浅析超临界机组运行中高加检修冷却方法
2015-05-30王晓臻
王晓臻
摘 要:超临界机组运行参数高,正常运行中高压加热器(以下简称高加)一旦发生故障退出运行,由于抽汽逆止门和电动门内漏,高加进口或出口三通阀关闭不严等问题,将会给高加冷却检修带来困难,文章根据现场实际情况,提出高加退出后综合冷却方案,为检修工作争取时间。
关键词:高压加热器;冷却;水封;检修
引言
高加是发电厂热力系统的重要组成部分,高加的运行状态对机组运行的经济性有重要的影响。在高加退出运行的情况下,机组供电煤耗增加约10g/kWh[1],按照一台机组每天发电量0.12亿千瓦时,标煤单价650元/吨计算,每天增加发电成本7.8万元。所以运行中如果高加因水侧发生泄漏而退出运行,检修人员必须尽快进入水室进行堵漏处理。但高加停运后其金属温度较高,必须冷却到一定温度后,才能具备进入水室检修条件。按以往机组停运后的检修记录,高加自然冷却时间为81h,实际在机组运行中,考虑管阀的泄漏,冷却时间更长,为减少发电损失,探索缩短高加冷却时间的方法具有重要意义。
1 高压加热器概况
某厂回热系统三台高加水侧采用整体大旁路热力系统,任意一台高加故障时,需整体解列,三台高加均为卧式三段冷却表面式加热器,水侧进出口采用液动三通阀结构,现场布置如图1所示。
2 高加冷却方案
2.1 泄漏情况
#3高加水侧发生泄漏,高加解列后发现三段抽汽電动门及抽汽逆止门关闭不严,#3高加汽侧温度始终保持在180℃左右。高加水侧主路出口三通阀前管道放水门始终有水放出,判断出口三通阀有小流量内漏。
2.2 解决方案
针对水侧出口三通阀的内漏情况,采取一方面开启整个高加组水侧所有的放水和排空门,对系统进行泄压,减少漏向#3高加的高温工质,另一方面利用水封法在#2高加进口管放水门处先后注入两个不同温度等级的凝结水,以减缓管路降温速率,并形成水封以隔绝剩余热源。#3高加汽侧的冷却效率是高加检修的关键,以往采取的冷却方式主要有两种:第一种方式是在#3高加汽侧底部注入温度较低的除盐水强制降温的方式,这种方式虽然冷却效果好,冷却时间短,但会导致高加筒体金属内外壁温差增大,产生附加应力,当这种热应力大到一定程度,可能使高加发生弯曲变形。特别是高加管板边缘处,当高加内壁收缩与管板膨胀不一致时,会增加高加管口与管板间泄漏的风险。第二种方式是利用汽轮机快冷装置[2],采用顺流方式,通过接管将加热后温度可控且稳定的压缩空气由#3高加抽汽口接入,由正常疏水管道排出,通过控制快冷装置出口压缩空气温度的变化快速降低高加温度。这种冷却方式能较准确控制冷却空气的温度,但压缩空气较正常运行时的抽汽量要小得多,压缩气流会以最短的路径通过疏水冷却段流出,对高加上级疏水进口端基本不具有冷却效果,反而会增大高加筒体两端温差,并且高加检修不属于经常性项目,快冷装置的投运增加了系统操作量,考虑实际运行中高加抽汽电动门和逆止门不严,泄漏的蒸汽对压缩空气产生干扰,对冷却效果会产生一定的影响,实际使用并不多。考虑汽轮机快冷装置有两种冷却方式:一是顺流冷却;二是逆流冷却,顺流需要使用快冷装置,逆流却不一定需要。因#3高加正常疏水温度180℃,相对较低,高加停运后正常疏水排气管处温度能在2小时内降低至80℃,在此处接入未经加热的压缩空气,逆流进入#3高加汽侧,利用金属蓄热逐渐升温,通过调整三抽电动门后疏水门和#2高加到#3高加正常疏水排气门开度,可以调整冷却空气流量控制降温速率,通过调整高加筒内压力,既可以阻止抽汽管路泄漏的蒸汽,也有助于快速查找泄漏点,达到方便快速冷却检修的目的,实际系统如图2所示。
2.3 实际效果
对#3高加汽侧进行隔绝,在正常疏水排空门处接入压缩空气,缓慢升压至汽侧压力表显示0.5Mpa时,开启三段抽汽电动门后疏水手动门,维持汽侧压力0.4Mpa,使用温枪或安装温度表测量疏水手动门处温度下降速率,通过调整上述进排气门开度控制冷却空气流量,使降温速率不超过1℃/M。经过3个小时的冷却,#3高加筒体温度降低至153℃后,受管径限制,进排气手动门已无调整余量,在#3高加底部疏水冷却段放水门处增加一路冷却压缩空气,稍开#2高加至#3高加正常疏水管路排气手动门,增大气流量的同时平衡#3高加壳侧两端降温速率,经过5个小时,#3高加壳侧温度降低至50℃以下,具备进入水室检修条件。降温对比如表1所示。
3 高加冷却经济性和安全注意事项
3.1 经济性分析
相比高加汽侧除盐水注水冷却法,快冷装置冷却法,文章所述水封结合压缩空气逆流冷却法,投入成本低,在不使高加设备受到隐形损害的前提下,冷却时间最短,实际使高加提前两天投入运行,节约费用约15万元。
3.2 安全注意事项
机组运行中,受设备缺陷等因素的影响,高加冷却期间和检修工作开始前,需要综合分析各温度和压力测点变化趋势,防止高温高压工质对人身造成伤害。使用水封法隔绝水侧泄漏的工质时,要特别注意高加组水侧每个放水和排空门必须保持全开,个别电厂由于这些阀门操作费力,操作开度较小,再加上蒸汽管路泄漏的蒸汽对水封的加热作用,待部分管段温度达到一定时,产生强烈的汽水膨胀,大量高温汽水因放水和排空门开度小,不能完全泄压而涌向开启人孔门的待检修高加,造成人身伤亡,所以水封法隔离冷却高加,泄压和保持水封流动换热是关键。
4 结束语
超临界机组高加设备与主机真空系统,给水系统,及回热系统均有关联,再加上设备可能存在缺陷,机组运行中的高加检修工作需要考虑的因素较多。文章结合现场实际,在高加汽侧管路内漏蒸汽,水侧出口三通阀不严的前提下,采用水封结合空气逆流冷却方法,对水侧泄漏的#3高加进行冷却,消除了原高加冷却方法的弊端,取得很好效果。
参考文献
[1]段继鹏.火电厂高压加热器频繁泄漏原因分析[J].设备管理与维修,2011(8):28-29.
[2]李明志,刘海昌.高压加热器在线检修期间快速冷却技术研究[J].浙江电力,2014(12):46-48.