1000mw機(jī)組熱態(tài)停機(jī)后汽輪機(jī).doc

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1、1000MW機(jī)組熱態(tài)停機(jī)后汽輪機(jī)盤車跳閘的原因分析及對策[摘要]本文介紹了某電廠1000MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組的技術(shù)特點(diǎn)，該機(jī)組汽輪機(jī)系西門子1000MW汽輪機(jī)，是由上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)德國西門子公司技術(shù)，采用聯(lián)合制造型式，為超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級回?zé)岢槠啓C(jī)。對已經(jīng)發(fā)生的汽輪機(jī)盤車跳閘事件的原因進(jìn)行了分析，制定悶缸措施，采取熱態(tài)停機(jī)后破壞凝汽器真空的方法，有效破壞產(chǎn)生盤車跳閘的條件，沒有再次發(fā)生盤車跳閘的事件，對其它采用西門子汽輪機(jī)的電廠有很好的借鑒意義。[關(guān)鍵詞]超超臨界汽輪機(jī)、盤車、停運(yùn)、原因分析、解

2、決方案51主機(jī)簡介西門子1000MW汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)德國西門子公司技術(shù)，采用聯(lián)合制造型式，為超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級回?zé)岢槠啓C(jī)，采用積木塊模式，由一個(gè)單流圓筒型高壓缸，一個(gè)雙流中壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸組成。高壓通流部分14級，中壓通流部分2×13級，低壓通流部分4×6級，共64級。2主機(jī)特點(diǎn)汽輪機(jī)A級檢修周期為12年或連續(xù)運(yùn)行累計(jì)時(shí)間達(dá)到96000小時(shí)，是一般電廠A級檢修周期的2～3倍，大大提高了機(jī)組的等效可用系數(shù)。該汽輪機(jī)高壓缸采用雙層缸設(shè)計(jì)，外缸為桶形設(shè)計(jì)，由垂直徑向中分面分為進(jìn)汽缸和排汽缸，

3、內(nèi)缸為垂直縱向平分面結(jié)構(gòu)，由于缸體為旋轉(zhuǎn)對稱，使得機(jī)組在啟動停機(jī)或快速變負(fù)荷時(shí)缸體的溫度梯度很小，熱應(yīng)力保持在一個(gè)很低的水平。內(nèi)缸中分面螺栓應(yīng)力也很小，安全可靠性高，使得檢修周期得到延長。汽輪機(jī)縱剖面圖如下：圖1.汽輪機(jī)縱剖面圖5汽輪機(jī)四根轉(zhuǎn)子分別由五個(gè)徑向軸承來支承，除高壓轉(zhuǎn)子由兩個(gè)徑向軸承支承外，其余三根轉(zhuǎn)子，即中壓轉(zhuǎn)子和兩根低壓轉(zhuǎn)子均只有一只徑向軸承支承。這種支承方式不僅是結(jié)構(gòu)比較緊湊，主要還在于減少基礎(chǔ)變形對于軸承荷載和軸系對中的影響，使得汽機(jī)轉(zhuǎn)子能平穩(wěn)運(yùn)行，這五個(gè)軸承分別位于五個(gè)軸承座內(nèi)。高壓缸靜子和中壓缸靜子由它們的貓爪支承在汽缸前后的二個(gè)

4、軸承座上，低壓外缸的重量由與它焊在一起的凝汽器頸部承擔(dān)，其它低壓部件的重量通過低壓內(nèi)缸的貓爪由其前后的軸承座來支承，所有軸承座與低壓缸貓爪之間的滑動支承面均采用低摩擦合金，優(yōu)點(diǎn)是具有良好的摩擦性能，不需要潤滑，有利于機(jī)組膨脹。2號軸承座位于高壓缸和中壓缸之間，是整臺機(jī)組滑銷系統(tǒng)的死點(diǎn)。在2號軸承座內(nèi)裝有徑向推力聯(lián)合軸承，整個(gè)軸系以此為死點(diǎn)向前后膨脹，高壓缸和中壓缸的貓爪在2號軸承座處也是固定的，高壓缸受熱后以2號軸承座為死點(diǎn)向機(jī)頭方向膨脹，中壓缸受熱后以2號軸承座為死點(diǎn)向發(fā)電機(jī)方向膨脹，由于轉(zhuǎn)子和靜子的膨脹方向一致，在機(jī)組啟動及運(yùn)行中通流部分動靜之間的

