～章汽轮机辅助设备附系统故障分析与诊断.doc

第九讲 汽轮机辅助设备及系统的故障分析与诊断 第一节回热系统的故障特性分析 一、给水回热加热与火力发电厂安全经济运行 回热加热系统是现代化火电机组主要热力系统之一，它由高压加热器、除氧器、低压加热器及连接管道和阀门组成。其中的高压加热器在高温、高压条件下工作。长期以来，由于设计、制造、安装和运行等各方面的原因，高压加热器系统的故障频繁出现、投人率低，已成为影响大机组等效可用系数的第二位因素，仅次于锅炉爆管。就是在高压加热器的有限的投入率下，由于给水侧短路现象的存在，给水温度也会严重偏离对应负荷下的给水温度，严重影响了大机组高效低耗优越性的正常发挥，甚至威胁主机或其他设备的安全运行，引起严重的设备损坏故障。 对于发电厂的锅炉来说，给水温度是其设计的重要参数之一。进人锅炉的给永温度的变化会影响锅炉水冷壁、过热器、再热器等各部位的吸热量分配，同时也影响锅炉内各部位的温度分布，影响锅炉的燃烧情况。如果给永加热的一部分不能投人运行(如高加停运)，就会影响锅炉的正常运行，甚至导致锅炉故障。 很多发电厂的汽轮机，其隔板、喷嘴、叶片等，是按有抽汽供给给水加热器的情况设计的。在一定负荷下．如果给水加热器的一部分停运，减少了抽汽，就可能造成汽轮机一部分隔板、叶片等部件所受的力超过设计允许值。所以，有些汽轮机对停用加热器时的机组发电出力有所限制，如国产125MW和200MW机组在高压加热器停用时要限制负荷10％。但也有一些机组，加热器停用时机组发电出力不受限制，甚至有的机组还允许在停用加热器时超出力运行。 给水加热器不能正常运行，还常常威胁主机或其他设备的安全运行，甚至引起严重的设备损坏事故。给水加热器管系泄漏或其他原因引起加热器汽侧满水，使水经过抽汽管道进人汽轮机，造成汽轮机汽缸变形，胀差变化，机组振动，动静碰磨，大轴弯曲，甚至叶片断裂等事故。这类由于加热器故障而引起汽轮机进水的事故，在国内外发生过多起。在国内，发生过因加热器故障，给水联动装置失灵，引起锅炉断永停炉的事故；发生过高压加热器的蒸汽冷却器内部钢管泄漏，引起高压加热器汽侧满水，而危急疏水门、电动进汽门、给水旁路联成阀均失灵，汽侧安全阀设置不合理，以致高压加热器汽侧壳体爆破的事故；发生过给水加热器疏水管路冲刷泄漏，水喷向发电机，以致发电机出口电压互感器短路的事故；发生过高压加热器疏水系统运行不当，疏水管道剧烈振动，被迫停机的事故；发生过疏水管道弯头磨薄、爆破，喷出热水烫死人的事故。 有关统计资料表明，回热系统对电厂效率的影响很大，给水温度降低10℃，热耗率增加约0．4％。大容量机组的高压加热器若不能投人运行，将使机组出力降低8％～10％，煤耗率增大3％～5％。另外，高压加热器发生事故还会严重威胁锅炉、汽轮机的安全。所以。应用先进的诊断技术及早发现回热系统的故障并及时采取相应措施，把故障损失降低到最小程度，提高整个电厂循环的热经济性，是亟待解决的任务。 二、回热加热系统的可靠性模型 在火力发电厂中，为了把锅炉给水的温度加热到设计值，需要设置若干台加热器串联运行。例如，在一台300M我机组的回热加热系统中。共设八级加热。这种串联系统可简化成如图8-l所示的通用模型。 二、回热加热系统的可靠性模型 在火力发电厂中，为了把锅炉给水的温度加热到设计值，需要设置若干台加热器串联运行。例如，在一台300M我机组的回热加热系统中。共设八级加热。这种串联系统可简化成如图8-l所示的通用模型。 很显然，串联系统能否正常工作取决于系统中所有设备能否正常地执行其功能。某一设备发生故障，就会使整个系统失效，所以整个系统的可靠度应小于等于系统中各单元可靠度的最小值，即 三、影响回热系统可靠性的因素 由于发电厂给水回热加热系统是一个串联系统，其故障率是组成系统的各部件的故障率之和。影响整个回热系统的可靠性的因素有： (1)系统中单元数的多少。组成系统的单元(部件)数越多．系统的故障率就越高。即使是各单元的可靠度很高，在单元数很多的情况下，系统的可靠度也不高。对于汽轮机组而言，随着单机容量和主蒸汽参数的提高，回热级数的增加，回热系统复杂度的增加，机组可靠性将下降。 (2)系统中单元可靠度。在回热系统中有许多单元，且每一个单元的可靠度是不相同的。有些单元(如低压加热器)的可靠度在较长时间内可以维持较高的值，而有些单元(如高压加热器)的可靠度随时间的变化下降得根快。在一个串联系统中，可靠度最小的单元对整个系统的可靠度的影响最大。事实上，高压加热器的可靠性对整个回热系统的可靠性有着决定性的影响。 (3)执行工作任务的时间。对于同一个单元或同一个系统，随着工作时间的增加，其可靠度是逐步下降的。当可靠度下降到一定值后，系统(或单元)就不能稳定工作，