嵩嶼電廠1號(hào)機(jī)組帶300MW負(fù)荷運(yùn)行中跳閘后快速恢復(fù)負(fù)荷后,發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水含鈉大大超標(biāo),機(jī)組無法帶滿負(fù)荷正常運(yùn)行。經(jīng)查系凝汽器鈦管破裂,大量海水進(jìn)入熱力系統(tǒng),造成汽輪機(jī)通流部分結(jié)鹽,機(jī)組帶負(fù)荷能力降低。經(jīng)采用濕蒸汽清洗的方法,逐漸清除汽輪機(jī)通流部分的積鹽,使機(jī)組正常運(yùn)行。
1 故障經(jīng)過
嵩嶼電廠1期2臺(tái)N300/16.7/537/537引進(jìn)型300MW汽輪機(jī),凝汽器管全部選用鈦管,并采用海水開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
1998-10-10T10:20,1號(hào)機(jī)組帶300MW負(fù)荷,進(jìn)行高壓密封油備用泵定期試轉(zhuǎn),15s后隔膜閥失去油壓,汽機(jī)跳閘,爐MFT。
經(jīng)檢查為B側(cè)凝汽器鈦管泄漏,即開始降負(fù)荷退B側(cè)凝汽器堵漏,化學(xué)人員迅速提高爐水磷酸鹽濃度,全開連排、定排快速排污。
17:25隔紅外線凝汽器B側(cè),查出2根鈦管斷裂,凝汽器B側(cè)隔絕后,凝結(jié)水水質(zhì)迅速好轉(zhuǎn)。
11日凝汽器堵漏結(jié)束,并抽干泄漏的海水。
機(jī)組從150MW開始升負(fù)荷,至額定參數(shù)時(shí)僅能帶270MW。與正常工況相比(跳機(jī)前),在初參數(shù)相同的情況下帶負(fù)荷能力下降了近45MW。即使將主汽壓力提升至17.35MPa(較原來升高1.2MPa)也只能帶270MW。
2 原因分析
通過對(duì)跳機(jī)前、后運(yùn)行參數(shù)的比較及對(duì)高壓主汽閥、調(diào)閥逐個(gè)活動(dòng)試驗(yàn),排除了閥門門芯脫落的可能。經(jīng)分析后確認(rèn),機(jī)組跳閘后大量疏水瞬間進(jìn)入凝汽器,將配水器擊落,直接撞擊鈦管,致使2根鈦管當(dāng)場(chǎng)被截?cái)唷V率购K孤┤肽鬟M(jìn)入熱力系統(tǒng)。由于機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷速度較快,大量的減溫水直接噴入過熱器和再熱器,導(dǎo)致主、再熱蒸汽嚴(yán)重污染,與正常運(yùn)行工況相比,在初參數(shù)相同的情況下帶負(fù)荷能力下降了45MW,調(diào)節(jié)級(jí)壓力升高了1MPa、溫度升高11℃、各級(jí)抽汽壓力、溫度卻不同程度降低,給水溫度升高4℃,給水流量減少(隨時(shí)間推移,上述現(xiàn)象加劇)。據(jù)此推斷為汽輪機(jī)通流部分結(jié)鹽、流通不暢,導(dǎo)致汽輪機(jī)做功能力下降,使機(jī)組無法帶至額定負(fù)荷。
3 故障處理
根據(jù)本次循環(huán)水泄漏量大,凝結(jié)水含鹽濃度高,汽輪機(jī)結(jié)鹽過程時(shí)間短的特點(diǎn),可以判斷其結(jié)鹽量大,但鹽垢結(jié)構(gòu)較松散。因此宜盡快采用濕蒸汽對(duì)汽輪機(jī)通流部分進(jìn)行沖洗,防止鹽垢板結(jié)變硬。依據(jù)蒸汽溶鹽的特性和專家意見,此次沖洗時(shí)帶20%~30%額定負(fù)荷,主、再熱蒸汽壓力為20%~30%額定負(fù)荷下的額定汽壓,溫度控制在50~80℃的過熱度且不低于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度56℃。
3.1 通流部分濕蒸汽清洗工況變化情況
