欢迎访问上海自动化仪表三厂销售商城

上海自动化仪表三厂

全国咨询热线021-56725115

公司动态

公司动态

汽轮机启动暖管时间长的影响因素分析及处理

发布时间:2020-03-26 14:59:09来源:

本文详细介绍了某联合循环发电机组的汽轮机蒸汽管道系统,并对汽轮机启动时暖管时间过长的主要情况进行了说明。针对存在的问题进行研究,对潜在的影响因素进行分析并提出改进措施和应对方案。通过具体实施验证,取得了良好的效果,具有明显的节能与环保效益。

北京某电厂建设1套300MW级燃气-蒸汽联合循环抽汽供热发电机组,机组配置1台燃气轮机+1台余热锅炉+1台蒸汽轮机+2台发电机,布置类型为多轴布置。汽轮机是由上海电气集团生产的LZC(B)81-7.8/0.65/0.3型81MW汽轮发电机组,额定功率:(纯凝)81.550MW,冬季供热工况功率:(性能保证)57.354MW。

机组默认启动方式为高压缸启动。从燃机点火到汽机冲车时间为131分钟,对电厂汽机并网时间有一定影响。通过采取针对性措施,在满足启动前蒸汽管道升温升压的要求的同时,缩短汽轮机暖管时间以及在达到启动过程中汽轮机金属温升、温差、缸胀及胀差等暖机参数要求的同时,缩短汽轮机暖机的冲转时间能够同时满足降低启机能耗和电网快速并网的要求(黄小军.600MW汽轮机的优化启动[J].华电技术,2016,38(7):20-24)。

1 汽轮机蒸汽管道系统概况
来自锅炉的高压主蒸汽分成两路,一路通过高压旁路阀减温减压后进入凝汽器,另一路一分为二,从位于高中压缸两侧的主汽阀和调节汽阀通过导汽管道从下部两个蒸汽入口进入到高中压缸内。来自锅炉的低压补汽分为两路,一路通过低压旁路阀减温减压后进入凝汽器,另一路则通过补汽阀和相应的导汽管进入高中压缸第10级后。高压蒸汽在高中压缸内做功后从中压排汽口处排出,中压排汽口有上、下两个排汽口,当汽轮机以凝汽方式运行时,蒸汽由上排汽口排出经过中低压联通管进入低压缸。当汽轮机以纯背压方式运行时,低压缸解列,中压排汽由下排汽口排出以供热。

2 问题研究分析
汽轮机在冲转前暖管过程中,主汽阀体蒸汽温度和高压过热器出口蒸汽温度偏差逐渐增大,最大相差97℃,机组冲转至3000r/min后温度偏差逐渐减少至10℃以内。

主汽阀体蒸汽温度与高压过热器出口位置处的蒸汽温度在暖管时偏差太大,自2017年5月开始分析查找原因。

在机组启动过程中用点温枪测量高压主汽阀温度数值,通过实测数据与远传数据比较发现,远传主汽阀蒸汽温度测量数值与阀体外壁温度接近,阀前管道外壁温度与高压过热器出口位置处的蒸汽温度接近。由此可确定问题发生在主汽阀体区域。
对此从以下几方面着手进行分析:
(1)主汽阀疏水
主蒸汽管道末端疏水主要为主汽阀体疏水。主汽阀体疏水系统原设计为:两台主汽阀的疏水(接管φ48X5mm)通过一个等径三通汇合后依次连接DN40的手动疏水阀、电动疏水阀、气动疏水阀,在气动阀后连接一个DN40/DN50的异径管后,通过φ60X5.5mm的管道接至凝汽器的疏水扩容器。

两主汽阀的疏水管(φ48X5mm)合并后进入疏水扩容器,可能会导致疏水不畅。分析如下:

疏水管的蒸汽流量=管道截面积×流速×蒸汽密度×3600=3.14×0.0192×30×0.12795×3600=15.66Kg/h(q-质量流量Kg/h d-管道内径38mm w-蒸汽流速(30m/s)ρ-工作状态下的密度(压力2.037MPa,温度318.57℃,密度0.12795m3/Kg)合并至φ60X5.5mm蒸汽管路后流量=管道截面积×流速×蒸汽密度×3600=3.14×0.02452×30×0.12795×3600=26.05Kg/h

