汽缸快冷装置在黄埔发电厂的实际应用

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摘要：发电厂大容量汽轮机热容量大，保温性能良好，停机后自然冷却时间长，汽缸内金属温度下降速度一般为0.75℃―1.5℃/h之间，这样使得机组检修工期延长，机组可用系数降低。为了加快汽轮机停机后的冷却速度，缩短停机后的冷却时间，利用在汽缸中通热空气的方式对汽轮机高中压缸进行冷却。本文对广州黄埔电厂300MW机组停机后，汽缸快冷装置投、退的具体操作、注意事项等实际应用方面的情况进行了介绍，并对取得的效果进行比较分析，从运行操作的角度提出可供参考的意见。

关键词：快冷装置；投入；退出；注意事项

中图分类号： TK263.1文献标识码： A

1.概述

广东粤华发电有限责任公司（黄埔发电厂）#6汽轮机组型号为N300-16.5/535/535，300MW亚临界、一次中间再热、单轴四缸四排汽、凝汽式汽轮机，由上海汽轮机厂(STC)制造。为了进一步提高机组运行的经济性、安全性、可靠性，2013年初利用大修机会，由上海汽轮机厂对#6汽轮机本体通流部分进行改造，改为N330-16.18/535/535型中间再热汽轮机。同时机组汽缸冷却系统由蒸汽冷却改为压缩空气冷却，汽缸快冷装置使用镇江宇发电力辅机有限公司提供的型号：YFTDSK-Ⅱ-250型设备。

2.具体操作

2.1投入前检查

2.1.1汽机快冷装置电源已送，控制盘上电源指示灯亮，流量计指示为零。

2.1.2空气压缩机运行良好,供气压力正常,调整好压缩机供气方式，送气至汽机快冷装置总门前，快冷装置总门前各疏水门微开。

2.2快冷投入操作

2.2.1关闭以下阀门：高压缸上、下夹层进汽三次门后疏水，快冷装置至中压缸进气总门,快冷装置至高压缸内缸进气总门，快冷装置至六段抽汽逆止门前排气门后疏水门，快冷装置至高压缸上、下夹层进气一、二次门，快冷至高压缸夹层进气总门。

2.2.2快冷装置进气：通知运行机组注意压缩空气压力,调节开启压缩空气至快冷装置进气总门，开启快冷装置#1、2气水分离器疏水门,快冷装置进气#1、2阀，进行送气吹管,控制集气箱压力0.1MPa。疏水10分钟后，微开快冷装置#1、2气水分离器疏水门、快冷装置#1、2加热器疏水门，用压缩空气至快冷装置进气总门调节气压至0.6 MPa。

2.2.3投入电加热器（按照电源开关、1气动阀、2常温风开关、3加热开关、4加热闭合开关顺序投入，在加热设置器设置目标温度），根椐汽缸最高金属温度决定加热空气温度，最初控制最高金属与空气温差小于50℃，逐渐开大压缩空气至快冷装置进气总门，控制集气箱压力0.6 MPa左右。

2.2.4汽缸暖管送气：空气温度接近设置温度后，关闭以下阀门：高、中压导管疏水二次门，中压下缸进汽短管疏水二次门，高压缸上、下夹层进汽三次门后疏水，高中压快冷母管疏水门。稍开快冷装置至高、中压缸、高压缸夹层总门进行通气暖管，暖管至管金属温度上升至无变化，开启快冷至二段抽汽逆止门前排气一、二次门，开启快冷至六段抽汽逆止门前排气一、二次门，关闭快冷装置至高压上下夹层总门前排大气门。

2.2.5暖管送气后应检查高、中压缸快冷排气气管应有热空气排出。

2.2.6根椐差胀及各部温差调节高、中压冷却总门的开度，一般高、中压缸冷却总门初期可全开，高压夹层冷却总门微开，视高、中压缸温降开大高压缸夹层冷却总门和关小中压缸冷却总门。高压缸冷却总门可以全开。

2.2.7在冷却初期，因疏水管内存有冷湿气，故开始送气时流量仍应很小，待疏水管得到充分暖管后，根椐汽缸金属温度水平逐渐降低空气设定温度或增大空气通流量。

2.3退出操作

当高、中压最高金属温度达到150℃且无明显回升，可停止汽轮机的快冷操作。

按顺序退出快冷控制柜运行（退出加热器闭合开关、关闭加热开关、关闭热常风开关、关闭气动阀、关闭电源），关闭压缩空气至快冷装置进气总门，关闭各冷却气总、分门、微开快冷装置母管疏水门，开启快冷装置至高压夹层总门前排大气门，关闭快冷至二段抽汽逆止门前排气一、二次门，关闭快冷至六段抽汽逆止门前排气一、二次门，其它各阀门恢复机组启动前状态。

