600MW机组停机后的空气强制冷却

600MW机组停机后的空气强制冷却摘要：600MW机组停止后，由于自然冷却时间较长，影响机组检修开工时间，本文通过两次停机后空气强制冷却的应用，分析了空气强制冷却的使用注意事项及使用空气强制冷却的安全经济性。关键词：机组停止强制冷却缸温下降天津大唐盘山发电有限责任公司两台汽轮机组为哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界、中间再热、单轴、四缸四排汽冷凝式机组，机组型号为N600－16.7/537/537。两台机组分别投产于2001年11月18日、2002年6月5日。由于机组热容量大，保温性能好，所以机组停止后自然冷却时间长。按规程要求：当汽轮机第一级金属温度达150℃时方可停盘车及润滑油进行机组的检修工作。从投产后的多次停机看，如机组正常滑参数停机，第一级金属温度由300～280℃自然冷却到150℃时需180小时左右，如机组事故停机，高压缸第一级金属温度在480℃以上，则需要冷却的时间更长，且滑参数停机时，需要消耗许多的锅炉助燃油，增加电厂的燃油消耗量。由于机组停机后自然冷却时间较长，使得机组检修工期延长，机组可用系数降低，因此缩短大型汽轮机停机后的冷却时间是非常必要的。汽轮机强制冷却主要有蒸汽冷却和空气冷却。由于空气比热小，强制对流放热系数比过热蒸汽小得多，而且没有相变换热，用空气冷却停机后的汽轮机比较安全。天津大唐盘山发电有限责任公司于2003年10月利用＃3机组小修安装了一套汽轮机组快冷装置，本快冷装置用电加热将空气加热，高、中压缸同时通入热空气，空气在汽轮机内的工作流向为顺流。1空气快冷装置系统天津大唐盘山发电有限责任公司2台600MW机组公用一套汽轮机快冷系统装置，由厂用压缩空气系统向其提供空气源。快冷装置系统见附图。该装置主要由流量计、控制柜、电加热器、压缩空气集气联箱组成。压缩空气由厂用空压机站来气，压力为0.6～0.8MPa，由电动隔离阀控制进入汽轮机冷却的空气量，经过空气过滤器后进入强冷装置加热器进行加热，加热后的压缩空气，进入压缩空气集气联箱，分别送入＃3机、＃4汽轮机组。每台机组各有一个集气联箱（以下简称分气箱），通过该分气箱分配空气至汽轮机的高、中压缸。高压缸的进气主要有：高压内缸疏水、外缸疏水、调节级疏水，高压导汽管疏水、一段抽汽管疏水，还有一路位于高压缸上部进汽侧平衡孔进入高压缸内外缸夹层，其排气主要通过高压缸上部排汽侧平衡孔加装的向空排气阀和冷再疏水管排出。中压缸进气主要有：中压导汽管疏水、中压外缸疏水，其排气主要是通过低压缸人孔门排出，各分路进气均有两道截止阀控制，快冷装置投入时一道门全开，二道门调整控制进气量。2快冷过程中的参数监控为了保证汽机停机后快冷过程中汽缸内金属温度能快速、均匀的下降，以防止过冷却而造成应力超限，转子弯曲，汽缸和焊口变形。在汽轮机快冷投入过程中必须严格监视汽缸内的各点温度、上下缸温差、绝对膨胀、胀差、转子偏心、盘车电流、压缩空气温度和流量、电加热器电流等参数的变化，主要参数监控指标有：a)高压缸第一级金属温度降速率＜10℃/h。b)中压缸持环温度降速率＜10℃/h。c)高、中压缸上下缸温差＜42℃。d)高压差胀指示－3.7～+5.7mm。e)低压差胀指示〉－3.7～+22mm。f)低压缸排汽温度＜78℃。g)转子偏心＜0.076mm。h)盘车电流＜36A。i)润滑油压0.12（+0.005/－0.005）MPa。j)高压转子热应力DEH无报警。k)中压转子热应力DEH无报警。