汽轮机疏水系统故障问题及对策研究

石 崇

（唐山钢铁集团有限责任公司能源科技分公司 河北 唐山 063000）

1 引言

汽轮机在重新启动或者长时间停机后启动的过程中，势必需要蒸汽管道与汽缸的预热处理过程，同时还需要确保温度能够达到允许汽轮机升速以及带负荷的条件。通常情况下，汽轮机设备在实际运行过程中所出现的跳闸后转速失控、疏水口附近管道泄漏以及汽缸上下温差高等状况与疏水系统具有较大关系，汽轮机设备具有多样性与复杂性的运行模式，所以在不同的工况下疏水系统可能无法确保其能安全疏水。疏水系统在汽轮机中的主要作用在于将汽缸与管道在预热过程中产生的凝结水进行去除，以此来确保汽轮机的正常运行。但是若疏水系统设计不合理或存在问题，则会对汽轮机启动速度与经济性、安全性造成严重影响。

除此之外，为了能够提高汽轮机设备在实际运行过程中的经济性，就需要尽可能地控制疏水介质与热量的损失。现阶段，随着我国汽轮机设备的进汽参数的提高，也随之增加了单机容量，同时也在一定程度上使得汽轮机的运行控制与结构越来越复杂化和精细化，因而也对汽轮机疏水系统的要求更高。由于汽轮机设备在实际运行中时常出现各类问题，这就要求加强对疏水系统存在的故障及问题进行仔细问题，并针对其提出相应的解决措施。

2 疏水系统存在的问题及故障

2.1 排查故障原因

通常情况下疏水系统在运行过程中出现高压外缸上下内壁温差过大的原因较多，具体体现在以下几个方面：

（1）机组在启停的过程中，运行人员没有对高压缸疏水系统进行正确使用，也就是没有及时地开疏水门，或者对于疏水路径没有进行合理选择。

（2）汽缸疏水系统的设计存在不合理性。

（3）机组在启停的过程中，因主蒸汽过热度不足或者气温下降速度过快、温度过低。

（4）各个加热器或者凝汽器的水位过高，从而使得水进入汽缸。

（5）汽缸的保温措施不佳。

（6）运行人员对于各个加热装置如螺栓、轴封系统以及夹层加热装置没有采取正确方式进行操作。

2.2 系统问题

系统问题主要体现在以下几个方面：

（1）该机组的本体与主蒸汽疏水管的管端接入联箱均经过同一个U形管，然后再将扩容器接入，也就是均有一段管壁疏水联箱要低。

（2）夹层的加热联箱直至夹层加热进汽手动门后未疏水门，因而极其容易出现积水。

（3）套缸的疏水与导管疏水、高旁前疏水以及主蒸汽管道疏水等均处于同一疏水联箱。

2.3 运行操作

本次研究中某汽轮机曾经出现2次温度突降状况，其中一次是在跳机的过程中，也就是转速在2850r/min左右时，第二次是在前一次温度降低后的5min，转速在628r/min时，高压外缸内壁上下缸的最大温差在60K以上。除此之外，在紧急停机以及热态开机的过程中，高压缸的上下最大温差在70K以上，此类状况对机组的安全运行造成严重影响。

3 解决措施

3.1 管道积水监测

通常情况下对于管道积水采取以下方式进行监测：于管道的低点位置设置疏水罐，监测方式主要是利用筒壁上下温度或者液位开关进行。也可以于管道的顶部与底部位置布置温度测点，根据管道的温度对其积水状况进行检监测。而对于其他部位或蒸汽管道积水状况，可以通过这些部位的已有温度或者增加温度的测点，同时结合管道内部的蒸汽压力状况来对其有无积水进行判断。

3.2 疏水合并

汽轮机疏水系统运行的安全性具有非常重要作用，对于疏水合并所需要遵循的原则为：必须确保其属于同一台机组的同类疏水，同时在不同工况要求下，属于确保疏水压力与疏水口标高的一致性等，并且对于疏水合并不仅需要全面地考虑疏水阀在开启过程中的疏水情况，也需要对疏水阀关闭时的状态进行考虑，确保各个疏水口压力一致。除此之外，对于接入同一疏水集管的不同疏水也必须确保其为同一压力等级，最好是能够处于完全相等状况。并且还要考虑当处于特殊的运行工况时，设备及管道内部可能会处于真空状态，在此过程中若疏水排放口存在压力，将疏水阀打开可能会导致冷蒸汽回流或积水回流。因此，无论是疏水阀前疏水合并或疏水阀后合并到同一疏水集管，均需要对其进行仔细分析与研究，以便更好地避免冷蒸汽回流或疏水窜流的发生。

3.3 疏水阀控制

一般来说，汽轮机启停阶段疏水阀控制方式为机组负荷，当机组负荷低于一定值时便会自动打开疏水阀。当汽轮机处于冷态启动时，由于金属的温度较低，从而便使得蒸汽被冷却从而产生凝结水，此时便需要进行疏水操作。但在停机、热态启动状态时，汽缸或者汽门具有较高的金属温度，再加上汽轮机的本体与凝汽器处于真空状态，因此其内部不会出现凝结水，而疏水集管及疏水扩容器会因为压力存在冷蒸汽回流到汽轮机风险。因此，对于汽轮机疏水阀的控制需要根据不同地点与不同工况进。建议仅在冷态启动的过程中按照负荷进行控制，当内部无积水时便无须开启，同时要确保汽缸疏水阀排放口无压力后才能将其打开。

4 结语

综上所述，疏水系统在汽轮机中主要是指在本体设备及其相关管道的低点部位设置疏水管，并且通过对疏水阀的合理控制、避免相关管道与汽轮机设备进水等措施在汽轮机的稳定运行、甩负荷、启动以及停机等过程中，来确保汽轮机设备的运行安全。对疏水系统进行改造能够有效地避免汽轮机在实际运行中因高中压缸上下缸温差大而拖延启动状况，从而便能有效减少因反复加热使得汽缸金属因出现的热疲劳损伤。同时在一定程度上延长了机组的使用寿命，避免事故隐患的发生，最终提高机组运行的安全性与经济性。