660MW机组单机运行增加高压汽封自供汽站及控制对策

秦海龙（大唐滨州发电有限公司，山东　滨州　256651）

660MW机组单机运行增加高压汽封自供汽站及控制对策

秦海龙
（大唐滨州发电有限公司，山东滨州256651）

该文针对某电厂660MW超临界机组由于单机运行而且没有启动锅炉，机组在启停过程中因汽轮机没有轴端汽封供汽源而无法运行这一问题，根据机组自身主蒸汽系统设计安装一套高压汽封自供汽系统，并阐述了具体控制对策，实现了汽轮机在启停中轴端汽封自供汽。

660MW汽轮机；单机运行；汽封自供汽

1　前言

火力发电厂汽轮机轴端汽封的作用主要是为了阻止汽缸高压端蒸汽外漏、汽缸低压端空气漏入汽缸，保证凝汽器内真空。汽轮机轴端汽封系统一般设计两路供汽汽源，分别为辅助蒸汽供汽和再热器冷段蒸汽供汽。而单机运行没有启动炉的发电机组，在启停机过程中轴端汽封系统因为没有供汽汽源，机组无法正常启停。在这种情况下，必须考虑增加第三套轴端汽封供汽系统，实现发电机组单机自启停。

2　660MW机组汽轮机汽封供汽系统简介

某电厂机组1×660MW超临界燃煤发电机组，整体工程是由东北电力设计院设计，汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂（以下简称哈汽）生产，汽轮机技术数据型号：N660-24.2/566/566型，额定功率：660MW，额定进汽压力：24.2MPa，主蒸汽温度：566℃，再热蒸汽温度：566℃。汽轮机汽封系统设计有两套供汽汽源，分别是辅助蒸汽供汽和再热器冷段蒸汽供汽。汽封母管蒸汽压力要求维持在0.13～0.135MPa，汽封蒸汽温度要求控制在150～170℃。

3　660MW机组汽轮机增加高压汽封自供汽系统的改造

为实现660MW机组单机运行，需增加安装一套高压汽封供汽系统，实现机组启停机时汽封供汽要求，具体改造方案如下：

供汽汽源从660MW机组本身主蒸汽管道上引出。如图3-1所示，主蒸汽经过电动截止门、气动压力调节阀门、手动截止门后，进入汽封母管。为增加高压供汽站的供汽可靠性和便于检修设计了电动旁路阀门。其气动调节门的控制信号取自汽封母管的压力，在DCS中使用PID运算器实现闭环调节，保证蒸汽控制压力范围在0.13～0.135Mpa之间。

图3-1

为保证高压汽封供汽汽源的温度达汽封供汽的要求，设计了一套汽封高压供汽的减温装置，如图3-1所示，减温水引自凝结水泵出口，压力为4.5Mpa，温度为50℃，经过减温调节阀门喷至高压汽封供汽管道中。为增加减温装置的可靠性和便于检修设计了手动旁路阀门。减温水调节信号取自汽封母管的温度信号，在DCS中使用PID运算器实现闭环调节，控制汽封供汽温度在150～170℃之间。其减温装置控制参数见表3-1所列。

为保证高压汽封供汽的蒸汽品质，防止主蒸汽的凝结水进入到汽封蒸汽母管中，在主蒸汽引出管处设置自动疏水装置。如图3-1所示，整个疏水装置由疏水罐、疏水阀、液位控制装置构成。当疏水罐液位达到高位后，疏水阀自动打开排掉疏水罐中的蒸汽疏水，当水位达到低位后，疏水阀自动关闭。

表3-1　减温器出、入口蒸汽参数

4　高压汽封自供汽系统的控制

（1）高压汽封自供汽系统投入运行后具体运行控制采取如下措施：1）冷态启动（第一级金属温度≤120℃时），投入高压汽封自供汽系统，要求蒸汽母管压力维持在0.13～0.135MPa，压力通过调节高压供汽站的调节阀来控制压力；蒸汽母管温度控制在150～170℃，温度调节通过调节减温装置中的减温水喷水阀来控制汽封母管蒸汽温度；2）温态至极热态启动（第一级金属温度≥120℃）要求汽封蒸汽母管压力与冷态启动时相同。蒸汽母管温度要求如下：

图4-1

供向汽轮机汽封的蒸汽应有不低于14℃的过热度。

在高、中压汽轮机汽封区的汽封供汽蒸汽温度与转子金属温度差常期不应超过110℃。

当高压、中压汽缸端壁温度等于或低于205℃时，根据供汽阀进口压力按图4-1选择汽封系统高压供汽阀进口温度。

当高压、中压汽缸端壁温度高于205℃时，用图4-2和图4-3根据测得的供汽压力（供汽调节阀上游）和高压、中压汽缸端壁金属温度确定汽封供汽温度的最大值和最小值。

3）停机期间，凝汽器真空消失之前，汽封系统继续运行。当负荷降至25%以下时，中压缸后汽封已停止供汽，此时用高压汽封供汽或再热器冷段汽源供汽。当负荷降至零，汽轮机主、再热汽阀完全关闭以后，不再有再热器冷段蒸汽，此时由高压汽封供汽。待凝器真空消失后，停止所有汽封供汽。

图4-2

图4-3

（2）高压汽封自供汽事故情况下的运行。汽轮机事故脱扣状态：如果导致汽轮机脱扣的事故与汽封系统无直接关系，则汽封系统的运行与停机期间相同。但必须注意维持蒸汽与金属表面温差在最低水平，以防止汽封体及汽封段转子表面损害。

高压汽封和/或再热器冷段汽封供汽调节阀损坏：当系统自密封时，如果汽封供汽调节阀损坏，每个供汽管道上的电动旁路阀能继续向汽封联箱供汽并控制联箱压力。当汽封母管压力低于0.121MPa，如果高压供汽调节阀没开启，则关闭两侧手动和电动截止阀，然后高压供汽旁路阀缓慢开启，向汽封联箱供汽。

汽封压力过高：如果由于汽封系统损坏引起汽封联箱压力过高，装设于汽封母管上的安全阀在压力达到0.27MPa时开启，阀门应能在0.78MPa最大压力下排泄高压汽封和再热器冷段汽封供汽调节阀全开时的总流量与低压供汽量之差。安全阀开启不是汽轮机脱扣的条件，当汽封联箱压力低于0.27MPa时安全阀关闭，系统继续向汽封供汽。如果压力超过0.78MPa，则汽封系统不能维持机组运行，引起汽轮机脱扣。

减温器减温水调节阀损坏：如果减温水调节阀损坏，则关闭调节阀前后的截止阀，然后缓慢开启旁路阀以控制喷水量，维持汽封母管温度在150～170℃之间。

5　改造后的效果

在完成改造后，对高压汽封自供汽系统进行了整体试运，各项试验参数均合格，达到了改造的预期效果，实现了660MW机组单机启动汽封自供汽。此次改造很好的解决了单机启动在没有辅助汽源的情况下汽封供汽问题，为同类型600MW机组单机启动汽封供汽积累了宝贵经验。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.187