l)汽缸总胀收缩平滑无突变。m)在控制柜上调整表盘电流表值≤50A。n)控制压缩空气流量在10～40t/h之间。3快冷操作的主要步骤及注意事项a)快冷装置安装时，从分气箱至汽轮机各疏水管连接的管路必须留有一定的坡度，以防此管路中积水。b)汽机停机后汽缸内疏水必须充分排尽（最好打闸后4小时以后再投快冷装置）。c)进行强制冷却前，首先对强冷系统进行充分吹扫，排尽系统管道内积水，同时必须打开低压缸人孔门。d)汽轮机盘车未投入的情况下，绝对禁止投入快冷装置；如已投入快冷装置运行，盘车掉闸后应立即停止快冷系统的运行。e)投入电加热器，调节出口气温，对系统暖管。f)待系统暖管充分，分气箱内压缩空气温度和汽缸内首级金属温度之差小于150℃时，关闭高、中压缸疏水至疏水扩容器各疏水门后，可分别打开各分路隔离阀，关闭其暖管排汽阀，开始通气冷却。g)在冷却过程中，严格按规定的下降速率控制进气量及强冷装置出口气温，加强监视，随时调整，控制各项参数在许可范围之内，确保机组安全。h)在强冷过程中，要经常监视润滑油系统、顶轴油系统、盘车装置、低压缸喷水系统、循环水系统，确保其正常运行，以上任一系统退出运行，应马上停止汽机强冷，直到系统恢复运行后继续进行。i)在强冷过程中，同时加强对厂用压缩空气系统工况监视。j)冷却过程中，如发生汽机负差胀有增大趋势，可采用增加内外缸夹层进气量，适当减少内缸进气量的方法进行调整。k)冷却过程中，如高、中压缸缸温下降速率偏差较大时，可用各分路门调整控制。4快冷装置投入效果天津大唐盘山发电有限责任公司600MW汽轮机2003年10月份安装快冷装置，目前已使用二次，从以下三组曲线可以看出使用后效果显著。曲线1为2003年9月23日＃3机小修时滑停后高压缸第一级金属温度与中压持环温度的自然冷却曲线。9月23日9时15分汽轮机打闸，打闸时高压缸第一级金属温度为262℃，中压持环温度为277℃。10月1日0时20分高压缸第一级金属温度自然冷却至150.5℃，此次高压缸第一级金属温度由262℃冷却至150.5℃用时近180小时。曲线2为2003年12月3日＃3机组临时检修滑停后高压缸第一级金属温度与中压持环温度的冷却曲线。12月3日2时9分汽轮机打闸，12月5日11时投入快冷装置运行，当时高压缸第一级金属温度为293℃，中压持环温度为273℃，12月7日5时51分高压缸第一级金属温度151℃中压持环温度147℃停快冷。本次高压缸第一级金属温度由293℃冷却至151℃用时近43小时。曲线3为2004年1月20日＃3机节日检修滑停后高压缸第一级金属温度与中压持环温度的冷却曲线。1月20日1时16分汽轮机打闸，1月20日7时投入快冷装置运行，当时高压缸第一级金属温度为253℃，中压持环温度为263℃，1月21日13时35分高压缸第一级金属温度148℃中压持环温度150℃停快冷。本次高压缸第一级金属温度由253℃冷却至148℃用时30小时35分钟。从二次投入快冷装置运行情况看，汽轮机高、中压缸上下缸温差均比制造厂规定的42℃小的多，且汽轮机绝对膨胀、胀差、盘车电流等各参数均正常，可以说停机后只要汽轮机本体导管各部位疏水彻底，快冷投入时控制好汽轮机各部件金属温度的温降率，汽轮机空气强制冷却对汽轮机是比较安全的，而且经济效益是相当可观的。但是对于天津大唐盘山发电有限责任公司，600MW机组停机后汽轮机的空气强制冷却作为一项技术攻关项目，刚刚进入试运阶段，在以后的运行中还需进一步总结经验，在确保汽轮机组安全的前提下，以获取最大的经济效益。