超超临界1000MW汽轮机快冷方法应用及研究

李 帅，陈连举

(国家电投集团河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467300)

1 概述

中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司1号机组汽轮机系哈尔滨汽轮机厂生产，型号为N1030-25/600/600型超超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机。单机容量较大，蒸汽参数较高，正常大容量机组滑参数下停机汽轮机金属温度高达420～380℃，若按常规自然冷却至允许停止盘车对汽轮机本体等设备进行检修一般需要11d左右，降低了机组可用率，减少了机组发电量。鉴于此，我们利用真空、轴封系统从高缸冷却空气堵板抽取一定空气对汽缸进行了强制冷却，与自然冷却相比节省了4～5d的时间，有着明显的经济效益。

2 快冷注意事项

(1)汽轮机停机后的强迫冷却应特别注意防止大轴弯曲，同时不应增加汽轮机寿命损耗。

(2)汽轮机强迫冷却过程中，应加强对盘车电流、转子晃动度、轴向位移。汽轮机膨胀、差胀、汽缸金属温度及其温差等重要参数进行监控，发现异常或超限应立即停止冷却，同时记录有关参数。

(3)严格控制汽缸冷却速度，汽缸降温率一般不超过3℃/h。高压缸上下温差壁温差不超过42℃，内外壁温差不超过28℃。如发现异常或超限应立即打闸，停止冷却。

(4)冷却全过程必须保证盘车连续运行正常，严禁在转子静止状态下进行汽轮机强迫冷却。盘车跳闸后，应立即停止快冷直至电动盘车恢复运行。汽轮机强迫冷却结束后，为保证转子及汽缸均匀冷却，至少再连续盘车4h运行，以确保在正常范围内。高压缸调节级金属温度≤120℃时，结束快冷。

3 快冷方案实施

此次方案在主蒸汽、再热蒸汽压力<0.15MPa，高中压缸金属温度<300℃，主机油系统、密封油系统及盘车运行状态下，停用主机真空系统、主机轴封汽系统后，拆除高缸冷却空气堵板(共4 只)，在拆除冷却空气堵板处加装100目滤网，关闭高中压缸相关疏水门保持严密性，开启中压转子冷却系统阀门，导通高缸与中缸，启动轴加风机和一台真空泵(暂定背压10～20kPa，根据温降率控制)，通过真空系统和轴封系统，从拆除的高缸冷却空气堵板处抽取少量空气冷却汽缸，从而使缸温均匀、快速冷却。

3.1 快冷投入步骤

2014年2月7日00∶50，1号机组滑停至高压内缸第一级内部金属温度379℃，打闸停机， 2月8日破坏真空，此时调节级温度已冷却至337℃，中压上缸内壁温度303℃。缸温自然冷却，平均下降速率0.8℃/h，严重拉长了揭缸时间，决定对1号机组实施盘车状态下快冷技术，具体实施步骤：

(1)在汽机疏水画面中关闭下列气动疏水门：高压导管疏水， 中压导管调门疏水， 高压缸夹层疏水，轴封母管疏水， 保持抽汽系统在关闭状态，关闭一、二、三、四、五、六段抽汽逆止门前疏水门。 关闭高排逆止门前疏水， 关闭小汽轮机排汽蝶阀。

(2) 隔离轴封系统，关闭三路轴封供汽门和溢流门， 关闭凝汽器汽侧防水、隔离凝汽器至凝结水系统的阀门， 保持高缸冷却接口滤网良好，不堵塞。

(3) 开启中压转子冷却系统阀门，导通高缸与中缸， 启动轴加风机，启动1台真空泵(暂定背压30～50kPa，根据温降率控制)，当高压缸调节级金属温度及中压缸进汽处金属温度均<200℃后，增开1台真空泵。

3.2 快冷系统投入后效果

快冷投运前后汽缸温降率见表1和表2。

表1 快冷投运前汽缸温降率 ℃

表2 投入快冷装置后温降率 ℃

3.3 停用快冷系统操作

停用快冷系统条件高中压缸金属温度<120℃。具体操作：停用真空泵，开启破坏真空门，真空至零；停用投用快冷系统后，连续盘车2～3h，防止转子弯曲；根椐检修要求停汽机主机油及密封油系统；通知检修恢复高缸冷却空气堵板。

4 经验总结

(1)高压内外缸、法兰以及中压缸在控温快冷过程中,其内外壁及上下壁温差均小于50℃，即控温快冷是安全可靠的。

(2) 控制高中压缸金属温度下降率<3℃/h，严格控制高、中压内缸上下缸温差<±35℃，高压外缸上下温差<±40℃，一旦温差超出时停运真空泵、轴加风机，内外缸温差值缩小时再投入快冷系统。

(3)监控盘车运行情况，监视偏心、胀差，控制主机油温10～20℃。盘车电流明星上升或跳闸，退出快冷，恢复盘车运行。

(4)注意低压缸排汽温度<80℃，防止疏水门不严密，使排气缸温度升高，快冷投入时运行管理人员加强过程监控。

5 结语

着重介绍平顶山发电分公司快冷实施方案，在哈汽百万机组中首次应用此种快冷方案。实现了汽轮机快速、安全停机冷却，大大缩短了汽轮机组停机后冷却时间，节省检修工期，提高机组可用系数。其经济效益和社会效益显著，对同类百万机组具有较大的参考性和应用价值。

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