保证底板的安装质量,严禁采用绳索穿拉地脚螺栓的方式来使底板就位。4 调试中存在的问题及处理4.1 双联滤油器三通阀无法正常切换

为保证系统正常调试,调试前需检查各单体设备是否运行正常、操作灵活。调节油滤油器是小汽轮机油系统的重要组成部分,可保证系统供油合格。对滤油器进行切换操作试验时,在油泵正常运行情况下,按照三通阀切换操作规范,打开压力平衡阀(针型阀),待两侧滤油器压力一致,转动操作连杆,旋转180°,完成1号滤油器向2号滤油器的切换。但进行2号滤油器向1号滤油器切换时,在压力平衡阀开启的情况下,1号滤油器排空窥视窗无溢流显示,未完成切换。据此判断压力平衡阀或平衡阀前、后管路堵塞。压力平衡阀为截止类针型阀,因此阀芯脱落可能是造成管路堵塞的直接原因。对该平衡阀进行解体检查,验证以上判断正确。通过更换平衡阀,2台滤油器均能正常切换。4.2 小汽轮机排汽压力高,真空泵出力差4.2.1 工作水温度过高

在机组168 h试运行期间,发现小汽轮机排汽压力呈上升趋势。检查真空系统严密性未发现漏点。对真空泵运行情况进行检查,测得真空泵工作水温度为45~50℃。真空泵工作水温度在40~50℃下会大量汽化,真空泵抽吸自身工质汽化产生的气体,挤占真空泵排气量,造成真空泵出力严重不足^[4],因此断定工作水温度过高是导致真空泵出力降低的直接原因。4.2.2 换热器换热效果差

经监测换热器进、出口温度,发现冷却水温升较高,工作水温降较低,据此断定真空泵换热器换热效果差。经分析,由于辅机循环冷却水系统投运前对管道冲洗不彻底,机组正常投运后管道内残留的焊渣、泥沙等致使换热器堵塞。对此采用冷却水对换热器进行反冲洗,冲洗后工作水温度接近冷却水入口温度,小汽轮机真空度得到显著提高。4.3 小汽轮机机械超速试验动作异常

对小汽轮机进行机械超速试验时,转速达到机械跳闸转速后,危急遮断油门不动作。经多次试验失败后,停机对危急保安系统进行检查。复测飞锤间隙,满足厂家要求;检查危急遮断滑阀机构,试验动作灵活,挂闸、打闸各部件动作准确到位,不存在卡涩;检查危急保安器,发现危急保安器达到跳闸转速时,其飞锤未弹出,可能是造成机械超速试验失败的直接原因。但是该汽轮机在制造厂内已进行了机械超速试验且动作正常,因此排除飞锤调整不精确的可能性。对危急保安器进行解体检查,飞锤、弹簧等部件均完好无损,但发现危急保安器内存在轻微的杂质及油泥。对各部件、部位进行认真清洗、清理后回装,再次冲车进行机械超速试验,动作正常,转速满足要求。4.4 交流油泵异音

小汽轮机轴承润滑及调速系统供油由交流油泵完成,该油泵为多级立式液压离心油泵,轴承由1只深沟球轴承和通过配合组装来承担转子轴向推力的2只角接触球轴承组成。在单体试运行过程中,油泵泵体存在异音,检查各部位振动、温度,均符合要求。对油泵进行解体检查,叶轮、轴套、轴承等各部件均无磨损及损坏。对2只角接触球轴承的安装情况及配合方式进行检查,发现轴承安装方式与生产厂家设计要求不符,按设计要求应为背靠背配合方式(轴承外圈贴合,内圈有间隙)^[2],而实际却为面对面配合方式(轴承内圈贴合,外圈有间隙)。

生产厂家根据设备运行特性,成对配置角接触轴承,并按一定的预载荷要求对轴承组合方式进行规定,轴承在机器上进行紧固后,可消除轴承的游隙,并使套圈和钢球处于预紧状态。因此,如果未按规定的组合方式进行轴承安装,会使轴承组丧失相应特性,从而引起油泵工作异常。4.5 轴封风机启动电流大

轴封风机启动后电流瞬间增大导致跳闸,经检查风机启动过程无异常,电气部分无故障。解体检查轴封风机出口止回阀,发现止回阀阀芯存在严重卡涩,对止回阀进行修复后,风机启动正常。由此可判断,轴封风机出口通风不畅是导致风机电动机电流增大的主要原因。4.6 备用凝结水泵启动异常

小汽轮机配置的凝结水泵为卧式单级离心泵,在安装设计中由于未考虑凝结水泵的工作环境为真空状态,因而出现了备用泵启动后不出力的现象。凝结泵的入口为真空,尤其是备用凝结泵,整个泵体处于真空状态,在未装设机械密封水的情况下,空气极易通过泵轴及机械密封进入泵体,造成凝结泵启动时不上水。对此,通过加装机械密封水(密封水取自凝结泵出口母管)的方式,有效解决了备用凝结水泵启动不出力的问题。4.7 调节汽阀油动机错油门与油缸结合面渗漏

作为调节汽阀的执行机构,油动机在汽轮机转速调节过程中起着关键的作用,主要是按照MEH调节器指令控制调节阀的开度,使汽轮机的进汽量与机组工况相适应。油动机主要由油缸、错油门和反馈机构组成,油动机结构示意图如图 1。错油门通过法兰用螺栓与油缸固定在一起,错油门与油缸之间的油路相互沟通,法兰结合面各油路接口通过O形密封圈加以密封,其中油动机的回油从错油门下部的油口经过油缸底部回油至前轴承座。

图1(Figure 1)

图 1 油动机结构示意图

在机组调试过程中出现了错油门与油缸结合面渗漏的现象。解体检查结合面各O形密封圈均完好,无破裂及老化现象,同时检查结合面各部位均光滑平整,密封良好。进一步检查结合面各油路接口密封情况,通过采用红丹粉进行接触检查,发现错油门与油缸的回油,接口处存在接触不良、接触偏斜的问题。因此断定设备加工制造偏差导致油路接口密封不良是引起此次油泄漏的根本原因。4.8 2台引风机启动并列

风机检修后启动时,小汽轮机需要进行暖机(暖机转速为800 r/min),而风机转速低,仅为133 r/min,因而导致风机出口压力低,风机不出力。风机内部的鼓风效应会使风机腔室内的空气温度升高,从而引起风机叶轮、叶片过热变形,导致风机振动增大,因此在引风机入口烟道增加真空破坏阀。当待并列小汽轮机暖机转速为800 r/min时,打开对应引风机入口烟道真空破坏阀和引风机出口挡板,关闭引风机入口挡板,保持引风机一定的冷却流量,防止引风机叶轮、叶片过热而损坏。当小汽轮机暖机结束,转速升至2300 r/min时,引风机入口挡板联开,待并列引风机开始出力,将2台引风机出力调平,关闭待并列引风机入口真空破坏阀,完成引风机的并列^[5]。经过试运检验,确认该方案可行,可有效解决风机暖机及并列问题。5 结语

汽动引风机较电动引风机系统配置更加复杂,因此,在安装、调试时需要特别重视。本文结合现场实际情况,对汽动引风机系统设备安装中的一些注意事项和调试中出现的问题进行分析,以供同类机组进行相关改造时借鉴。