零出力改造前后低加运行异常分析

张黎明，王俊杰，陈科镭，张艳霞

(国电投南阳热电有限责任公司，河南 南阳 473000)

0 引言

针对低压加热器(简称低加)运行异常，经改造消除了低加抽空气管道连接顺序倒置的缺陷，但未彻底解决低加运行中无水位、温升异常等问题，最终经过深入排查与处理，零出力改造前后机组7号低加运行异常问题才最终解决，其分析处置过程供解决类似问题时参考。

1 概况

某电厂装机容量为2×210 MW，选用哈尔滨汽轮机厂有限责任公司的C160/N210-12.75/535/535/0.325型采暖供热汽轮机，分别于2008年3月和6月投产。机组配置“2高+1除+4低”回热系统，4台低加抽汽按照参数高低分别对应四到七段抽汽。中排即采暖抽汽对应五段抽汽，7号低加对应七段抽汽(简称七抽)。额定采暖工况抽汽温度 265.4 ℃、压力 0.325 MPa，六、七段抽汽 (简称六、七抽)温度212.9 ℃，96.5 ℃，额定出力工况(turbine heat acceptance，THA)下7号低加温升为25.2 ℃。高压缸后轴封内二漏(简称内二漏，设计值279.1 ℃)来高温蒸汽至七抽到7号低加，2号机组内二漏通过改造增加一路并联接到六段抽汽(简称六抽)管道，高负荷时切换至六抽到6号低加回收蒸汽热能，2021年完成两台机组低压缸零出力切缸改造，并于采暖季投入运行。

两台机组运行期间均存在7号低加经常无水位运行且温升异常的情况，同时还有2号机组7号低加温升高于1号机组7号低加温升等异常。现场检修排查确认，由于4台低加连续排气管道共用一根DN50母管至凝汽器，各低加排气支管与母管连接顺序与按照压力高低逐级自流的顺序相反，所以，存在排挤导致压力最低的7号低加无法正常连续排气，不凝结气体在加热器内聚集形成气阻，使加热器端差增大，换热效果下降。2021年机组C修期间，对管道连接顺序进行改造，确保7号低加能顺畅排气至凝汽器。但经过改造后，机组负荷约140 MW时，7号低加无水位运行及温升的异常问题复现，2号机组显示有约9.5 ℃温升，而1号机组温升仅约0.7 ℃，低加运行异常问题依然存在。

针对2号机组7号低加温升高于1号机组、两台机组低压缸零出力切缸工况温升增大的问题进行排查，从低压缸零出力改造前后六、七抽温度异常变化，结合内二漏管道至六、七抽管道的连接差异进行分析，初步得出切缸工况下二漏高温蒸汽进入7号低加加热，导致切缸工况下7号低加存在温升且高于非切缸工况下的温升，以及2号机组7号低加温升高于1号机组温升的结论。后经现场对六、七抽的管壁温度测量确认低加无进汽而推翻，最终经过6，7号低加进出口温度计校验，确认为温度计测量误差所致的假象。至此分析得出，在切缸工况下低压缸不进汽，7号低加无进汽，也没有逐级自流来的其他加热器的疏水加热与内二漏来汽加热，故切缸工况下7号低加无水位运行、无温升是正常现象。同时，消除7号低加汽侧放空气门内漏缺陷，解决了非切缸工况下无水位运行及温升异常问题。

2 故障现象

两台机组7号低加非采暖季低负荷阶段，采暖季非切缸以及切缸工况，长期存在7号低加无水位运行及温升异常问题。采暖供热非切缸工况时，1，2机组负荷分别为137.9 MW和140.6 MW，7号低加温升分别是0.7 ℃和9.5 ℃；切缸工况时温升分别是2.9 ℃和16.1 ℃，见表1。对比两台机组切缸和非切缸工况，存在7号低加温升2号机组高于1号机组、切缸工况高于非切缸工况的情况。

表1 两台机组6，7号低加参数

查询DCS记录，非切缸工况下，两台机组存在机组负荷低时七抽温度高，负荷高时温度反而下降的情况；切缸工况下，两台机组存在七抽温度升高至230 ℃以上，而六抽温度降至约30 ℃的情况。

3 原因分析

针对机组非切缸工况下负荷低时七抽温度高，负荷高时反而下降；切缸工况下，温度升高至230 ℃以上的情况进行排查，分析其原因主要为内二漏高温蒸汽来汽至七抽管道与低压缸内来七抽蒸汽混合的结果：低负荷时，低压缸内来七抽压力低、汽量小，内二漏高温蒸汽提升了温度显示导致低负荷时七抽温度高，反之情况相反；切缸工况下，低压缸不进汽，仅仅约25 t/h的旁路冷却蒸汽进入缸内带走鼓风损失发热，所以至七抽管道的汽量可以忽略不计，此时实际显示的抽汽温度相当于内二漏来的蒸汽温度，因此，该工况下存在七抽温度升高至230 ℃以上的情况。六抽温度降至约30 ℃的原因主要是切缸工况下低压缸不进汽，仅有约25 t/h的旁路冷却蒸汽，无法产生六、七抽蒸汽，低压缸内各压力级后压力下降较多，甚至接近凝汽器真空，故六、七抽温度等都会随压力降低而降至较低值，所以，出现六抽温度降至约30 ℃的情况。

