汽轮机进水的对策研究刘二彬

汽轮机进水的对策研究刘二彬

刘二彬潘振华

福建福清核电有限公司福建省福清市350300

摘要：汽轮机是一种复杂的机械，其工质是来自锅炉的高温高压蒸汽，任一与之相连的系统故障都有可能导致汽轮机进水。由于制造、设计、安装等诸多的原因，致使机组设备和热力系统存在缺陷或防进水机制的可靠度不高，均可能造成汽轮机进水。而进水事故发生的直接原因，一般则是由于运行人员的误操作。准确分析出引起汽轮机进水的原因，及时提醒运行人员采取措施，对防止事故的进一步发展和扩大起到了至关重要的作用。

关键词：汽轮机；进水；对策分析

1汽轮机进水的主要现象

1.1高中压缸上、下缸温差明显增大，或增大趋势加快。正常情况下，高中压缸上、下缸温差都应该在42℃之内，同时差值的变化一般会保持在每分钟5℃，因此在运行人员监盘时要时刻注意这两个限制，如果超出就应该考虑是汽轮机进水了。

1.2主、再热蒸汽温度突降，过热度减小。主汽温度和蒸汽温度和都要高于50度以上，同时主汽温度的变化频率应该在每分钟5℃的范围，运行人员要严加监控，同时还要注意，机侧主汽温度不得低于炉侧10℃等。

1.3汽轮机振动增大。当汽轮机进水或是冷蒸汽时，因正处于运行中的汽轮机金属温度都较高，这些金属部件遇到水后会发生急剧收缩，从而导致热变形或是机组强烈的振动。所以在机组正常运行时，如果振动剧烈则主要原因可是能汽轮机进水所致。

1.4盘车状态下盘车电流增大或盘车跳闸。机组启停过程中，盘车电流变化一般3-5A，转子与汽封摩擦时容易造成电流异常增大或盘车跳闸。

2汽轮机进水的主要原因

2.1锅炉主、再热蒸汽温度失控或主蒸汽流量瞬间突增；启动过程中升压过快，或滑参数停机过程中降压降温速度过快，使蒸汽过热度降低，甚至接近或达到饱和温度，导致管道内集结凝结水。

2.2汽轮机回热系统加热器水位高、除氧器满水，且保护装置失灵，使水经抽汽管道返回汽轮机内造成水冲击。

2.3启动时，轴封供汽或回热抽汽管道疏水不畅或未能充分暖管，积水或疏水进入汽缸；停机时，切换备用轴封汽源，因处理不当使轴封供汽带水。

2.4机组滑参数停机后，闷缸措施错误，主汽疏水门不能及时关闭，造成汽缸进冷气。

2.5凝汽器满水，淹到低压缸。

2.6由于操作不当或阀门不严，积水被蒸汽带入汽轮机内。

2.7高旁减温水在高旁关闭后不能联关，或阀门泄露，凝结水泵运行的情况下自再热冷段进入汽缸。

3汽轮机进水的危害

3.1汽轮机管道、门杆及汽缸漏汽，漏汽量增大时，危及人身设备安全。

3.2汽缸变形，动静部分产生碰摩。汽缸将冷却不匀，引起翘曲，特别是在端部轴封处，因原间隙比较小，轴封段又比较长，一旦汽缸汽封处发生翘曲，则转子在汽封处将发生碰摩，甚至在轴封外看到碰摩发生的火花。

3.3汽缸上下温差变大发生拱背。若汽缸由抽汽管、排汽管进水，则下缸温度将变低，汽缸上下温差变大，产生拱背，固定在汽缸内的喷嘴隔板随同产生位移，与转子碰摩，引起转子弯曲。

3.4叶片受到水冲击。水滴的速度比蒸汽速度低，则进入叶片的相对速度小，相对进汽角变大，大于90。，打击叶片顶部进口的背面，引起叶片的水刷损伤外，

3.5将叶片打弯，叶片叶顶反向弯扭，使叶片产生损坏。

3.6轴向推力增大。轴向推力增大过多，推力瓦温度过高，引起推力轴承损坏，使转子产生轴向窜动，动静部分产生碰摩，会引起通流部分严重损坏。

3.7产生大的热应力、裂纹，影响使用寿命。转子径向有温差，低周热疲劳，最终在表面产生裂纹。汽缸形状较复杂，各处温度差别大，在超过材料的屈服限后，会产生永久变形，产生翘曲。发生较多的如汽缸法兰的变形，使水平接合面产生较大的间隙，易漏汽，须重新修刮，研磨，加工弄乎，或者用涂镀、喷镀等方法将凹处补平，再修刮，工作量甚大。应力集中产生裂纹，热应力大，超过材料的强度限；多次热应力变化，更促进裂纹的发展，应及时焊补修理。

