600MW机组快速冷却方法的研究

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1、600MW机组快速冷却方法的研究摘要：针对600;MW机组采用滑参数停机时调节级温度下降速度慢的问题，提出了上海汽轮机有限公司生产的600;MW汽轮机配置快冷系统的必要性，分析利用压缩空气进行快冷的安全性，并提出具体实施方案、投用快冷系统的操作及注意事项，最后对使用这一方法的效益进行了分析。;关键字：快冷速度　600MW机组　滑参数停运　热传输介质　运行安全;随着发电机组单机容量的增大和优质保温材料的采用，使机组的保温性能得到很大的改善，也提高了机组的运行热效率和安全性，但是对检修停机的等待冷却时间却大大增加。机组停机后，高压缸第1级金属壁温度为300

2、-400℃，要冷却到检修所需温度150℃以下，一般需要7―8d，直接影响检修工期的充分利用和机组的运行小时。600MW机组标准大修A级检修工期为58―60d，B级检修工期为30―45d，C级检修工期为20―26d。为了在很短的时间内消除主机存在的缺陷，汽轮机组采用快速冷却停机方式非常必要。下面以广东国华粤电台山发电有限公司1号汽轮机快速冷却方案为例，介绍600MW汽轮机停机冷却方法。600MW汽轮机概况广东国华粤电台山发电有限公司1号汽轮机为上海汽轮机有限公司(按照美国西屋技术)生产的N600-16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、四缸四排汽

3、、单轴、凝汽式汽轮机。该机组具有较好的热负荷和变负荷适应性，汽轮机调节系统采用数字式电液调节（DEH-ⅢA）。机组能够在冷态、热态等不同工况下启动，可采用定压和定―滑―定压运行方式运行。一号机组通过启动试运，机组从600MW负荷采用滑参数停机，调节级温度可以滑至280―340℃，需要7d时间，调节级温度才能降低到150℃，这时可以停止盘车及油泵。高压缸调节级温度降低很慢，尤其低温区域自然冷却温度降低更慢，自然冷却初期汽缸温度还会出现反弹，这种自然冷却方式不利于机组快速进入检修状态，冷却时间长，给机组检修带来了不便，延长了检修工期，减少了机组的等效利用时

4、间。快冷方式的选择快冷介质主要有蒸汽和空气两种。使用低压低温蒸汽冷却时，必须保证蒸汽具有50℃以上的过热温度。但要将汽缸金属温度降至150℃以下很难做到。首先，600;MW机组冷态启动的参数为：汽压5MPa，汽温340℃。另外，蒸汽比热容大，放热系数大，在不同冷却阶段很难调整，调整不当极易造成局部温降大和局部过冷，而产生很大的热应力，对机组寿命产生不利影响。而空气比热容小，放热系数比蒸汽小很多，无上述问题，通过调整，可较好地控制汽轮机的冷却速度。为了缩短汽轮机停机后的冷却速度，在汽轮机停机后的高温阶段，利用输送300-350℃的干燥洁净的热空气进入汽轮

5、机，并保持与汽缸内壁一定的温差，在规定范围内按比例降低汽缸温度，可以达到快速冷却的目的。3　机组采用压缩空气快冷安全性分析上海汽轮机有限公司曾经委托上海交通大学进行汽缸冷却速度及温度变化做有限的应力分析计算。根据上海交通大学研究报告：即使汽轮机处于高温状态，空气与金属的温差为100℃时，汽缸和转子的热应力峰值也不超过材料强度允许值，上海汽轮机有限公司生产的汽轮机高中压转子材料为30Cr1Mo1V，;经计算安全系数为3.75倍。在实际操作控制中，为了确保汽轮机的安全可靠性，可以人为地缩小加热后的压缩空气与汽缸金属温度的温差，使转子的热应力更小，高压缸调节

6、级处的金属温度高于300℃、200℃、150℃时加热后的压缩空气与金属温差一般控制在小于等于50℃、80℃、100℃。上海交通大学博士论文研究结果认为：适当地控制热空气和缸壁金属的温差，采用压缩空气强制冷却汽轮机，对汽轮机的寿命几乎没有影响。机组采用压缩空气强制快速冷却方案根据经验，600MW机组强制冷却装置选用气量60-70m3/min、加热功率200kW比较合适。1号机正常运行时蒸汽的流向：对于锅炉来的新蒸汽，经过置于汽轮机两侧的2个固定支承的高压主汽调节联合阀，由两侧的2个调节阀流出，通过4根高压导汽管进入高压缸喷嘴室，蒸汽通过4组喷嘴组进入调节

7、级及11级压力级后由高压缸下部两侧排出进入锅炉再热器。再热后的蒸汽从机组两侧的2个固定支承的中压再热主汽调节联合阀及4根中压导汽管从中部进入分流布置的中压缸，经过正反各9级压力级后，从中压缸上部4个排汽口排出，合并成2根连通管，分别进入1号和2号低压缸。低压缸为分流结构，蒸汽从中部流入，经过正反向各7级压力级后，从4个排汽口向下排入2个凝汽器。空气快冷管道的接口及快冷空气的流向：对于高压缸，压缩空气接在高压导汽管疏水管道上，管道为：Φ60×11，4根，管道材质为12Cr1MoV，分四路经过4组喷嘴组进入高压缸，在高压外缸疏水管道上接Φ48×5的接口，;

8、管道材质为12Cr1MoV；对于中压缸，压缩空气接在中压导汽管疏水上，管道为Φ48×5，管道材