长期调峰，汽轮机可能会发生水击！
时间：2022-04-08 阅读：1128
某电厂1号机组锅炉采用哈尔滨锅炉厂生产的亚临界、一次中间再热、平衡通风、自然循环单炉膛汽包锅炉，型号：HG-1025/17.5-YM11。汽机采用东方汽轮机厂生产的单轴、高中压合缸，亚临界，一次中间再热，双缸双排汽，采暖用可调抽汽凝汽式汽轮机，型号为C300-16.7.35+7+7。2015年2月22日和4月17日，该厂1号机组发生2次机组缓慢升负荷过程中，出现负荷突降伴随轴向位移突然向负方向（机头方向）大幅窜动的情况。2015年2月22日18:01:52，1号机组协调控制方式下缓慢升负荷过程中，机组负荷从203.66MW突然降到186.76MW，主汽压力未变化但调节级压力从7.97MPa 增到9.11MPa，同时发电机无功增大，调节级温度下降100℃左右，轴向位移从-0.7mm降到1.1mm，4s后恢复。2015年4月17日10:54:01，1号机组协调控制方式下缓慢升负荷过程中，机组负荷从232.76MW突然降到209.60MW，主汽压力未变化但调节级压力从8.08MPa 增到9.13MPa，同时发电机无功增大，调节级温度下降130℃左右，轴向位移从-0.63mm降到-1.13mm，4s之后恢复。两次出现同样的现象说明造成这一现象的原因应为同一原因。考虑到无论有功或无功如何变化，只可能会影响到机前压力的变化，不会影响到调节级温度和压力，因此首先明确了造成这一异常的原因不是电气原因。
根据在短时间内（十几秒）调节级温度突降100多摄氏度，以及轴向位移突然向机头方向窜动的现象分析，产生水击的可能性比较大，又由于在4s后恢复，可分析出产生的水量较少，很快又汽化了。水击应该发生在高压缸内部，水遇到高温蒸汽迅速汽化，导致调节级压力升高，而调节级温度迅速降低，同时轴向位移向机头方向窜动，另外焓值降低负荷下降也都符合水击的现象。
第1次出现该现象时，通过检查高加水位等相关参数，水位非常平稳，没有任何异常，第二次出现这种情况时高加处于隔离状态，因此排除了从1号高加倒反水的可能性。另外，在高压缸上还有疏水，夹层加热等电动门或手动门，这些电动门或手动门检查后都正常，没有发生过变化，而且，即使发生变化，高压缸内部压力远高于外部，水也不可能进入高压缸。通过仔细观察对比，发现2次出现同一问题时负荷虽然不同，但是流量指令（总阀位指令）相同，都是75.6%左右，此时3号调门对应开度为8%左右，在其理论预起阀的范围内。通过现场观察，3号调门后到高压缸的导气管的走向为从6m 高调门后向下至4m左右，折向机尾方向再向上一直高过高压缸后再折向下进入高压缸，现场管道较长。通过历史趋势发现，第1次出现该现象时，3 号调门关闭106h 未打开过，第2次出现该现象时，3号调门关闭170 小时未打开过，据此判断水的来源为3号调门后至高压缸的导气管内由于长时间没有新蒸汽流过，逐渐冷却形成了水。通过查看历史趋势曲线发现，3号调门关闭72 小时未打开时，会出现调节级温度降低40℃左右的情况，但是负荷和轴向位移没有大的变化，3 号调门关闭24h 未打开时，相关参数基本没有变化。该厂1号机组出现的调节级压力上升，实发功率下降，轴向位移窜动的事件是由于近期机组长期处于低负荷运行状态，3号调门长期达不到开启的条件，在突然开启时，将导气管内冷凝的水带到高压缸内形成水击造成的。在画面设置1个报警，当3号调门超过24h未开启时提醒运行人员“3号调门已24小时未开启”，运行人员通过降低主汽压力达到3 号调门开启到15%以上再恢复。这种办法只是目前临时处理方式。电厂应将此问题提交东方汽轮机厂，从设计上寻求更好的解决办法。通过查看历史趋势曲线发现，该厂1，2号机组在4号调门刚开的时候也有类似现象发生，只是各参数变化不太明显。通过与汽轮机厂沟通，汽轮机厂建议将4个高调门导气管疏水联通在一起然后再送至疏水扩容器，即在机组正常行时通过联通在一起的疏水管保持经常不开启的调门后温度基本相同，从而保证机组不出现此类现象。