4防止汽轮机进水的对策

4.1汽轮机运行时，要注意监视汽缸金属的温度，当汽缸上下金属部分的温差大于56℃时，必须立即停机，并迅速切断与水源的联系（温差升高，说明下缸底部积水）。即使停机后也要注重汽缸金属的温度。

4.2注意监视锅炉汽包、给水加热器、除氧器和排汽装置水位，杜绝满水情况发生。

4.3启动时，主蒸汽和再热蒸汽系统、汽封系统的暖管疏水要畅通，疏水阀要及时打开。在机组增加负荷至10％额定负荷时，再热阀上游各疏水阀应保持开启状态，以便排除再热主汽门上游的疏水；为了排放汽轮机再热调节汽门下游的疏水，在机组负荷达到20％额定负荷前应保持开启状态。在降负荷过程中，当负荷降至额定负荷的20％时，再热调节汽门下游的各疏水阀应打开；当负荷降至额定负荷的10％时，还要将再热汽门上游的各疏水阀打开，直至汽轮机冷却为止。疏水管径不应过小，疏水要畅通。

4.4汽轮机的疏水阀应采用动力操作，且执行器失去动力源时，疏水阀应处于开启状态。由于主蒸汽管道上的疏水阀阀前后承受很大压差（超临界机组阀前蒸汽压力25.4MPa，阀后与真空状态的排汽装置相通），关闭稍不严密，蒸汽就会泄漏。泄漏的高温高压蒸汽不经汽轮机做功直接排入排汽装置，既减少了机组的出力，同时又增加了排汽装置的热负荷。因此，电厂在招标时候应选择能适应高压差、泄漏等级低的进口气控或电控阀，虽然价格较贵，但从长远考虑，还是十分经济的。

4.5滑参数停机时，汽温和汽压应按规定逐渐降低。一定压力下的主蒸汽温度应保证有大于50℃的过热度。进入汽轮机汽封的蒸汽，也应保持12.1℃以上的过热度。

4.6当高压加热器保护装置发生故障时，不应投入运行。如发现加热器水位升高时，应把正常运行时排至低压加热器的过量疏水切换到流入排汽装置。抽汽逆止阀在加热器水位高时，应自动关闭。

4.7在再热器的减温水调节门前设置1个动力操作截止阀，这两道阀门都应能主控室远程操作。当再热器内蒸汽停止流动时，两阀门应能迅速自动关闭。

4.8锅炉灭火过程，在锅炉灭火时，汽机应及时降负荷，并保证蒸汽参数有足够过热度，如蒸汽温度在10min内下降大于50℃，及时打闸停机；锅炉短时间内无法点火，主再热蒸汽温度下降到420℃时，汽机应打闸停机，防止蒸汽带水进入汽轮机；检查高、中、低压段疏水开启，检查各段抽汽逆止门、电动门关闭；监视各加热器、除氧器、排汽装置水位正常，水位报警及保护应可靠；检查轴封汽源切换正常；监视汽缸温度、汽缸温差、振动、轴向位移等参数无异常。

4.9停机过程

在停机时，根据负荷下降情况，高、中、低压段疏水顺序开启，否则手动开启。严密监视各加热器、除氧器、排汽装置水位，并根据实际情况，可退出高、低压加热器汽侧和切换除氧器汽源，关闭各段抽汽逆止门、电动门，开启抽汽管道上的疏水门。根据锅炉减温水使用情况及时关闭给水泵中间抽头。停机后运行人员应经常检查汽轮机的隔离措施是否完备落实，检查汽缸温度是否下降，汽轮机上、下缸温差是否超限。

5结语

汽轮机油中带水对汽轮机的正常运行将造成较大的影响，所以在汽轮机运行时，应加强对汽轮机润滑油的监视和调整，尽量避免汽轮机油中进水，从而保证汽轮发电机组的安全稳定运行。

参考文献：

[1]孙丽君，李丽萍.汽轮机供油系统进水的事故分析与处理[J].华东电力，2010.

[2]王帮军，孙学海.汽轮机润滑油中进水原因分析及治理措施[J].吉林电力，2012.