摘要：汽轮机作为发电厂三大重要设备之一，其能否正常安全运行直接关系发电厂运行的安全性。针对某热电厂#2机停机后汽轮机高压缸上下缸温差大的现象，详细分析了造成缸温差的原因。在机组A级检修时对冷源进行了针对性的处理措施，目前上下缸温差控制在标准范围内，保障了汽轮机的安全性。
关键词：上下缸温差；冷源；硅酸铝棉毡；疏水系统；中分面间隙
Analysis and Treatment of Temperature Difference between Upper and Lower Cylinder of Power
Plant # 2
Huang Cheng
ID：51101119810521XXXX
Abstract: Steam turbine is one of the three most important equipments in power plant，whether its normal and safe operation is directly related to the safety of power plant operation. In view of the large temperature difference between the upper and lower pressure steam turbine cylinder, after the thermal power plant # 2 is turned off, this paper discusses the causes of temperature difference in cylinder in details. In the course of grade A maintenance, the cooling source has been checked and repaired, at present, the temperature difference between the upper and lower cylinders is controlled within the standard range，the safety of steam turbine is guaranteed.
Key words: Upper and lower cylinder temperature difference; Cold source; Aluminum silicate felt; Hydrophobic system; Mesomere gap
1引言
导致汽轮机上下缸温差过大的原因较多，多数情况下是由于汽轮机内进冷水或冷气。上下缸受热不均匀时导致上下缸温差大，当温差增大到一定程度后汽缸则会变形，形成拱背，使上下缸之间动静摩擦加大，甚至大轴弯曲或轴瓦磨损事故的发生。汽缸上缸温度高称之为正温差，反之为负温差，较常见的是正温差。
2故障概述
某热电厂#2汽轮机型号N110/C68-8.83/0.981，2005年10月投产。自投产以来，在停机后或是开机过程中，上下缸温差偏大的情况一直存在。近年来滑参数停机后#2机约7小时高压缸上下缸内壁温差迅速扩大至50℃以上，最大缸温差达到90℃左右，约45h后缸温差才能小于50℃。由于高压缸上下缸温差大于50℃不能立即恢复机组的运行，所以高压缸温差大的问题已经严重影响到了机组的安全和经济运行。
3上下缸温差大的原因分析
针对停机后#2机高压缸内壁上、下缸温差大的异常从冷源方面进行查找原因，暨冷水和冷汽的来源。主要从保温层、疏水系统、温度测点和其它相同或相似机组等四个方面进行查找问题。
3.1保温层现状分析
#2机运行中有对外供汽时，汽缸炉侧和电侧的保温层均有水滴，约2秒1滴。
2017年1月6日和2月27日，#2机滑停过程对汽缸本体结合部位的部分保温层进行拆除检查，虽然未发现漏汽现象，但是却发现保温层存在以下几个问题，如下图所示。
图1 电侧高压缸后部中分面凹位保温材料未填满间隙大
Fig.1 large underfill gap of insulating material in the middle concave of the rear of side high voltage cylinder
图2 下缸前轴封抽汽管道保温材料整体下沉并与本体脱开
Fig.2 the lower cylinder front shaft seal steam pipe insulation material sinking and disengaging from the body
图3 高压缸前轴封体外壳无保温材料
Fig.3 non-insulating material for front axle housing of high pressure cylinder
图4 高压缸连通管法兰处凹位保温未填满意间隙大
Fig.4 large unfilled gap in concave insulation at flange of high pressure cylinder connecting pipe
图5 高压上缸保温比标准要求普遍偏厚
Fig.5 universal thickness of standard insulation ratio for high pressure upper cylinder
汽缸本体保温滴水和多处保温材料脱落及不符合工艺要求，一定程度上已影响到上下缸温差的增大。
3.2疏水系统现状分析
重点对影响上下缸温差的疏水系统进行排查,共发现以下9个门存在内漏。
