摘要：长兴电厂330MW机组汽轮机在大修过后运行中中压缸尾部下缸壁温比上缸壁温高30-40℃，存在“倒挂”现象，本文从机务方面及温度测量方面对温差“倒挂”现象进行了分析，判断所有可能的原因及处理方向，同时提出运行中事故预想及后续处理计划。
关键词：330MW机组；缸温；汽轮机；中压缸。
1 概况
长兴电厂2号机组于2003年5月投产发电。汽轮机为上海电气电站设备有限公司汽轮机厂生产的H156型330MW亚临界、中间再热、单轴、双缸、双排汽、凝汽式汽轮机。机组于2004年11月完成首次A级检修，于2010年11月7日完成第二次A级检修，2013年2月至5月进行扩大性B修，期间同步完成汽轮机高中低压缸通流改造，改造后机组变更铭牌出力为330MW。高中压缸同缸布置，缸内共四级抽汽，一抽从高压第8级后抽汽，二抽从高排区抽汽，三抽从中压第5级后即#1中压静叶持环后抽汽，四抽从中压排汽区抽汽。2016年6月22日完成第三次A级检修。2016年A修后，#2机在正常运行中，中压缸电端上下缸壁温差存在倒挂现象，正常运行时下缸壁温高于上缸壁温30-40℃。
2 仪控侧分析
2.1 运行状态：
CRT查看2号机组正常运行时中压缸（电端）上、下缸壁温倒挂，下缸壁温比上缸壁温高 30-40℃。查阅2号机组2019年2月、2018年10月开机曲线，发现启机冲转带负荷至130MW左右过程，上缸壁温比下缸壁温高，负荷高于130MW时，下缸壁温比上缸壁温高。
2.2 检查过程：
2号机组中压缸（电端）上缸壁温为K分度双支热电偶，分别送信号至DCS及DEH（DCS侧TE25310及DEH侧TmlpB3）。
2号机组中压缸（电端）下缸壁温为K分度双支热电偶，分别送信号至DCS及DEH（DCS侧TE25311及DEH侧TmlpC3）。
元件均通过大机E接线盒进行中间转接。经查看，元件至DCS、DEH双支元件均一致。
仪控人员至就地E接线盒结合接线图纸进行核对，接线端子及热电偶极性均符合图纸。
对DCS及DEH机柜进行接线检查发现，接线均无异常，元件测量正常。
2.3 仪控侧原因分析：
1）E接线盒上下缸壁温补偿导线至就地元件处可能发生交叉；
2）就地元件安装不到位；
3）元件性能下降存在测量误差。
3 机务侧分析
3.1 现象描述：
3.1.1 #2机组2016年A修前、后正常运行时对比
调取2016年A修前中压缸电端上下缸壁温变化趋势，发现#2机中压缸电端下缸壁温为333℃，上缸壁温为329℃，温差为+3℃。
调取2016年A修后机组正常运行时中压缸电端上下缸壁温变化趋势，发现#2机中压缸电端下缸壁温为366℃，上缸壁温为332℃，上下缸温差为-38℃。
3.1.2 #2机组近两次开机过程分析
调取2018年3月13日开机时中压缸电端上下缸壁温变化趋势，发现在机组启动中，在86MW负荷之前，#2机中压缸电端上缸壁温高于下缸壁温；在86MW负荷时，#2机中压缸电端上、下缸壁温相近；在86MW负荷之后，#2机中压缸电端上缸壁温低于下缸壁温，随着机组加负荷的进行，温差逐渐增大，最大时为-42℃。
调取2018年10月4日开机时中压缸电端上下缸壁温变化趋势，发现2018年10月4日开机时中压缸电端上下缸壁温变化趋势与2018年3月13日开机时趋势基本相同。
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3.1.3 #2机中压缸壁温异常测点分析
根据中压缸连接管道布置方式进行分析，中压缸电端上方布置中压缸排气管道，下方布置四抽管道；中压缸级间有三级抽汽，布置在中压缸下方；中压缸进汽管道布置在缸体下方；另外，高中压缸间布置平衡管4根，上下缸各2根，平衡管将高压缸排汽腔室与中压缸排汽腔室联通。为此，调取了机组正常运行中三抽管道、四抽管道及高压缸排汽管道温度进行对比，发现布置在中压缸电端上方的排汽管道温度为327℃，布置在中压缸电端下方的四抽管道温度为320℃，中压缸上缸壁温为329℃，三者接近，而中压缸电端下缸温度为368℃，明显偏高于以上三处。
