CN114607477B - 一种单元制机组汽轮机快速冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽轮机冷却技术领域，具体公开了一种单元制机组汽轮机快速冷却方法，方法包括将汽轮机组进行滑参数停机，同时将锅炉的主蒸汽压力降低至4MPa～6MPa，主蒸汽温度降至500℃以下；将锅炉熄火停炉并对炉膛进行吹扫后密闭炉膛；在高压加热器充氮入口连接充压缩空气管道至过热器系统，在冷再系统无压输水管道上连接充压缩空气管道至再热器系统；将锅炉的主蒸汽压力降低至1Mpa后进行带压放水，至主蒸汽压力为零后通过锅炉余热进行烘干等步骤。本发明解决了传统的汽轮机冷却方式冷却时间长而导致的检修工期延长的问题，使得机组能够尽快完成检修工作，大大缩短了机组停运检修工期从而能够提前并网发电。

Description

一种单元制机组汽轮机快速冷却方法

技术领域

本发明涉及汽轮机冷却技术领域，尤其涉及一种单元制机组汽轮机快速冷却方法。

背景技术

汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机，例如，有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机，蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机，以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。按热力特性分类，包括有凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型，凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。

机组运行期间若出现四管泄漏或主机轴承损坏，需要进行停机处理，汽轮机从打闸停机到调节级金属温度下降至停运主机润滑油系统所需时间在9天左右，进入锅炉炉内搭架子允许温度需要一周左右，时间较长，不能满足电网需求，有时因检修工期较长，导致机组检修延期。

因此，需要寻找一种方法来实现汽轮机的快速冷却。

发明内容

针对现有技术中的技术问题，本发明提供一种单元制机组汽轮机快速冷却方法。

本发明的一种单元制机组汽轮机快速冷却方法，包括停机准备阶段、锅炉准备阶段以及汽轮机冷却阶段，其中：

停机准备阶段包括：

将汽轮机组进行滑参数停机，同时将锅炉的主蒸汽压力降低至4MPa～6MPa，主蒸汽温度降至500℃以下；

将锅炉熄火停炉并对炉膛进行吹扫后密闭炉膛；

在高压加热器充氮入口连接充压缩空气管道至过热器系统，在冷再系统无压输水管道上连接充压缩空气管道至再热器系统；

锅炉准备阶段包括：

在第一设定时段内通过开启一至两个过热器疏水门将锅炉的主蒸汽压力降低至1Mpa后进行带压放水，至主蒸汽压力为零后通过锅炉余热进行时长为1.5h～2.5h的烘干；第一设定时段为18h～22h；

关闭无法在真空条件下工作的压力表以及压力变送器所在管路的一次阀或二次阀；

通过汽轮机负压对锅炉进行抽真空，使锅炉气压达到汽轮机侧真空，然后破坏锅炉真空；

汽轮机冷却阶段包括：

缓慢开启压缩空气至过热器系统、再热器系统进气门，向锅炉省煤器及低温再热器中通入压缩空气，开启主蒸汽管道以及再热蒸汽管道疏水门；

待主蒸汽阀前疏水门后温度低于汽轮机调节级温度30℃～50℃时，打开高压缸排放阀，令汽轮机挂闸开启高压调门及中压主汽门至全开，并以预设的阀门开启速率开启高压主汽门及中压调门，对高压缸、中压缸通风冷却。