機(jī)組從14:00開始降負(fù)荷對(duì)通流部分進(jìn)行濕蒸汽清洗,清洗期間采用交變負(fù)荷、交變壓力、交變溫度進(jìn)行。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷從256MW降至38.6MW,凝結(jié)水含鈉量隨負(fù)荷降低而升高,在負(fù)荷降至最低時(shí),凝結(jié)水含鈉量驟然上升至6500μg/L后逐漸下降,說明汽輪機(jī)通流部分鹽垢被濕蒸汽大量沖洗帶出,機(jī)組負(fù)荷降低后過熱蒸汽含鈉量與凝結(jié)水相反,呈逐漸減少趨勢(shì);當(dāng)機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在20%~30%后,隨著凝結(jié)水含鈉量增加,過熱汽含鈉略有增加,但當(dāng)主汽溫度從486℃降低至396℃后,過熱蒸汽含鈉量驟然上升,最高升至16000μg/L后緩慢下降,說明過、再熱管鹽垢被濕蒸汽大量沖脫。
機(jī)組濕蒸汽清洗過程中,鍋爐加大定排、連排的排污量,經(jīng)過近20h低負(fù)荷清洗取得明顯的效果;機(jī)組帶負(fù)荷能力提升20MW,調(diào)節(jié)級(jí)壓力降低了0.3MPa、汽輪機(jī)各級(jí)抽汽壓力、溫度不同程度恢復(fù)。但隨著清洗的繼續(xù),抽汽壓力從原來的偏低變化為偏高,最高時(shí)比正常工況值高0.3MPa。
在清洗過程中出現(xiàn)這種現(xiàn)象:當(dāng)過熱汽中的鈉被大量沖脫時(shí),凝結(jié)水中的鈉并未呈相應(yīng)的上升趨勢(shì)。這種現(xiàn)象說明,過、再熱管中被沖脫的鹽垢,部分在汽輪機(jī)的通流部分上沉積。在清洗過程中,汽機(jī)缸脹由+22.35mm降至+18.5mm,差脹由+14.8mm降至+6.8mm,推力軸承金屬溫度均控制在正常范圍內(nèi)。從各級(jí)抽汽壓力變化可以看出汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢從高壓缸清洗至中、低壓缸,由于低負(fù)荷下流量少且凝結(jié)水、過熱汽中的含鈉量趨于穩(wěn)定,故在負(fù)荷提升至300MW的過程中,隨著負(fù)荷的升高,凝結(jié)水中的含鈉量由150μg/L升高至520μg/L后呈較緩慢的下降趨勢(shì),這說明高負(fù)荷下鹽垢被沖洗帶出。隨著通流部分鹽垢沖脫,抽汽壓力偏高現(xiàn)象從高壓缸末幾級(jí)移至中壓缸、低壓缸后趨于正常。
3.2 濕蒸汽清洗注意事項(xiàng)
(1)在濕蒸汽沖洗過程中,需要鍋爐加大排污量,這將導(dǎo)致爐水pH值降低。為提高爐水pH值,除加大磷酸鹽藥量外,可按比例適當(dāng)添加少量的NaOH。
(2)機(jī)組降至20%~30%額定負(fù)荷,要求主、再熱蒸汽僅50~80℃的過熱度。因降低主汽溫度較為困難,故可采用對(duì)水冷壁吹灰的方法。為防止?fàn)t膛熄火,選擇離開燃燒器較遠(yuǎn)的第3、4排吹灰較佳。
(3)嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)差脹、振動(dòng)、上下缸溫差、軸向位移等參數(shù)。
4 預(yù)防措施
(1)增設(shè)凝汽器疏水?dāng)U容器。將原直接疏在凝汽器的高壓疏水改排至新增設(shè)的疏水?dāng)U容器,并引入一路減溫水,以起到對(duì)機(jī)組高溫高壓疏水的減溫、擴(kuò)容減壓效果,大大減少對(duì)凝汽器鈦管的直接沖擊,防止鈦管被沖破,引起泄漏。自從增設(shè)疏水?dāng)U容器后,2臺(tái)機(jī)組再未出現(xiàn)鈦管被沖破的情況。
(2)機(jī)組跳閘后,為檢查高溫高壓疏水對(duì)凝汽器鈦管的影響,要求立即進(jìn)行凝結(jié)水質(zhì)的化驗(yàn),以盡快判斷是否存在凝汽器泄漏,避免含鹽份大的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī),導(dǎo)致通流部分結(jié)垢。
(3)熱工系統(tǒng)應(yīng)增設(shè)一路強(qiáng)制關(guān)閉汽輪機(jī)高壓疏水的控制鍵,一旦循環(huán)水中斷,立即手動(dòng)強(qiáng)制關(guān)閉高壓疏水進(jìn)入凝汽器,避免鈦管被沖破而導(dǎo)致海水進(jìn)入凝汽器,防止低壓缸防爆門被沖破。
(4)平時(shí)加強(qiáng)對(duì)凝結(jié)水質(zhì)的化驗(yàn),對(duì)含鹽變化及時(shí)做出反應(yīng)并盡快加以處理。
(5)機(jī)組大小修時(shí),務(wù)必進(jìn)行凝汽器鈦管的檢查,對(duì)磨損減薄的管子進(jìn)行更換或?qū)Υ嬖谖⑿B漏處進(jìn)行封堵。 (王杭州)