浅析国内首台超临界再热型抽汽背压机试运问题

浅析国内首台超临界再热型抽汽背压机试运问题
发布时间：2022-08-10T00:35:27.122Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第6期作者：郭兴深
[导读] 本文结合该机组启动试运情况，分析了试运过程中的一些问题，也就此问题的解决提出了一些看法，郭兴深
中国能源建设集团天津电力建设有限公司
摘要：本文结合该机组启动试运情况，分析了试运过程中的一些问题，也就此问题的解决提出了一些看法，希望能为后期背压机组的安装提供借鉴。

关键词：工业供汽、轴瓦振动、EH油管件
1.引言
国内某工业园区一在建项目汽轮机为东方电气股份有限公司生产的超临界、一次再热、单轴、双缸、两级调节抽汽、下排汽、背压式汽轮机，此机型为国内首台大型超临界再热型抽汽背压机组。

由于没有相关安装试运经验可以借鉴，故安装和试运过程中出现了许多问题，在施工单位、调试单位和建设单位的共同努力下，对出现的不常规、不合理的问题进行了分析和处理，使机组运行满足相关规程和要求。

2.试运中的问题及分析
2.1.中继水泵两端垂直振动大
中继水泵布置在汽机房0米，其水源是低压除氧器布置在汽机房12.3米，进口管道规格为φ630×7mm，泵进口法兰规格为φ377×10mm，中间通过异径管布置。

中继水泵运行频率25Hz时垂直和水平振动优良，随着运行频率的升高，垂直振动变化较大，当运行频率45Hz的时候，垂直振动0.12mm，超过水泵运行振动值极限。

水泵的振动可能是由管道变径后无过渡段，使水的冲击力较大造成。

后经设计院重复核算管道受力，理论上管道布置满足水泵厂家向设计院提资的要求。

最后对中继水泵进行更换，更换新泵后，运行正常。

故而之前水泵振动是泵体本身安装质量造成。

2.2.高压除氧器冷态阶段升温升压过程中出现振动和异响
高压除氧器在注水之后，缓慢开启辅汽至高压除氧器蒸汽管道，除氧器出现异常晃动和异常声响。

通过几次联合检查未发现问题，管道支架安装正确，支吊架受力符合设计要求，管道和设无明显位移现象。

后又查阅设高压除氧器设备资料，发现现场运行方式与设备资料要求不符。

高压除氧器在冷启动阶段，应缓慢开启除氧器进水调节阀，以不高于40t/h的进水速度进行冲水，然后逐步加大调节阀开度，提高进水速度，进水为三级除盐水，进水温度20℃，进水总量达到20%后停止进水，然后开始除氧器升温升压，关闭运行排气阀门，开启启动排气阀门，打开加热蒸汽管线阀门，加热蒸汽流速要求16-25m/s。

当温度达到110℃，压力达到0.147MPa时，再次缓慢开启除氧器进水调节阀给除氧器进水；同时加大蒸汽流量，观察压力、水位和温度的变化，维持除氧器的压力稳定。

此时控制除氧器升温速度在2℃/min。

直至水箱水位正常。

特别指出，在除氧器升温升压阶段，蒸汽流速＜15m/s时，除氧器振动和噪声较大。

按照除氧器运行说明书要求进行除氧器升温升压，过程中无明显振动和异响。

2.3.#1、#3轴瓦振动大，
机组定速成功后进行相关试验，某次升速过程中，#1、#3轴瓦振动随着转速的升高而升高，振动值超过报警值，#1轴瓦217um，#3轴瓦203um，手动打闸停机，按照汽轮机运行手册，查找轴瓦振动原因主要从以下几个方面入手：
a..轴承乌金温度及进油温度；
b.各瓦油膜压力；
c.主蒸汽和再热蒸汽温度与汽缸金属温度不匹配量是否太大；
d.排汽压力，排汽温度；
e.高压和中压缸金属温差；
f.各汽缸膨胀量与胀差。

对六项检查内容检查后未发现有相关参数超标，随后对轴封系统进行了检查，系统管道检查无问题，调取轴封参数时，发现轴封母管压力达到30kP，而轴封管道温度无明显变化，怀疑轴封系统不通，排除施工管道问题，重点对轴封加热器进行检查，发现轴加风机进口管道与罐体之间有堵板存在，后与厂家联系得知，此堵板为临时封堵充氮所用，正式使用前应拆除，但是对设备资料进行查阅，未发现有相关提示。

