某廠1臺哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的三缸三排汽200MW汽輪機(jī)組，長期存在熱態(tài)、溫態(tài)啟動(dòng)時(shí)高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降、上下缸溫差拉大的現(xiàn)象，有時(shí)甚至由于高壓內(nèi)缸下壁溫度下降幅度太大，高壓內(nèi)缸上下壁溫差太大，使機(jī)組無法啟動(dòng)。

1 沖轉(zhuǎn)時(shí)缸溫急劇下降的現(xiàn)象

熱態(tài)、溫態(tài)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)時(shí)，高壓調(diào)速汽門一打開，高壓內(nèi)缸下部的內(nèi)壁金屬溫度就開始急劇下降，一般在2~3min就下降至最低點(diǎn)；高壓內(nèi)缸下部的外壁金屬溫度也跟著下降，只是稍稍有點(diǎn)延時(shí)，下降幅度比內(nèi)壁金屬溫度的下降幅度小（一般小10℃左右）；隨著機(jī)組暖機(jī)，高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度應(yīng)逐步回升。在高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降期間，高壓內(nèi)缸上壁和高壓外缸各溫度測點(diǎn)的金屬溫度都基本上保持不變。每次高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的幅度都不一樣，一般在15~30℃；且缸溫越高、暖管時(shí)間越長，高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的幅度也有增大的趨勢。有幾次就因下降幅度較大（最大的一次下降幅度達(dá)54℃）造成機(jī)組無法啟動(dòng)。為安全起見，在上下缸溫差拉大后，應(yīng)經(jīng)較長的一段時(shí)間（一般為20~30min）暖機(jī)，待高壓缸下壁溫有所回升，上、下缸溫差小于20℃后，機(jī)組再繼續(xù)升速。圖1為啟動(dòng)時(shí)的高壓內(nèi)缸下部金屬溫度變化曲線。



1 高壓內(nèi)缸下缸內(nèi)壁金屬溫度變化曲線

2 高壓內(nèi)缸下缸外壁金屬溫度變化曲線

圖1 啟動(dòng)時(shí)金屬溫度變化示意圖

2 原因分析

根據(jù)上述現(xiàn)象判斷，造成高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的原因?yàn)椋涸陂_始沖轉(zhuǎn)的瞬間有水進(jìn)入高壓內(nèi)缸，造成高壓內(nèi)缸下部金屬溫度急劇下降。且從下缸金屬溫度下降幅度和隨即的下缸金屬溫度回升速度判斷，進(jìn)入汽缸的水不會太多。

但水從什么地方來，是怎樣進(jìn)入汽缸的呢？針對這個(gè)問題進(jìn)行了多次的檢查分析和研究。

（1）從運(yùn)行人員操作分析，沒發(fā)現(xiàn)什么可疑之處。每次開機(jī)有關(guān)管理人員都到現(xiàn)場監(jiān)督，運(yùn)行人員也能嚴(yán)格按《運(yùn)行規(guī)程》要求操作，沒有發(fā)現(xiàn)什么操作差錯(cuò)。

（2）對主蒸汽系統(tǒng)、高壓缸本體疏水、和高壓缸相連的其他管道的疏水進(jìn)行多次割管檢查，也沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，所有疏水管都是通暢的，閥門開關(guān)正常，嚴(yán)密性也好。

（3）在排除了上述2個(gè)可能性后，認(rèn)為造成機(jī)組啟動(dòng)過程中高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降的原因極可能是熱力系統(tǒng)的連接方式有問題。經(jīng)對機(jī)組高壓缸相連的所有管道、系統(tǒng)的連接方式進(jìn)行認(rèn)真檢查、分析，逐一排除疑點(diǎn)，最后認(rèn)為高壓導(dǎo)汽管的疏水管連接方式確有問題。