运行中检查各疏水门内漏情况：
停机后检查与母管联络门内漏情况：
疏水门不同程度的内漏，特别是停机后母管蒸汽从内漏的阀门倒回至汽缸内，连续的冷源倒回至汽缸导致上下缸温差增大。
3.3温度测点的分析
温度测点的位置、大小和插入深度是与厂家设计一致。从停机后缸温的变化曲线来看，可以初步判断缸温测点可以真实的反映缸温。
3.4相同或相似机组是否存在同样的问题分析
3.4.1 #2机与#1机上下缸温差的主要区别
滑停后#2机约1.5小时缸温差大于50℃，最大约90℃；#1机小于50℃，最大约47℃，通过历史曲线的对比两台机上下缸温度变化基本相同。
3.4.2是否受穿堂风的影响
与#1机同在汽轮机主机房内，可以排除下缸温度是受到穿堂风的影响。
3.4.3 国内其它相同或相似机组的情况
通过与厂家联系，由于此类型机组现在已基本被淘汰，从相似机型的5个电厂了解到同样存在上下缸温差大的异常。有的电厂通过保温层的更换缸温差已得到了控制。
通过调查得出相同或相似机型也存在类似的问题。主要是因为机组容量小，高压缸下缸设计有几段抽汽管，其60%的面积已被抽汽管布置，所以对施工的难度增加特别大，较难满足设计要求。
4处理措施
4.1 保温材料更换为品质和性能更高的材料。随着材料的不断更新和性能的改进提高，经与厂家沟通和其它兄弟电厂使用情况的了解，将原设计的保温材料由硅酸铝纤维毡更换为硅酸铝棉毡。主要表现在中性、氧化环境下能长期使用时，硅酸铝棉毡仍能保持更良好的抗拉强度、韧性和纤维结构；耐温为提高至950～1400℃；化学稳定性、热稳定性更好；以及吸音降噪性能，抗拉强度大、热导率低和热容量低更好的优点等。
4.2 扩大本体保温材料的更换范围。机组A修时机本体保温材料更换一般仅对上缸保温材料进行更换。为了达到好的保温性能或不出现接口处脱离现象，特将更换保温的范围进行了扩大。高压缸上缸保温包括上缸本体保温及与之连接4个调门的保温、4条导汽管（至0米层）保温的更换及其连接部分保温的衔接工作。高压缸下缸保温包括下缸本体保温与之连接的抽汽管道至第一个法兰接口处、疏水管道5米范围内的保温的更换及其连接部分保温的衔接工作。
4.3 重新编写保温层的技术规范对目前普遍存在的凹形表面保温问题作出了专项规定。暨对于凹形表面先用小块材料贴塞平，然后再贴大张材料。对于保温层间的接口也有明确有规定，暨每层都要错开接缝进行粘贴，每粘贴60mm厚度后，用铁丝在螺柱中拉紧。
4.4 严把质量验收关。增加机组投运后的实际温差作为考核条件之一，这样施工单位施工时自然就会更加认真负责。在施工过程中发现部分螺杆脱落和锈蚀严重，要求全部补齐和更换处理，以利于安装保温层。在粘贴硅酸铝棉毡以前，必须把汽缸外表面清理干净，清理后的金属表面不能有锈蚀，以防粘贴不牢和脱壳，否则不予验收。
4.5 对于保温层滴水的处理。A修时对高中压缸中分面间隙进行测，最大0.35mm，在高节级处位置；最小0.06mm，在中压缸轴封位置；抽汽旋转隔板位置间隙0.20mm，以上间隙均为穿透性间隙。按照标准进行汽缸中分面研磨，按冷紧要求紧固1/3汽缸螺栓，高压缸水平结合面0.03mm塞尺自内外两侧检查均不得塞入，一般不得塞入，个别塞入部分不得超过汽缸法兰密封面宽度的1/3。
图6 高中压缸中分面间隙
Fig.6 middle face clearance of high school cylinder
4.6 内漏阀门的处理。A修时对高温高压疏水门更换为高品质复合阀门；普通疏水门根据密封面情况进行研磨或更换阀门；对于大直径的供热电动门（DN600）进行研磨处理。通过对内漏阀门的处理，有效的防止了低温汽源倒回汽缸引起缸温差增大。
4.7 温度测点的处理。A修时对热工专业对温度测量元件进行更换；并与厂家设计部门进行确认测点孔径和安装深度的问题，同时确认上内壁 ф14mm 深179mm，下内壁 ф14mm 深164mm，上下外壁 ф14mm 深6mm，要求探头插到底且安装稳固。
4.8 停机后对疏水门的操作优化
运行人员操作中注意疏水串联门的操作规范性，暨串联门一次门全开，二次门调整；关闭时先关闭二次门，后关闭一次门，最后稍开二次门后再全关。采用闷缸措施，停机后保持各疏水关闭，每隔两小时左右开启各疏水2-3分钟，防止汽缸积水；待缸温差减小后或停止盘车再结束汽缸的定期疏水工作。
5 现状情况对比
主要通过对保温层、疏水系统内漏阀门和操作优化的多种措施后，有效的防止了低温汽源和水源引起缸温差增大，并取得了良好的效果。
5.1 #2机运行中有对外供汽时，汽缸炉侧和电侧的保温层已经没有滴水现象。
5.2 #2机A修前停机2017年10月1日上下缸温差最大86℃。A修后2018年2月10日停机后上下缸最大温差37℃。详见下列曲线对比
A修前上下缸最大温差86℃
The maximum temperature difference of upper and lower cylinder before a repair is 86
A修后上下缸最大温差37℃
The maximum temperature difference of upper and lower cylinder after a repair is 37
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论文作者:黄成
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：温差论文; 疏水论文; 汽缸论文; 汽轮机论文; 高压论文; 中分论文; 保温材料论文; 《基层建设》2018年第31期论文;