进一步的，停机准备阶段还包括：

增启仪用空压机，将除氧给水系统进行泄压放水。

进一步的，关闭无法在真空条件下工作的压力表以及压力变送器所在管路的一次阀或二次阀，包括：

关闭给水控制站后至高压主汽门前及再热器系统中所有不允许在真空条件下工作的压力表和压力变送器的二次阀，若二次阀无法关闭，则关闭一次阀。

进一步的，在通过汽轮机负压对锅炉进行抽真空之前，还包括：

开启主给水前后门以及旁路门，关闭高加给水系统的放水门、放空气门；

启动循环水系统、开式水系统、闭式水系统、凝结水系统；

投入辅汽供轴封系统，启动真空泵对凝结器抽真空；

关闭锅炉侧一次汽、二次汽所有疏水门和放空气门，开启主蒸汽管道及再热蒸汽管道疏水门。

进一步的，破坏锅炉真空包括：

关闭汽轮机侧主蒸汽管道疏水门和再热蒸汽管道疏水门；

停止真空泵对锅炉侧一次汽抽真空；

停止真空泵；

开启真空破坏门破坏锅炉真空；

真空到零后退轴封，开启低压缸人孔门。

进一步的，向锅炉省煤器及低温再热器中通入压缩空气后，监测炉膛受热面的温降不得大于预设温降值，否则将调节二次汽系统压缩空气冷却进气门的进汽量。

进一步的，预设温降值为160℃/h～170℃/h。

进一步的，在汽轮机冷却阶段，控制汽轮机汽缸缸体、法兰金属的温度下降速度不大于6℃/h，控制低压缸排汽温度在45℃～77℃之间。

进一步的，在汽轮机冷却阶段，控制进入汽轮机的压缩空气的温度与汽缸金属最高温度之差满足：

汽缸温度在300℃以上时，气缸温度与压缩空气的温差为50℃；

汽缸温度在250℃～300℃时，气缸温度与压缩空气的温差为80℃；

汽缸温度在250℃以下时，气缸温度与压缩空气的温差为100℃。

进一步的，在汽轮机冷却阶段，在汽轮机主要轴承加装偏心表计，并监测盘车电流及转子晃动度，若转子偏心大于0.076mm，则立即打闸，停止汽轮机冷却。

本发明的单元制机组汽轮机快速冷却方法，经过停机准备阶段、锅炉准备阶段以及汽轮机冷却阶段，利用锅炉余热对汽轮机高压缸、中压缸的内部快速冷却，自汽轮机打闸到停运主机润滑油系统大约需要3.5d的时间，相较于自然冷却方式缩短了将近5.5d的时间，本方法能够快速的达到检修条件，解决了传统的汽轮机冷却方式冷却时间长而导致的检修工期延长的问题，使得机组能够尽快完成检修工作，大大缩短了机组停运检修工期从而能够提前并网发电。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例的一种单元制机组汽轮机快速冷却方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种单元制机组汽轮机快速冷却方法中停机准备阶段的步骤流程图；

图3为本发明实施例的一种单元制机组汽轮机快速冷却方法中锅炉准备阶段的步骤流程图；

图4为本发明实施例的一种单元制机组汽轮机快速冷却方法中汽轮机冷却阶段的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例的一种单元制机组汽轮机快速冷却方法，如图1所示，包括停机准备阶段S10、锅炉准备阶段S20以及汽轮机冷却阶段S30，其中：

如图2所示，停机准备阶段S10包括：

步骤S101：将汽轮机组进行滑参数停机，同时将锅炉的主蒸汽压力降低至4MPa～6MPa，主蒸汽温度降至500℃以下。

本步骤将汽轮机组进行滑参数停机时，应尽量将参数滑低些。

步骤S102：将锅炉熄火停炉并对炉膛进行吹扫后密闭炉膛。

本步骤将锅炉熄火停炉之后按照规程对炉膛进行吹扫，吹扫完毕之后停止送风机、引风机的运行，关闭各风烟系统挡板以及一次风、二次风、燃尽风门密闭炉膛。

步骤S103：在高压加热器充氮入口连接充压缩空气管道至过热器系统，在冷再系统无压输水管道上连接充压缩空气管道至再热器系统。

本步骤建立压缩空气输送管道，在高压加热器充氮入口与过热器系统之间，以及在冷再系统无压输水管道与再热器系统之间。

为了确保后续阶段压缩空气的压力稳定，本阶段还包括：增启仪用空压机，将除氧给水系统进行泄压放水。高加水侧保持主路运行，为快冷装置投运做好准备。

如图3所示，锅炉准备阶段S20包括：

步骤S201：在第一设定时段内通过开启一至两个过热器疏水门将锅炉的主蒸汽压力降低至1Mpa后进行带压放水，至主蒸汽压力为零后通过锅炉余热进行时长为1.5h～2.5h的烘干。

本实施例中的第一设定时段为18h～22h，优选的，将第一设定时段选定为20h，在20h之内将锅炉的主蒸汽压力降低至1Mpa后，锅炉开始带压放水。主蒸汽压力到零开启锅炉各部空气门，余热烘干2h后，将炉侧放水门及排空气门均关闭。

锅炉放水结束且锅炉无压后，由热控人员将锅炉屏过入口一侧就地压力表、低再入口一侧就地压力表更换为真空表，然后执行步骤S202。

步骤S202：关闭无法在真空条件下工作的压力表以及压力变送器所在管路的一次阀或二次阀。

此步骤具体为：由热控将关闭给水控制站后至高压主汽门前及再热器系统中所有不允许在真空条件下工作的压力表和压力变送器的二次阀，若二次阀无法关闭，则由热控通知运行关闭一次阀。