2.4注意事项

2.4.1主机油系统、顶轴油系统及盘车装置、凝结水及低压缸喷水系统、循环水、工业水系统应始终保持正常运行，以上任一系统退出运行，应马上迅速关闭空气总门停止强迫冷却，待查明原因恢复正常后再决定是否继续冷却。

2.4.2快冷疏水工作应提前1小时进行，快冷装置投运期间每30分钟抄录汽缸金属温度表一次，严密监视汽缸各部金属温度变化，应加强对盘车电流、转子偏心值、轴向位移、缸胀、差胀、缸温、大轴偏心值等重要参数的控制及密切注意机组动静部分声音正常，发现异常或超限立即停止冷却。

2.4.3强迫冷却结束应连续盘车一段时间，并继续做好监测记录工作，注意汽缸温度不反弹，盘车电流正常且稳定，大轴偏心值正常稳定，方可停盘车。

2.4.4加热器投运必须先进气暖管，进气温度预设值应略低于调整段金属温度，待送气后金属温度稳定1小时以后逐步开始降低。

2.4.5在加热温度满足的条件下，应尽量保持较高的快冷气压力，一般情况下应维持快冷气压力0.6MPa，如快冷气量不足，则难于保证温降速度。

2.4.6随时注意高、中压缸最高金属壁温的温差应＜8℃，如该温差超过8℃时应减少高压缸夹层和中压缸的供气量(通过调整高压夹层和中压缸进汽总门开度)，实现高、中压缸金属壁温的平衡下降。

2.4.7冷却装置投运时，内部设备附有水雾时，需开气水分离器疏水门（压缩空气含水大）。

2.4.8汽缸快速冷却时，进气温度控制以高、中压缸最高金属温度为控制标准，按下列温度差严格控制：

金属温度300-400℃时，温降率应小于5℃/h，热空气与金属温差小于50℃；

金属温度200-300℃时，温降率应小于6-8℃/h，热空气与金属温差小于80℃；

金属温度150-200℃时，温降率应小于8-10℃/h，热空气与金属温差小于100℃。

2.5控制指标

2.5.1轴向位移：0.9～0.9mm。

2.5.2高缸差胀：3.5～2mm。

2.5.3低Ⅱ缸差胀：

2.5.4大轴偏心值：不超过原始值0.02mm。

2.5.5汽缸温差值:如下表1

名 称 限额

降温时

汽缸上下内壁(内缸) 温差 35℃

汽缸上下内壁(外缸) 温差 50℃

高中压内外缸壁温差 80℃

3.效果检验

黄埔发电厂300MW机组投产17年来，汽缸强制冷却技术得到了很好的应用，缩短了检修工期。在投入冷却的初期，降温速度可以达到高限8～12℃／h。但是到了后期，蒸汽和汽缸温差已经不大，降温速度只能达到1～2℃／h。以下是黄埔发电厂#6机（300MW）改造前后三次汽缸冷却比较如表2：

项目 蒸汽强制冷却

（改造前7月20日） 空气快冷

（改造后11月16日） 自然冷却

（改造前6月23日）

冷却开始缸温（℃） 348 317 350

冷却结束缸温（℃） 150 150 150

所用时间（h） 59 46 122

平均降温速率（℃/h） 3.36 3.63 1.64

表2强制冷却与自然冷却比较

（温度点取开始冷却时汽缸最高温度点）

从上表中我们可以看出，使用了蒸汽强制冷却或者空气快冷比自然冷却要缩短60多个小时（约两天半时间），取得了明显的经济效益。空气快冷与蒸汽强制冷却相比，减少了循环水泵、真空泵、凝升泵等耗电辅机运行，节能降耗更加明显。

4.操作建议

汽缸快冷装置在电厂的应用已经非常成熟，但从我厂的实际使用中，也存在汽缸内外缸负温差（外缸温度高于内缸温度）以及上下缸温差大的情况。操作上，我建议当上述情况出现时，减少内缸和下缸的进气量，如果没有相应的控制阀门，无法进行局部的控制，就必须减少进气总量或提高进气温度方面进行控制，尽量避免出现负温差，上下缸温差也必须控制在允许范围内。

5.结语

从汽缸快冷装置在广州黄埔发电厂#6机（300MW）的使用情况看，采用汽缸快冷装置降低汽缸温度是十分安全、高效、可靠的，对缩短检修工期很有效，实现了节能降耗，操作上也不复杂。当然，我们也不能过于追求冷却速度而忽略了汽缸温差超限的危害，严格控制好各指标符合要求。

参考文献：

[1]YFTDSK-Ⅱ-250型汽缸快冷装置使用说明书

[2]黄埔发电厂《300MW运行规程》