快冷技术在300MW机组冷却过程中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇快冷技术在300MW机组冷却过程中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本文对我公司汽轮机快速冷却装置的系统流程、工作原理进行阐述，并根据实际操作过程中取得的经验进行整理汇总，并对快冷系统优化后效果进行分析。

关键词：快冷技术；温降率；温差

中图分类号：TM621.7文献标志码：A

前言

为有效缩短汽轮机组停运后缸温冷却时间，快冷技术被广泛应用，与自然冷却相对而言，快冷技术是通过向汽缸内引入具有一定压力、温度的冷却介质，在确保汽缸各部金属的温降率、温差及热应力都在允许范围的前提下，控制汽轮机各部缸温均匀下降的一项技术，其常用的冷却介质为蒸汽或压缩空气。

快冷技术的熟练应用，可为汽轮机组本体检修或油系统维护消缺节省工期。但操作不当，也会造成快冷装置损坏、汽轮机胀差超限、汽缸各部金属温差超限等不良后果。现将我公司快冷投运过程中缸温调整控制经验及对快冷系统流程的优化效果进行总结，为运行调控提供参考。

1 快冷装置简介

我公司采用华能电力设备有限公司生产的汽轮机快速冷却装置，该装置入口与厂用压缩空气系统连接，为进一步洁净压缩空气，该装置配有两个串联的油水分离器。空气经分离后进入两个电加热器，压缩空气被加热到预定温度后，分别经高、中压缸供气分门进入汽轮机，以达到按规定的速率冷却缸温的目的。

1.1 汽轮机快速冷却装置技术参数

型号：YQL-II.180

额定电流：136A

输入/输出电压：380V

加热器功率：180KW

空气流量：60m3/min

工作压力：0.8MPa

最高温升：350℃/15m3/min

控温范围：0～400℃

1.2 快冷系统流程

我公司各台机组快冷装置所用强迫冷却空气均为顺流方式，即高中压缸为空气顺流冷却。机组停运后，强迫冷却空气在汽缸内与蒸汽流经途径相同，逐级流动冷却汽轮机各部件金属温度。流程如下：

（1）高压缸冷却空气由高压调节阀主汽管道疏水管引入，经高压缸排气管逆止门前排气口排出。（2）中压缸冷却空气由中压联合汽阀阀壳疏水和中压内缸疏水管引入，经四抽逆止门前的排气口排出，或通过凝汽器真空破坏阀排出。

2 快冷装置的投运操作经验汇总

2.1 快冷装置投运条件

（1）快冷系统投运时，汽轮机需自然降温24小时，并确认缸温在350℃以下。

（2）快冷系统投运时，循环水系统必须投运正常。

（3）快冷系统投运降温过程中，盘车必须保持连续运行。

2.2 快冷装置投运前的检查

（1）压缩空气至快冷供气手动门开启，检查压缩空气气源正常。

（2）电加热器试运正常，#1、#2电加热器串联。

（3）快冷装置上的温度、流量测量装置完整，控制器稳定灵活。

（4）快冷集箱对空排气关闭，快冷装置出口至高、中压缸供气分门关闭，调节阀主汽管疏水门关闭，中压联合汽阀阀壳疏水和中压内缸疏水门关闭。

（5）快冷系统上的所有疏水门开启，高、中、低压缸各快冷排气门开启，高、中压缸快冷供气分门管道疏水开启。

2.3 快冷系统暖管

在快冷控制柜上合上开关HK，开启钥匙开关SK，在XMT-191数字温度调节仪上设定需要的温度，设定上限温度，设定下限温度，温度设定好以后，将控制方式打至“就地”位，然后按下“启动”按钮，快冷进气电磁阀自动打开，加热器开始工作，检查快冷装置电源三相电压、电流平衡。

操作要点：及时调整快冷来气入口手动门，保持快冷集箱压力0.4MPa以上，且有足够的压缩空气流量，放置加热器干烧或断流跳闸。

2.4 投运快冷系统

快冷系统疏水暖管结束，关闭系统所有疏水排污门，设定加热器出口温度小于缸温50～60℃，逐渐开启高、中压缸进气分门，对汽轮机进行冷却。随着缸温的下降和进气量的要求，加热器可以由最初的串联运行切换为并联运行。

操作要点：注意调整高、中压缸进气量一致，使高、中压缸温降平稳，且速率一样。

注意事项：快冷系统投运降温过程中，盘车必须保持连续运行，若盘车掉闸，应及时停运快冷。

2.5 快冷系统停运

（1）当缸温最高点温度降至150℃以下时，稳定1小时，可停运快冷系统。

（2）快冷系统上的所有疏水门开启，高、中压缸供气分门前管道疏水开启。

（3）关闭高、中压缸供气分门，高、中、低压缸各排气门。

（4）将ZK-3可控硅电压调整器拨向手动位置，档位拨到“0”，观察集气箱出口温度降至80℃以下时，将快冷控制柜上控制方式打至“就地”位，然后按下“停止”按钮，快冷进气电动阀自动关闭，关闭钥匙开关SK，断开开关HK。