开启主给水前后门以及旁路门，关闭高加给水系统的放水门、放空气门；启动循环水系统、开式水系统、闭式水系统、凝结水系统；投入辅汽供轴封系统(需先暖管)，启动2～3台真空泵对凝结器抽真空；关闭锅炉侧一次汽、二次汽所有疏水门和放空气门，开启主蒸汽管道及再热蒸汽管道疏水门。然后执行步骤S203。

步骤S203：通过汽轮机负压对锅炉进行抽真空，使锅炉气压达到汽轮机侧真空，然后破坏锅炉真空。

本实施例中，当锅炉气压接近或者达到汽轮机侧真空后，关闭汽轮机侧主蒸汽管道疏水门和再热蒸汽管道疏水门，停止真空泵对锅炉侧一次汽抽真空，停止真空泵，开启真空破坏门破坏锅炉真空，真空到零后退轴封，开启低压缸人孔门，破坏锅炉真空。

如图4所示，汽轮机冷却阶段S30包括：

步骤S301：缓慢开启压缩空气至过热器系统、再热器系统进气门，向锅炉省煤器及低温再热器中通入压缩空气，开启主蒸汽管道以及再热蒸汽管道疏水门。

此步骤之后监视主蒸汽温度、再热蒸汽温度的升温情况。向锅炉省煤器及低温再热器中通入压缩空气后，监测炉膛受热面的温降不得大于预设温降值，否则将调节二次汽系统压缩空气冷却进气门的进汽量。本实施例的预设温降值为160℃/h～170℃/h，优选为165℃/h。

步骤S302：待主蒸汽阀前疏水门后温度低于汽轮机调节级温度30℃～50℃时，打开高压缸排放阀，令汽轮机挂闸开启高压调门及中压主汽门至全开，并以预设的阀门开启速率开启高压主汽门及中压调门，对高压缸、中压缸通风冷却。

待主蒸汽阀前疏水门后温度低于汽轮机调节级温度30℃～50℃且不再下降时，启动EH油泵，联系热工强制(真空低、MFT、发电机保护动作停机)条件，打开高压缸排放阀，汽轮机挂闸开启高压调门及中压主汽门全开，手动稍开启高压主汽门(此处将预设阀门开启速率设定为1％速率)及中压调门(此处将预设阀门开启速率设定为1％速率)对高压缸、中压缸通风冷却。再此过程中，若中压调门前的压缩空气温度达不到要求，可以手动稍开高压旁路进行调节。联系热工满足旁路投入条件，开启低压旁路。开启二次汽系统压缩空气冷却进气门，缓慢进行进汽调整，仍应注意监视炉膛各受热面的温降率，不得大于165℃/h，否则应适当关小。本发明实施例在汽轮机冷却阶段，对汽轮机汽缸温度进行监控，严格控制汽轮机汽缸缸体、法兰金属的温度下降速度不大于6℃/h，控制低压缸排汽温度在45℃～77℃之间。同时，控制进入汽轮机的压缩空气的温度与汽缸金属最高温度之差满足：汽缸温度在300℃以上时，气缸温度与压缩空气的温差为50℃；汽缸温度在250℃～300℃时，气缸温度与压缩空气的温差为80℃；汽缸温度在250℃以下时，气缸温度与压缩空气的温差为100℃。本实施例在高温阶段冷却时，应尽量保证中压缸壁温与高压缸壁温下降速度相同。

当高压缸调节级金属温度、中压进汽区金属温度达100℃以下且无明显回升时，停止快冷。为保证汽缸和转子均匀冷却，至少应再连续盘车2h以上至汽缸温度稳定，再停止盘车运行。

本发明实施例的汽轮机冷却阶段，严禁转子的状态为静止，否则将停止对汽轮机的冷却。在汽轮机冷却阶段，在汽轮机主要轴承加装偏心表计，并监测盘车电流及转子晃动度，记录主要参数，若转子偏心大于0.076mm，则立即打闸，停止汽轮机冷却。

在汽轮机冷却阶段，若出现下列任一情况，应立即打闸，停止汽轮机冷却：压缩空气温度低于缸体最高金属温度超过规定值，或出现盘车故障停运、汽轮机胀差超限，以及出现高中压胀上、下温差大于42℃，低压缸排汽温度大于121℃无法降低，高压缸、中压缸任一点金属温度突降5℃等。

本发明采用锅炉余热冷却时，为确保汽轮机和转子充分冷却，操作过程中要加强对汽轮机各部金属温度及盘车运行情况监视，按要求调整相关参数，防止高压缸、中压缸上下缸温差过大引起汽轮机动静部分间隙发生变化，导致动静摩擦，甚至发生汽轮机进水、大轴弯曲等严重事故的发生。

