关于全厂厂用电失去汽轮机处理过程中的分析与探讨(一)

学术论文 2017-01-09 16:03:59
  厂用电失去的原因很多,但是对汽轮机及其系统来说,主要是失去给水系统、循环水系统、凝结水系统、闭式水系统、开式水系统、工业水系统、EH油系统、真空系统、压缩空气系统、轴封蒸汽系统等,在这些设备或系统均不能运行或者不能维持的情况下,如何将汽轮发电机组安全停运就变得尤为重要。完善的事故预案可以有效的减轻事故造成的损坏,为此必须制定相应的事故预案,这些预案在事故处理中发挥着重要的作用,但是其中的一些措施及处理方法是否合理和完善,仍需要深入分析与探讨。为了方便讨论,在下文中认为机组失去厂用电后,汽轮机保护动作正常,柴油发电机投运正常,保安段电源、直流电源和UPS电源工作正常,与之相关的设备系统均能正常投用。 
  1 厂用电失去后的常规做法 
  对于正常运行的汽轮机,厂用电失去跳闸后,主要保证汽轮机润滑油系统、隔绝凝汽器、维持轴封供汽三个方面,主要内容如下: 
  (1)确认汽轮机转速下降,所有主汽门和调节汽门关闭,抽汽逆止门关闭;(2)确认柴油机发电机启动,保安电源恢复,启动主机顶轴油泵;(3)确认主机直流事故润滑油泵自启动,否则手动投运;(4)确认直流密封油泵自动启动,否则应手动投运;(5)确认小机跳闸,汽门全关,直流事故油泵自启动,否则应手动投运;(6)确认高、低压旁路阀已关闭,隔绝疏水进入凝结器;(7)关闭汽轮机本体及主要管道的疏水阀;(8)汽机轴封供汽由主蒸汽供给,开启真空破坏门,破坏真空;(9)启动汽轮机交流润滑油泵运行,停运直流润滑油泵运行;(10)汽轮机转速到零后,投运盘车。 
  2 几个问题的分析与探讨 
  2.1 汽轮机跳闸后的润滑油系统 
  厂用电失去跳闸后,由于冷却水不能供给,会使得润滑油温度快速上升,会对汽轮机造成严重的威胁。汽轮机润滑油冷却水来自机组循环水系统。在厂用电失去后,可以通过开启冷油器最低处放水阀将冷却器旁路来的水放出,从而达到冷却润滑油的目的。在润滑油冷却水完全失去时,如何最大程度地控制润滑油的温升速率也需要进行讨论分析。汽轮机润滑油中的热量来源于两部分,一部分是轴承中油膜与轴颈的摩擦发热,另一部分是轴颈的热传导。减少摩擦发热所产生的热量,可以采取降低汽轮机转速的方法来提前控制;启动顶轴油泵,能够使油膜厚度增加,从一定程度上也可以降低油膜温度,也会使摩擦发热的热量有所减少;减少轴颈的热传导,可通过切换轴封汽源来实现。在此之前,需要破坏凝汽器真空,并且启动顶轴油泵,当真空到零时,立刻切断轴封供气。一般情况下,汽轮机润滑油的循环倍率是10,在额定3000r/min的转速下,润滑油在冷却轴承吸收热量后,温度会升高约15℃左右,也就是在为期6分钟的循环周期内,润滑油箱中油温会上升15℃左右。汽轮机惰走12分钟后,转速降至1500r/min,润滑油温升会有所下降。如果原润滑油温为40℃,润滑油箱油温为55℃,冷却水失去后润滑油温会突升到55℃,油系统继续循环导致油温还会有大幅度增长。在这种情况下汽轮机转速到零后,盘车不能立即投用,由于润滑油温度过高,导致盘车所需的油膜难以建立,轴承无法充分冷却,如果盲目投用盘车,会给汽轮机轴承造成损伤,此时应该将汽轮机进行闷缸处理。如果厂用电在短时间内能恢复,汽轮机很快启动,在盘车停运期间,每隔30分钟将汽轮机转子转动180°,防止汽轮机大轴弯曲。在润滑油冷却水完全失去的情况下,要保证润滑油泵正常运行,如果消防水系统运行正常,可以对润滑油冷却器放气或放水管进行通水进行冷却。   2.2 汽轮机轴封与真空 
  汽轮机停运后,轴封供汽无法长时间维持,必须破坏大机真空,但破坏真空的时机,却对汽轮机低压缸未级叶片、轴承与凝汽器有很大影响。汽轮机跳闸后,低压缸排汽温度主要受三个方面因素影响: 
  (1)汽轮机缸体管道疏水、剩余排汽产生的热量;(2)真空泵停运、轴封供汽不足等因素造成漏气量增大;(3)低压缸未级长叶片产生的鼓风摩擦热量。 
  对于第一个因素,通过关闭汽轮机缸体疏水和闷缸等措施可以大幅度降低进入凝汽器的热量;第二个因素造成的影响无法避免,但可以通过尽力维持轴封供汽,延缓真空下降的速度;第三个因素产生的热量与汽轮机的转速有关,凝汽器漏进的空气量也会对此产生严重影响。通过以上分析,降低真空下降的速度,可有效的降低低压缸排汽温升,所以尽可能的维持轴封供汽压力、延缓破坏真空的时间,最终可以降低低压缸排汽温度。正常运行的汽轮机,轴封供汽一般是由辅汽提供,而辅汽系统则由四抽和冷再提供。600MW机组相关经验表明,厂用电失去机组跳闸后,辅汽系统的压力在10分钟左右的时间内不会明显降低,在中、低压缸均为负压的情况下,轴封压力并不需要太高就可以满足要求。不破坏真空时,汽轮机跳闸12分钟后,转速一般可以降至1500r/min左右,如果此时再破坏真空,15分钟后凝汽器真空就会完全消失,汽轮机在低转速、低真空下长时间惰走不会产生很大热量,这样可以有效降低低压缸排汽温升。探讨到此,关键问题是辅汽压力在15分钟以内会降低多少,能否维持中、低压轴封供汽。当然可以通过冷再汽源来提供足够热量供辅助蒸汽使用,从而保证机组跳闸后的轴封供汽。因此建议厂用电失去后,根据机组实际情况合理延缓破坏真空的时间,并密切关注中压缸轴封汽压力的变化趋势,避免因破坏真空太迟造成中压缸轴端漏进大量冷空气而使上下缸温差变大。

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