3.2 机务侧原因分析：
在以往经验中，由于汽缸下缸连接管道多，保温效果普遍比上缸保温效果差，故上缸温度一般略高于下缸温度，而#2机中压缸电端下缸壁温高于上缸壁温35℃左右。根据热力学方向定律，中压缸电端下缸壁温偏高是由周边温度更高的热源对其进行传热引起，从传热学角度来说，该部分内缸下壁的传热过程可能包括对流换热、导热和辐射换热。
布置在中压缸下方的平衡管温度为高压缸排汽来汽，温度低于电端缸体壁温，不会是热源；而三抽管道温度及中压缸进汽管道温度均高于电端缸体壁温。
中压缸三抽腔室临近中压缸排汽腔室，中压缸#2静叶持环外圆有定位凹槽，高中压外缸内部有与持环定位凹槽相配合的腰围凸肩，凹槽与凸肩轴向配合总间隙为0.20±0.05mm，从而形成了三抽腔室与中压缸排汽腔室的隔离。在2016年A修中定位凹槽和腰围凸肩检查未见异常，从结构上看，该处密封不严的可能性较小，但万一密封不严密，会造成三抽腔室蒸汽漏至中压缸排汽腔室，形成对流换热，如泄漏点在汽缸下方，将会引起中压缸下缸壁温的异常升高。
从中压缸整体结构看，中压缸进汽腔室中蒸汽不会异常漏至中压缸排汽区，但中压缸进汽管道距离中压缸电端下缸壁温测点较近，如保温情况不佳或保温中夹杂铅丝等导热体，会通过热辐射或导热的方式对温度测点造成影响。
#2机中压缸电端上下缸壁温差偏大原因从机务角度上分析（不考虑温度测量装置偏差因素），有以下2点：
1） 中压缸三抽腔室中底部蒸汽漏至中压缸排汽腔室下方，引起中压缸电端下缸壁温异常偏高；
2）中压缸进汽管道对中压缸电端下缸壁温测点造成干扰，引起中压缸电端下缸壁温显示值异常偏高；
4 运行事故预想
锅炉点火后、汽轮机挂闸冲转前检查高、中压缸上、下缸温差≯42℃，若上、下缸温差＞42℃则禁止冲转。
汽轮机升速、暖机过程中严密监视高、中压缸上、下缸温差，当上、下缸温差＞55.6℃，检查汽轮机本体轴温、轴振、差胀等参数以及对就地汽轮机进行听音检查。若汽轮机本体参数存在明显异常，则汽轮机打闸，检查处理。
启动加负荷过程中，若上、下缸温差＞55.6℃，检查汽轮机本体轴温、轴振、差胀等参数以及对就地汽轮机进行听音检查。若汽轮机本体参数存在明显异常，则汽轮机打闸，检查处理。若汽轮机本体参数无明显异常，则快速增加机组负荷。
机组正常运行时，严密监视高、中压缸上、下缸温差应≯42℃，同时关注汽轮机本体轴温、轴振、差胀等参数正常；当高、中压缸上、下缸温差＞55.6℃时破坏真空紧急停机。
5 后续计划
从现场安装位置及机组安全运行的角度考虑，需机组停机后进行处理：
拆除该温度元件处保温，检查接线是否交叉，检查元件安装要求是否满足要求，并对温度元件进行校验；
检查#2机中压缸电端下缸壁温测点安装情况，检查下缸壁保温情况；
在下次#2机大修期间对中压缸#2静叶持环凹槽与下缸凸肩配合情况进行重点检查；
继续加强对#2机中压缸电端上下缸壁温差倒挂现象的监视。虽然自2016年以来温差变化无增大趋势，汽轮机#1、#2轴承振动情况正常，但上下缸温差偏大问题需高度重视。
参考文献：
[1] 纪昌宏，丁立波，李文霞. 汽轮机运行及事故处理[M]. 北京: 化学工业出版社, 2012.
[2] 勒智平,王毅林,张国庆,等. 电厂汽轮机原理及系统 [M]. 北京：中国电力出版社,2006.
作者简介：
周大伟（1989），男，助理工程师，从事发电厂汽机专业设备检修工作。
论文作者:周大伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/5
标签：中压论文; 汽轮机论文; 温差论文; 机组论文; 温度论文; 管道论文; 元件论文; 《电力设备》2019年第13期论文;