該汽輪機(jī)的4根高壓導(dǎo)汽管都是一大“U”形管，疏水管從各高壓導(dǎo)汽管的最低點(diǎn)引出，匯總成一條管后再與高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速汽門門座疏水管并在一起，再經(jīng)一總門排到疏水聯(lián)箱，最后和其他疏水一起排到疏水?dāng)U容器中去，如圖2所示。分析認(rèn)為，在沖轉(zhuǎn)前的暖管階段，高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管可能有較大的蒸汽排出，使得高壓導(dǎo)汽管的疏水管、高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速門門座疏水管的匯集處壓力較高，為小正壓。而高壓導(dǎo)汽管和高壓缸直接相連，在機(jī)組抽真空后，處于負(fù)壓狀態(tài)。這樣，高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管排出的蒸汽有一部分會沿高壓導(dǎo)汽管的疏水管倒流至導(dǎo)汽管中。因高壓導(dǎo)汽管的保溫較差，倒流進(jìn)來的蒸汽在導(dǎo)汽管中會凝結(jié)成水，所以這一階段導(dǎo)汽管中的積水是無法排出的，且越積越多。汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)，高壓導(dǎo)汽管中的積水就會進(jìn)入高壓內(nèi)缸，造成高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度急劇下降。



1 疏水?dāng)U容器 2 其他疏水管

3 高壓調(diào)速汽門門座疏水管

4 高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管

5 高壓導(dǎo)汽管的疏水管

圖2 原高壓疏水系統(tǒng)

3 問題的解決

根據(jù)上述分析，在機(jī)組啟動(dòng)暖管過程中對高壓導(dǎo)汽管的疏水管、高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速汽門門座疏水管進(jìn)行了監(jiān)視，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在開啟電動(dòng)主汽門進(jìn)行主蒸汽管二段暖管后，高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管果然有大量蒸汽排出，并且確實(shí)有一部分蒸汽沿高壓導(dǎo)汽管的疏水管倒流進(jìn)導(dǎo)汽管，高壓導(dǎo)汽管的疏水管的壁溫有較大上升，并最后穩(wěn)定在80℃左右（與導(dǎo)汽管相連接處的疏水管壁溫）。

根據(jù)上述分析判斷，為了保證機(jī)組能安全啟動(dòng)，決定采取以下的措施：因高壓主汽門門座壁溫經(jīng)過暖管已加熱至約200℃，決定把高壓自動(dòng)主汽門門座疏水門、高壓調(diào)速汽門門座疏水門全關(guān)，單獨(dú)讓高壓導(dǎo)汽管進(jìn)行充分疏水，確認(rèn)高壓導(dǎo)汽管的積水疏干凈后再沖轉(zhuǎn)。

全關(guān)門座疏水后，發(fā)現(xiàn)高壓導(dǎo)汽管的疏水管壁溫下降較快，約10min就下降并穩(wěn)定在56℃左右。再經(jīng)20min觀察，發(fā)現(xiàn)高壓導(dǎo)汽管的疏水管壁溫沒有再繼續(xù)下降。這次機(jī)組啟動(dòng)過程高壓導(dǎo)汽管的疏水管壁溫變化曲線如圖3。判斷此時(shí)高壓導(dǎo)汽管的積水已疏干凈，進(jìn)行汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)。結(jié)果高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度真的就沒有下降。



1 凝結(jié)器抽真空 2 主汽管二段暖管

3 全關(guān)門座疏水 4 汽機(jī)沖轉(zhuǎn)

圖3 高壓導(dǎo)汽管疏水管溫度變化示意圖

汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)高壓內(nèi)缸下壁金屬溫度下降的真正原因找到了，于是電廠利用停機(jī)機(jī)會對高壓導(dǎo)汽管的疏水進(jìn)行改造，將高壓導(dǎo)汽管的疏水管與高壓自動(dòng)主汽門門座疏水管、高壓調(diào)速汽門門座疏水管分開、并單獨(dú)接入疏水?dāng)U容器（如圖4）。改造后的幾次機(jī)組啟動(dòng)都沒有再出現(xiàn)高壓內(nèi)缸下部金屬溫度急劇大幅下降的現(xiàn)象。



1，2，3，4，5同圖2

圖4 改后高壓疏水系統(tǒng)

4 結(jié)束語

機(jī)組的疏水系統(tǒng)雖然是輔助系統(tǒng)，但若結(jié)構(gòu)不合理，也會危及機(jī)組的安全運(yùn)行。且因疏水管道多、系統(tǒng)復(fù)雜，連接方式出現(xiàn)問題很難查找，建議設(shè)計(jì)和施工單位要認(rèn)真對待機(jī)組的疏水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，防止給運(yùn)行單位留下安全隱患。 (伍根慶 盧建農(nóng))