本发明实施例的单元制机组汽轮机快速冷却方法，经过停机准备阶段、锅炉准备阶段以及汽轮机冷却阶段，利用锅炉余热对汽轮机高压缸、中压缸的内部快速冷却，自汽轮机打闸到停运主机润滑油系统大约需要3.5d的时间，相较于自然冷却方式缩短了将近5.5d的时间，本方法能够快速的达到检修条件，解决了传统的汽轮机冷却方式冷却时间长而导致的检修工期延长的问题，使得机组能够尽快完成检修工作，大大缩短了机组停运检修工期从而能够提前并网发电。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，包括停机准备阶段、锅炉准备阶段以及汽轮机冷却阶段，其中：

所述停机准备阶段包括：

将汽轮机组进行滑参数停机，同时将锅炉的主蒸汽压力降低至4MPa～6MPa，主蒸汽温度降至500℃以下；

将锅炉熄火停炉并对炉膛进行吹扫后密闭炉膛；

在高压加热器充氮入口连接充压缩空气管道至过热器系统，在冷再系统无压输水管道上连接充压缩空气管道至再热器系统；

所述锅炉准备阶段包括：

在第一设定时段内通过开启一至两个过热器疏水门将锅炉的主蒸汽压力降低至1Mpa后进行带压放水，至主蒸汽压力为零后通过锅炉余热进行时长为1.5h～2.5h的烘干；所述第一设定时段为18h～22h；

关闭无法在真空条件下工作的压力表以及压力变送器所在管路的一次阀或二次阀；

通过汽轮机负压对锅炉进行抽真空，使锅炉气压达到汽轮机侧真空，然后破坏锅炉真空；

所述汽轮机冷却阶段包括：

缓慢开启压缩空气至过热器系统、再热器系统进气门，向锅炉省煤器及低温再热器中通入压缩空气，开启主蒸汽管道以及再热蒸汽管道疏水门；

待主蒸汽阀前疏水门后温度低于汽轮机调节级温度30℃～50℃时，打开高压缸排放阀，令汽轮机挂闸开启高压调门及中压主汽门至全开，并以预设的阀门开启速率开启高压主汽门及中压调门，对高压缸、中压缸通风冷却。

2.如权利要求1所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，所述停机准备阶段还包括：

增启仪用空压机，将除氧给水系统进行泄压放水。

3.如权利要求1所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，所述关闭无法在真空条件下工作的压力表以及压力变送器所在管路的一次阀或二次阀，包括：

关闭给水控制站后至高压主汽门前及再热器系统中所有不允许在真空条件下工作的压力表和压力变送器的二次阀，若二次阀无法关闭，则关闭一次阀。

4.如权利要求1所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，在通过汽轮机负压对锅炉进行抽真空之前，还包括：

开启主给水前后门以及旁路门，关闭高加给水系统的放水门、放空气门；

启动循环水系统、开式水系统、闭式水系统、凝结水系统；

投入辅汽供轴封系统，启动真空泵对凝结器抽真空；

关闭锅炉侧一次汽、二次汽所有疏水门和放空气门，开启主蒸汽管道及再热蒸汽管道疏水门。

5.如权利要求4所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，破坏锅炉真空包括：

关闭汽轮机侧主蒸汽管道疏水门和再热蒸汽管道疏水门；

停止真空泵对锅炉侧一次汽抽真空；

停止真空泵；

开启真空破坏门破坏锅炉真空；

真空到零后退轴封，开启低压缸人孔门。

6.如权利要求1所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，向锅炉省煤器及低温再热器中通入压缩空气后，监测炉膛受热面的温降不得大于预设温降值，否则将调节二次汽系统压缩空气冷却进气门的进汽量。

7.如权利要求6所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，所述预设温降值为160℃/h～170℃/h。

8.如权利要求1所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，在所述汽轮机冷却阶段，控制汽轮机汽缸缸体、法兰金属的温度下降速度不大于6℃/h，控制低压缸排汽温度在45℃～77℃之间。

9.如权利要求1所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，在所述汽轮机冷却阶段，控制进入汽轮机的压缩空气的温度与汽缸金属最高温度之差满足：

汽缸温度在300℃以上时，气缸温度与压缩空气的温差为50℃；

汽缸温度在250℃～300℃时，气缸温度与压缩空气的温差为80℃；

汽缸温度在250℃以下时，气缸温度与压缩空气的温差为100℃。

10.如权利要求1所述的单元制机组汽轮机快速冷却方法，其特征在于，在所述汽轮机冷却阶段，在汽轮机主要轴承加装偏心表计，并监测盘车电流及转子晃动度，若转子偏心大于0.076mm，则立即打闸，停止汽轮机冷却。