（5）检查事项：为保证转子及汽缸冷却均匀，快冷投运结束，盘车连续运行不少于8小时，方可停运盘车。

3 快冷技术在实际运用中的优化

3.1 快冷系统流程优化

高压缸的压缩空气流经高排后，不再直接排向大气，而逆向流进高压缸夹层。经夹层加热供气管道进入夹层供汽联箱后排出。优化后快冷压缩空气在汽缸内、外壁夹层间多走了一个流程，使高中压外缸及法兰均匀冷却，有效的解决了高中压缸胀差难以控制、高中压外缸金属温度下降速度滞后的难题。

3.2 快冷投运过程中缸温控制的调整优化

控制缸温匀速下降的关键点是对两台电加热运行方式的熟练运用，进而有效的控制进入汽缸内压缩空气与汽缸金属的温差。电加热运行方式可分为串联运行和并联运行两种，串联运行可得到流量小、温度高的压缩空气；并联运行，在压缩空气气源满足的情况下，可达到较大流量的相对低温压缩空气。

根据实际操作经验，快冷投运过程中的操作可简化为以下三个阶段:

3.2.1 快冷装置投运初期

将两台电加热器串联运行，加热档位调至最大，用供气总门节流的方式调整压缩空气流量，进而控制压缩空气温度接近于缸温，以减少快冷投运过程中对汽轮机本体金属的冲击，避免出现快冷投运初期缸温快速下降的现象。

3.2.2 快冷装置投运中期

快冷装置投运后，通过调整供气总门开度控制控制快冷压缩空气流量，保持压缩空气与汽缸之间的温差在50～60℃之间，进而控制汽轮机缸温匀速下降，直到快冷供气总门全开。

3.2.3 快冷装置投运后期

快冷供气总门全开，压缩空气流量达到最大时，通过逐渐降低电加热器加热档位的方法，继续匀速降低快冷压缩空气温度，始终保持压缩空气与汽缸金属之间的温差在50～60℃之间，直至汽轮机缸温降至预定值，快冷结束。

4 快冷装置投运效果

4.1 汽缸金属温度下降速率控制效果

2012年9月#5机组转入C级检修后，通过合理运用快冷，机组在5天内即满足油系统停运条件，保证了轴系检查维护消缺任务的按时开展，比自然降温过程缩短3天以上。在整个汽轮机各部金属降温过程中，高中压缸胀差稳定的控制在-3～+6mm之间，快冷停运8小时后停盘车时，汽轮机各部金属温度均已降至120℃以下。

根据表1统计数据来看，在自然降温过程中，缸温下降缓慢，白天温降率最低只有1℃/h，夜间最高可达1.375℃/h。投入快冷装置前期，16小时内金属温降率可达到4.75℃/h，快冷装置投运中后期，缸温平均温降率逐渐下降。

表1 2012年9月#5机组汽缸冷却过程中主要参数统计表

4.2 汽缸各部温差控制效果

此次快冷投运过程中操作相当谨慎，现场24小时保持专人值班监控快冷装置运行状况，同时集控室内值班员每半小时操录汽轮机各部金属温度一次。在严密监视及精心调控下，汽缸各部金属温度平稳下降，各部件温差均有效的控制在允许值之内。

根据表2统计数据来看，在快冷投运中后期，高中压外缸内壁与高压缸内缸外壁温差在逐渐增大，主要是因为汽缸内、外壁之间的压缩空气充满度不足，导致高中压外缸内壁金属温降率滞后于高压内缸外壁温降率。

表2 2012年9月#5机组汽缸冷却过程中各部温差值统计表

4

4.3 快冷对汽轮机寿命损耗的影响

根据有关资料计算，汽轮机金属温降率在10℃/h以内且各部温差在允许值以内时，对汽缸和转子的寿命影响可以忽略不计。我公司#4、5、6机组快冷装置均采用干燥洁净的热空气对汽轮机各部件金属进行降温冷却，因空气与流过金属表面的换热系数小，当两者温差出现瞬间过大时，也不至于引起金属表面产生急剧冷却，而产生过大的热应力。实践证明，我公司现有的快冷装置电加热容量及压缩空气量，完全能控制金属温降率平稳的保持在5℃/h以内。由此可见，合理使用快冷技术对我公司机组寿命的影响可以忽略不计。

5 结语

对于300mw机组而言，检修工期缩短一天就意味着机组可多发720万度电，面对市场形势日益严峻的今天，我公司自备机组启动每提前一天对集团利益产生的影响不言而喻。合理正确的使用快冷装置，完全可以在保证机组安全的基础上，达到缸温快速冷却的目的，进而有效的缩短检修工期，实现机组提前启动。