将堵板拆除后，轴封母管压力和温度正常，机组运行振动良好，运行平稳。

事后对此项问题进行分析认为，此堵板位置由于设备安装时不涉及施工作业，故而未对此处进行检查，从而造成影响，这也为以后安装作业做了警醒。

2.4.EH油系统管件开裂问题
EH油系统施工完成在厂家指导下对系统进油压调整，按照设备资料和规范对系统管道进行升压，当母管压力建立不起来时，只有
5MPa，在现场对A给水泵汽轮机低压进汽门油动机进油阀进行关闭切换，第一次切换后母管压力（设计压力17MPa）达到13MPa，第二次切换时油压无变化，随后检查发现汽轮机左侧中压主汽门油动机进油管道上的异径管开裂，现场检查为母材开裂，随后对其他管件进行逐个检查，外观未发现有裂痕。

随后安排作业人员将开裂异径管拆下，发现开裂位置处于异径管变径位置，且有明显机加工痕迹。

固怀疑异径管开裂原因是机加工质量较差，精度控制不够，导致异径管壁变薄，经过咨询厂家，认为这是偶然事件，其他管件不会出现此问题。

随后进行更换备用异径管。

异径管更换完成后，EH油系统恢复正常，继续对EH油系统进行油压调整，当母管压力达到17MPa时，右侧中压主汽门油动机进油管道相同位置的异径管再次开裂。

而后得知同现场其他机组在 EH油系统进行油压调整时也出现异径管开裂问题。

随后暂停与EH油系统相关的所有工作，对开裂的异径管送至专业检测机构进行材质检测和分析。

分析结果表示：异径管母材缺少一道淬火工序，导致母材的刚性、硬
度、耐磨性、疲劳强度和韧性等物理性能不足。

最后对所有异径管进行更换，对更换后的异径管按照10%的比例进行抽样检测，以保证异径管材质满足涉及要求。

异径管更换后进行油压调整，系统运行正常。

在电厂基建过程中很少出现EH油系统因为管材出现问题的，这次问题的出现也提醒我们要对产品质量进行溯源追踪，严把材料进场检验关，对重要合金部件，必要时进行材质检测和分析。

2.5.工业供汽系统不完善，部分系统管道后期接口。

通过工业抽汽系统，将蒸汽送至分输站，然后通过分输站对蒸汽参数调整后送至各个用户。

三台机组的工业抽汽和三台启动锅炉的工业供汽都是直接送至分输站的蒸汽集箱，且在集箱处无隔离门。

启动锅炉的临时供汽管道贴地布置，待后续厂区工业供汽综合管架施工完成后，接口正式管道。

当启动锅炉的正式供汽管道具备接口时，机组已经运行并开始对外供汽，蒸汽通过分输站集箱倒灌至启动锅炉处隔离门后，故无法接口正式管道。

如果工业供汽系统临时管道施工时在集箱处增加两台隔离阀门，一台接正式管道，一台接临时管道，就不会出现此问题。

在后续机组安装中，统筹安排施工工序，避免因为施工顺序造成施工困难，确实受客观条件限制时，应考虑应对措施，以便提前准备。

3.结语
《热电联产管理办法》（能源局2016年617号）指出，已工业热负荷为主的工业园区，应通过规划建设公用热电联产项目实现集中供热。

高效的超临界再热型背压式汽轮机，应用了近年来火电汽轮机的先进技术，整体经济性显著提高。

相比于现役超高压背压机，相同供热量下单台超临界背压机以150g/kWh的煤耗多提供一倍的发电量，经济性指标优于目前现役的超超临界二次再热机组，符合目前大力提倡的煤电清洁发展的大趋势。

本文结合该机组启动试运情况，分析了试运过程中的一些问题，提出了一些看法，希望能为后期背压机组的施工及试运提供借鉴。

参考文献
[1]宋萍等人.超临界再热型两级调节工业抽汽背压式汽轮机供热方案研究.东方汽轮机.2020.
[2]罗方等人.超临界再热型双抽背压式汽轮机运行策略.东方电气评论.2021
[3].高小兵.“25MW背压汽轮机调试.维护与检修.2013。