两根疏水管单独接入疏水扩容器的流量为15.66×2=31.32Kg/h因此两台主汽阀底部疏水流量单独接入疏水扩容器比合并后的流量增大31.32-26.05=5.27Kg/h对疏水阀门进行检查发现阀门的通流直径为12mm,疏水管道内径为38mm,疏水阀门有节流效应。因此阀门通流孔径是疏水不畅的影响因素。

(2)主汽阀蒸汽温度测量问题
主汽阀蒸汽温度测量热电偶设计型号WRN2-621 L=450 I=100。
 固定螺纹锥形保护管热电偶参数如下:
(1)热电偶测温部分采用的是陶瓷绝缘保护管,陶瓷绝缘保护管
一般用在真空炉,冶炼炉,玻璃,炼钢炉及陶瓷及工业盐浴炉等高温场合(王魁汉,黄明旭.真空炉专用热电偶及其选择[J].真空,2014,51(6):43-48),虽有温度迟滞情况,但时长很短,即使通过调研更换为金属铠装热电偶,上述问题并未得到改善。
(2)对补偿导线通过加载信号与DCS显示数据进行比对,显示正常。
(3)热电偶测温元件测量保护套检查,检查发现,热电偶保护套管插入深度不足以满足测量蒸汽温度需求。

3 解决方案
3.1 对主汽阀疏水管道改造
通过比对分析,为增大暖管过程中疏水流量,对疏水系统进行了改造:将原设计的等径三通去除,变更为直管道连接,其中一台主汽阀的疏水(接管φ48X5mm)沿原管道(依次连接手动疏水阀、电动疏水阀、气动疏水阀,在气动阀后连接一个DN40/DN50的异径管后,通过φ60X5.5mm的管道,疏水至凝汽器的疏水扩容器进行疏水。另一台主汽阀阀体的疏水(φ48X5mm)依次连接三个新增的DN40 的手动疏水阀、电动疏水阀、气动疏水阀,在气动阀后连接一个DN40/DN60的异径管后,通过φ76X7mm的管道及等径三通连接至该主汽门前的主蒸汽管道疏水系统气动阀后管道,疏水至凝汽器的疏水扩容器。

同时将原通流直径12mm的疏水阀门,更换为通流直径为25mm的疏水阀;流量增大8.68倍。

3.2 对主汽阀蒸汽温度热电偶保护套管进行更换
利用机组检修时间,拆解了原热电偶保护套管,实测主汽阀壁厚108mm,套管长度100mm,实际未漏出管壁,严重影响测量准确性。实测套管螺纹上端面距阀内滤网距离235mm,决定增加套管插入深度由原设计100mm增加至200mm,富余量为35mm,满足安全运行需求。

更换新热电偶型号为:WRN2-621 L=550 I=200,安装后对端面进行了密封焊。

4 取得的效果
2018年4月3日机组启动情况,6:58燃机点火,燃机并网后升负荷至30MW,汽机暖管。9:09高压过热蒸汽温度360.9℃,高压过热蒸汽压力2.55Mpa,主汽阀前蒸汽温度268.8℃,汽机开始冲车。从燃机点火到汽机冲车时间为131分钟。

2018年5月5日机组启动情况,4:15燃机点火,燃机并网后升负荷至30MW,汽机暖管。5:17高压过热蒸汽温度361.4℃,高压过热蒸汽压力2.61Mpa,主汽阀前蒸汽温度313.3℃,汽机开始冲车。从燃机点火到汽机冲车时间为62分钟,本次机组启动比2018年4月3日启机节约时间69分钟。

5 结论
通过对汽轮机启动暖管时间长的影响因素进行分析,并逐步进行排查,最终找到症结点,问题得以解决,有效的缩短了汽轮机的启动时间,节约了能耗,提高了机组的经济效益。

本文由上海自动化仪表三厂提供,转载请注明文章出处。推荐产品: 铠装热电偶 磁性浮子液位计 金属管浮子流量计 磁翻板液位计
用手机看
汽轮机启动暖管时间长的影响因素分析及处理

拍下二维码,信息随身看

试试用手机扫一扫,
在你手机上继续观看此页面。