5、差脹較小，使汽輪機(jī)動靜間隙可以設(shè)計(jì)的更小，減少漏汽損失，提高機(jī)組的效率。盤車裝置采用液壓馬達(dá)，由頂軸油驅(qū)動，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降到盤車轉(zhuǎn)速時(shí)自動投入，盤車裝置安裝于機(jī)頭，位于1號軸承座內(nèi)，工作轉(zhuǎn)速為48～54rpm，采用液壓盤車的優(yōu)點(diǎn)是不需要汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降到0就可以自動投入，盤車啟動力矩小，可靠性高，不會發(fā)生電動盤車嚙合不好發(fā)生的打齒輪事件，在汽輪機(jī)發(fā)生動靜摩擦?xí)r，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速會很快惰走到0，避免電動盤車發(fā)生的電動機(jī)過流損壞或動靜摩擦造成的通流部分損壞。汽輪機(jī)主要技術(shù)規(guī)范為：主蒸汽壓力26.25MPa、主蒸汽/再熱蒸汽溫度600/600℃，額定設(shè)計(jì)背壓：5.39

6、/4.4kPa，夏季設(shè)計(jì)背壓：9.61/7.61kPa，額定功率：1000MW，閥門全開（包括補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥）功率：1049.85MW，保證熱耗：7316kJ/kW.h。按照中電聯(lián)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前在役的1000MW超超臨界汽輪機(jī)，近幾年供電煤耗排在前幾位的都是上汽廠生產(chǎn)的西門子汽輪機(jī)，2009年供電煤耗最低的1000MW汽輪機(jī)是外高橋第三發(fā)電廠2號機(jī)組，為281.84g/kWh，2010年是浙江北侖電廠6號機(jī)組，為284.38g/kWh，說明西門子汽輪機(jī)的效率高于其它型式的汽輪機(jī)，是目前世界上最先進(jìn)的汽輪機(jī)之一。3西門子汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)存在的問題某電廠4號西門

7、子汽輪機(jī)在168小時(shí)試運(yùn)結(jié)束后發(fā)生凝汽器鈦管泄露，凝結(jié)水鈉離子嚴(yán)重超標(biāo)，機(jī)組緊急停機(jī)，液壓盤車投入后，盤車轉(zhuǎn)速逐漸降低至0，發(fā)生汽輪機(jī)抱軸事件。轉(zhuǎn)子惰走曲線見下圖。圖2.汽輪機(jī)惰走曲線5經(jīng)檢查4號機(jī)組熱態(tài)停機(jī)前后的振動曲線發(fā)現(xiàn)，1、2號瓦軸振動正常運(yùn)行時(shí)只有10～20μm，在停機(jī)后卻明顯上升，在盤車轉(zhuǎn)速時(shí)卻分別達(dá)到了129μm和55μm，而且高壓轉(zhuǎn)子的降溫速度也較快，在11小時(shí)內(nèi)溫降為58℃，平均降溫速度為5.24℃/h，明顯高于正常轉(zhuǎn)子的降溫速度。說明汽輪機(jī)高壓缸內(nèi)進(jìn)入了冷蒸汽或水，汽輪機(jī)動靜間隙減小，最終導(dǎo)致動靜摩擦，汽輪機(jī)盤車轉(zhuǎn)速降到0，發(fā)生抱軸

8、事件。該機(jī)組熱態(tài)停機(jī)后1、2號瓦軸振動和高壓轉(zhuǎn)子溫度變化情況見下圖。圖3：熱態(tài)停機(jī)后1、2號瓦