S109FA机组高压主蒸汽压力异常升高原因分析及处理

杨旭涛

(江苏华电戚墅堰发电有限公司，江苏 常州 213011)

S109FA机组高压主蒸汽压力异常升高原因分析及处理

杨旭涛

(江苏华电戚墅堰发电有限公司，江苏 常州 213011)

以某电厂S109FA机组为例，通过分析一起运行中高压主蒸汽压力突然升高的案例，介绍了异物进入汽轮机通流部分的受损情况，找到了联合循环机组发生汽轮机通流部分故障的主要原因并给出了具体检查措施。

S109FA机组；联合循环机组；高压主蒸汽；高压缸；通流部分；汽轮机；异物

1 问题的提出

某电厂S109FA机组，正常运行中负荷未有变化时高压主蒸汽压力在数分钟内上升0.5 MPa，高压主蒸汽流量、高压缸一级压力、高压缸排汽压力、再热器冷段压力等高压缸通流部分参数均发生变化，机组轴系振动、差胀、轴向位移、推力瓦温均正常。表1所列为机组发生异常前后的高压缸通流部分参数。本文针对高压主蒸汽压力异常升高的问题进行分析。

表1 异常前、后的高压缸通流部分参数(2016-10-05)

2 高压主蒸汽压力升高的原因分析

由表1可知，炉侧高压过热器出口至高压缸第1级压力均同步升高。部分压力变送器有3个测点，且这些压力信号分别送至分散控制系统(DCS)控制器和燃汽轮机Mark-Ⅵ 控制器，因此，基本排除测量元件或控制器卡件故障的原因，初步判断主蒸汽压力是真实升高。

对比相同负荷下燃气轮机的运行参数、压气机运行工况、燃料基准、燃机透平排烟温度均没有发生变化，说明高压主蒸汽压力异常升高时燃气轮机的运行状况是稳定的，进而排除燃气轮机异常引起高压主蒸汽压力升高的原因。

一般情况下，燃气-蒸汽联合机组汽轮机调节阀在正常运行中均全开，不参与调节，异常发生后就地检查主蒸汽阀、调节阀均为全开位置；而且汽阀开度变小或阀芯脱落、主蒸汽阀滤网堵塞造成主蒸汽压力升高的同时，蒸汽流量及高压缸一级压力应下降，与异常情况发生时参数变化情况不符。由表1可知，高压主蒸汽压力与高压缸一级压力的压差变化不大，故排除了主蒸汽阀、调节阀故障及滤网堵塞的可能性。

高压缸喷嘴、动叶通流部分存在结垢的主要原因是蒸汽品质较长时间内不合格，是一个长期持续过程，一般不会突然变化。从化学监督的蒸汽品质的历史趋势来看，机组运行过程中的蒸汽品质是合格的，从异常发生的时间上判断，短短数分钟内主蒸汽压力突然升高也排除了通流部分结垢的可能性。

在排除上述可能原因后，在相同负荷下高压缸一级压力同样升高约0.5 MPa，高压缸排汽压力、再热器冷段压力出现了突降的情况，之后又逐渐恢复。结合国内该型机组曾多次发生因主蒸汽阀和调节阀的密封材料脱落缺失进入高压缸，造成通流部分磨损故障的情况，怀疑高压缸内部出现故障，通流面积发生变化引起高压主蒸汽压力异常升高。但汽轮机通流部分故障，通流面积减少的象征均为主蒸汽压力升高、主蒸汽流量下降，与此次异常情况中主蒸汽流量略微增大有所区别，有待进一步分析。

3 高压主蒸汽压力升高的处理

机组运行中发生高压主蒸汽压力异常升高后， 为防止高压系统超压，避免高压旁路阀动作，须限负荷并向江苏省调度中心申请解除自动发电控制(AGC)运行，避免机组负荷大幅度波动。密切监视机组各轴承振动、各轴承金属温度、推力轴承温度、轴向位移、差胀等汽轮机本体重要参数的变化，若出现参数异常，必要时作停机处理。

4 设备受损情况及处理

为避免设备损坏进一步扩大，尽快安排临检，进行揭缸检查，针对本次异常情况首先检查了高压联合汽阀滤网，发现滤网破损(如图1所示)，判断有异物进入通流部分，且异物来自余热锅炉侧。内窥镜检查和阀门解体时发现，高压过热器出口电动闸阀进口侧阀座密封面整圈剥落，近1/2阀面金属不知去向，有1小块残留在阀座上，如图2所示。

图1 高压联合汽阀滤网破损情况

图2 内窥镜检查阀座密封面剥落情况

揭缸检查发现，主要受损级为高压缸前2级和中压缸第1级，高、中压缸过桥汽封损坏，损伤主要是撞击凹坑和缺口，如图3、图4、图5所示。

图3 高压缸第1级静叶片损伤状况

图4 高压缸第1级动叶片凹坑损伤状况

图5 中压缸第1级动叶片损伤状况

高、中压缸过桥汽封及中压缸第1级受损表明少量高压蒸汽窜入中压缸，从而得出了本次异常情况中高压主蒸汽流量增大的原因。

考虑到此次检修工期限制，仅对受损动、静叶片进行打磨及圆滑过渡修复，配合渗透探伤检查，确保不存在裂纹缺陷，更换过桥汽封、高压联合汽阀滤网及高压过热器出口电动门。

5 结束语

目前，国内有多台F级联合循环机组高压缸通流部分磨损故障的原因均为异物进入，异物来源主要是主蒸汽阀、调节阀密封件。F级燃气-蒸汽联合循环机组主要承担电网调峰工作，启、停频繁，以此次故障机组为例，该机发生故障时运行小时数39 914 h，启动次数达890次，平均一次启、停运行小时数只有44.8 h，属典型的调峰机组。机组每次启、停，阀门就开关动作一次，设备受交变应力、热疲劳损耗影响，受损概率大大增加。整个蒸汽系统从余热锅炉汽包首端开始至汽机侧主蒸汽阀、调节阀都存在着设备零部件损坏脱落，被高压蒸汽冲入汽轮机通流部分的可能。希望高度重视对阀门密封件、炉侧减温器套筒裂纹、汽包内汽水分离装置等的定期检查，避免发生汽轮机通流部分故障。

(本文责编：白银雷)

2017-05-05；

2017-06-22

TK 268

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1674-1951(2017)07-0057-02

杨旭涛 (1971—)，男，江苏常州人，工程师，从事燃气-蒸汽联合循环电站生产运行管理方面的工作(E-mail:mark0230@ 126.com)。