从2号机组7号低加温升高于1号机组的现象入手排查分析，发现1号机组内二漏来汽仅仅至七抽管道，而2号机组内二漏并联分别接到六、七抽管道。在实际运行中，到六抽管道的隔离门常开，则六抽返入段抽汽管道，进入7号低加加热，所以出现了上述现象。对比非切缸工况下，相较于2号机组，1号机组六抽温度高、七抽温度低，其主要也是2号机组六抽蒸汽返入七抽管道，压力降低带来六抽温度降低，同时导致七抽温度升高，所以2号机组7号低加温升偏高，而6号低加温升偏低。

切缸工况时，低压缸不进汽，7号低加应无温升，但运行参数显示两台机组均存在切缸工况下7号低加存在温升，且高于非切缸工况温升的现象。分析认为，若内二漏来汽到七抽管道至低加加热，则切缸工况下7号低加有温升的可能，且因内二漏来汽温度远高于七抽温度，所以，有可能带来切缸工况时7号低加温升高于非切缸工况的情况。虽然切缸工况低压缸不进汽，七抽无蒸汽，但因低压缸没有进汽，凝汽器凝结水量小，所以7号低加水侧水量也非常小，在内二漏高温蒸汽的加热下，存在切缸工况7号低加温升更高的可能。

针对7号低加运行异常分析的推论进行现场核实，排查现场抽汽管道壁温，1号机组7号低加侧七抽管道接口、2号机组6，7低加侧六、七抽管道接口壁温均为环境温度，而低压缸侧六、七抽管道接口壁温较高，判定1，2号机内二漏来汽经过抽汽管道均进入低压缸内部，而并未进入6，7号低加。由此判定，上述切缸工况内二漏高温蒸汽进7号低加加热带来切缸工况下7号低加有温升且高于非切缸工况下温升的推论不成立，切缸工况7号低加存在温升另有原因，初步判定是温度计测量误差所致。进一步分析，在两台机切缸工况六抽温度均约30 ℃的情况下，6号低加还存在温升的原因，判定是4，5号低加疏水逐级自流至6号低加加热所致，并非六抽蒸汽加热的结果。

两台机7号低加温升随机组电负荷降低或者采暖热负荷增大而温升降低是正常现象，都是低压缸进汽量降低乃至七抽蒸汽量降低后，必然带来低加温升低甚至无水位运行的情况。针对非切缸工况在140 MW左右的高负荷下依然存在无水位运行的情况，通过放空气管壁温度测量确认，7号低加汽侧放空气门阀体温度为环境温度，确定放空气门内漏，则7号低加汽侧内部漏入空气，造成无水位运行及温升异常现象。

4 措施实施及效果

经6，7号低加进出口温度计校验，发现温度计测量存在误差，至此，确认上述切缸工况下，内二漏高温蒸汽进入7号低加导致7号低加温升且高于非切缸工况的推论是错误的，包括2号机7号低加温升高于1号机等情况，都是温度测点测量误差带来的假象。切缸工况下，低压缸不进汽，7号低加无进汽，没有逐级自流来的其他加热器的疏水进行加热，也没有内二漏来汽加热，故切缸工况下7号低加无水位运行、无温升是正常现象。

检修更换两台机组7号低加汽侧放空气门消除阀门内漏缺陷，成功解决了机组非切缸工况下7号低加无水位运行及温升异常问题。

5 结束语

针对2号机组7号低加温升高于1号机组、两台机组低压缸零出力切缸工况温升增大的问题，从低压缸零出力改造前后六、七抽温度异常，结合两台机组内二漏管道至六、七抽管道的连接差异进行分析，初步得出切缸工况内二漏高温蒸汽进入7号低加，导致切缸工况7号低加存在温升且高于非切缸工况，以及2号机组7号低加温升高于1号机组的推论，后经对六、七抽管壁温度测量确认低加无进汽而被推翻。最终经过低加进出口温度计校验确认，上述现象均是温度计测量误差所致的假象。至此确认，切缸工况下，低压缸不进汽，7号低加无进汽，没有逐级自流来的其他加热器的疏水加热，也没有内二漏来汽加热，故7号低加无水位运行、无温升是正常现象。

当低加出现无水位运行及温升异常时，应考虑进行汽侧进汽管、排气管壁温测量以确认低加进汽正常、汽侧连续排气顺畅，以及确认汽侧放空气门严密，杜绝空气漏入影响换热。