長期調峰，汽輪機可能會發生水擊！

來源：江蘇金湖華升計量儀器有限公司 2022年04月08日 09:59

1. 概述

某電廠1號機組鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產的亞臨界、一次中間再熱、平衡通風、自然循環單爐膛汽包鍋爐，型號：HG-1025/17.5-YM11。汽機采用東方汽輪機廠生產的單軸、高中壓合缸，亞臨界，一次中間再熱，雙缸雙排汽，采暖用可調抽汽凝汽式汽輪機，型號為C300?-16.7.35+7+7。

2015年2月22日和4月17日，該廠1號機組發生2次機組緩慢升負荷過程中，出現負荷突降伴隨軸向位移突然向負方向（機頭方向）大幅竄動的情況。

2015年2月22日18:01:52，1號機組協調控制方式下緩慢升負荷過程中，機組負荷從203.66MW突然降到186.76MW，主汽壓力未變化但調節級壓力從7.97MPa 增到9.11MPa，同時發電機無功增大，調節級溫度下降100℃左右，軸向位移從-0.7mm降到1.1mm，4s后恢復。

2015年4月17日10:54:01，1號機組協調控制方式下緩慢升負荷過程中，機組負荷從232.76MW突然降到209.60MW，主汽壓力未變化但調節級壓力從8.08MPa 增到9.13MPa，同時發電機無功增大，調節級溫度下降130℃左右，軸向位移從-0.63mm降到-1.13mm，4s之后恢復。

2.原因分析

兩次出現同樣的現象說明造成這一現象的原因應為同一原因。考慮到無論有功或無功如何變化，只可能會影響到機前壓力的變化，不會影響到調節級溫度和壓力，因此首先明確了造成這一異常的原因不是電氣原因。

根據在短時間內（十幾秒）調節級溫度突降100多攝氏度，以及軸向位移突然向機頭方向竄動的現象分析，產生水擊的可能性比較大，又由于在4s后恢復，可分析出產生的水量較少，很快又汽化了。水擊應該發生在高壓缸內部，水遇到高溫蒸汽迅速汽化，導致調節級壓力升高，而調節級溫度迅速降低，同時軸向位移向機頭方向竄動，另外焓值降低負荷下降也都符合水擊的現象。

第1次出現該現象時，通過檢查高加水位等相關參數，水位非常平穩，沒有任何異常，第二次出現這種情況時高加處于隔離狀態，因此排除了從1號高加倒反水的可能性。另外，在高壓缸上還有疏水，夾層加熱等電動門或手動門，這些電動門或手動門檢查后都正常，沒有發生過變化，而且，即使發生變化，高壓缸內部壓力遠高于外部，水也不可能進入高壓缸。

通過仔細觀察對比，發現2次出現同一問題時負荷雖然不同，但是流量指令（總閥位指令）相同，都是75.6%左右，此時3號調門對應開度為8%左右，在其理論預起閥的范圍內。通過現場觀察，3號調門后到高壓缸的導氣管的走向為從6m 高調門后向下至4m左右，折向機尾方向再向上一直高過高壓缸后再折向下進入高壓缸，現場管道較長。

通過歷史趨勢發現，第1次出現該現象時，3 號調門關閉106h 未打開過，第2次出現該現象時，3號調門關閉170 小時未打開過，據此判斷水的來源為3號調門后至高壓缸的導氣管內由于長時間沒有新蒸汽流過，逐漸冷卻形成了水。通過查看歷史趨勢曲線發現，3號調門關閉72 小時未打開時，會出現調節級溫度降低40℃左右的情況，但是負荷和軸向位移沒有大的變化，3 號調門關閉24h 未打開時，相關參數基本沒有變化。

3. 結論

該廠1號機組出現的調節級壓力上升，實發功率下降，軸向位移竄動的事件是由于近期機組長期處于低負荷運行狀態，3號調門長期達不到開啟的條件，在突然開啟時，將導氣管內冷凝的水帶到高壓缸內形成水擊造成的。

4. 建議

在畫面設置1個報警，當3號調門超過24h未開啟時提醒運行人員“3號調門已24小時未開啟”，運行人員通過降低主汽壓力達到3 號調門開啟到15%以上再恢復。這種辦法只是目前臨時處理方式。電廠應將此問題提交東方汽輪機廠，從設計上尋求更好的解決辦法。

通過查看歷史趨勢曲線發現，該廠1，2號機組在4號調門剛開的時候也有類似現象發生，只是各參數變化不太明顯。通過與汽輪機廠溝通，汽輪機廠建議將4個高調門導氣管疏水聯通在一起然后再送至疏水擴容器，即在機組正常行時通過聯通在一起的疏水管保持經常不開啟的調門后溫度基本相同，從而保證機組不出現此類現象。

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