张黎明，王征，王剑影，秦晓丽
（国电投南阳热电有限责任公司,河南 南阳 473000）
摘要: 总结低加温升异常现象，判定是低加旁路门内漏及低加抽空气管道连接顺序倒置缺陷等原因所致。消除阀门内漏及抽空气管道优化改造后，低加焓升趋于合理，取得采暖季50%负荷#7低加温升提升约22℃达设计值成效，按THA工况核算#7温升提高20℃降低热耗30.46kJ/kWh，也成功解决非采暖季#7低加温升偏大超设计值问题。通过冬夏季节及负荷高低参数比对，找出低加温升异常规律值得借鉴。排除低加因设计制造端差大造成温升低的可能，排查确认低加抽空气连接顺序倒置缺陷，是造成端差大温升低的论断，以及供热量变化导致低压缸及低加进汽量变化制约温升的观点正确。负荷变化25%低加总温升值变化约10%的规律值得参考。
关键词: 低负荷；季节；采暖季；低加；温升；异常；端差；抽空气；
0 引言
针对低压加热器（以下简称“低加”）温升异常，消除低加抽空气管道连接顺序倒置缺陷，解决低加温升低问题，值得参考。
1 概况
河南某电厂装机2×210MW，哈汽厂C160/N210-12.75/535/535/0.325型采暖供热汽轮机，分别于2008年3月、6月投产。#4至#7四台低加抽汽按照参数高低分别对应四到七段抽汽。中排即五段及采暖抽汽。2013年1月首次投入采暖供热，至2020年底，收费采暖面积759万㎡。2016年技改增加单机工业抽汽80t/h，实际夏季工业供热35t/h，冬季约100t/h。见表1序号3，依据汽机热平衡图，THA工况标定的#7到#4低加温升分别为33.5、35.7、16、25.2℃，总温升110.4℃。序号1、2、3对比，负荷变化25%低加总温升值变化约10%。
表1 各工况低加设计温升值及#1机运行温升值统计表
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两台机均存在低负荷时#7低加温升低问题等。经过现场排查，本该逐级自流按压力高低顺序连接的低加抽空气管道顺序倒置，引起压力等级最低的#7低加抽空气排放不畅通，特别是低负荷阶段汽侧压力低影响更重，导致不凝结的空气在低加汽侧滞留聚集，加热器壳侧憋压，阻碍了抽汽的进入，同时附着在管子表面的空气层放热系数小，增大了传热热阻，造成低加温升不足。检修优化低加抽空气管道连接顺序，实现压力等级从低到高顺序先后排入凝汽器，确保低加汽侧抽空气排放，成功解决#7温升低问题等。
2 故障现象
两台机低加温升异常现象基本一致。见表1，依据#1机数据，总结故障现象如下：
2.1低负荷阶段#7温升低，甚至#7低加出口水温较入口水温还要低。如机组105MW负荷，表1序号10，2021年#1机#7温升为-1.0℃，序号9，2020年温升为1.2℃。#2机#7温升也仅1.5℃左右。
2.2相同负荷时采暖季#7、#6低加温升较非采暖季温升小。如非采暖季负荷120MW时，2020.5月序号13的#7温升达10.8℃，2012年8月序号11达15.77℃，较序号12采暖季2020.1月#7温升1.3℃偏大较多；表1序号8、10采暖季#6低加温升分别为35.1、30.5℃，明显低于序号9非采暖季的44.9℃。
2.3同比发现，相同负荷时采暖季#5、#4低加温升较非采暖季的温升偏大。
2.4依据2008年2月投产后（无采暖负荷）性能试验结果，序号5、7分别对应THA及最大纯凝工况的每台低加温升实际运行值，与汽机热平衡图THA工况标定的低加温升设计值基本一致，甚至高于设计值。序号14，2020.05.07日非采暖季，在保证35t/h的外供工业抽汽，且负荷仅200MW低于THA工况210MW的情况下，每台低加温升实际运行值，与THA工况设计值也基本一致，总温升仅偏小5℃，高于序号4夏季工况标定的低加温升设计值。
2.5非采暖季较采暖季负荷增加对应#7温升增大明显，#2机还存在#7温升偏大超设计值异常现象。采暖季#1机负荷到150MW左右，#7低加才有温升趋势，而非采暖季机组120MW负荷2012年8月的序号11达15.77℃，虽然非采暖季低负荷时#7温升依然偏低较多，但是如序号14，非采暖季机组接近满负荷时，温升还是达到甚至高于设计值。这一点，#2机更明显，采暖季时，如2020.01.21日11；24时，170MW负荷时，#7温升仅6.8℃，远小于设计温升值，非采暖季时，如2020.08.03日10；17时，170MW负荷，#7温升高达36.3℃，即便低负荷时，如2020.08.02日19；44时90.5MW低负荷，#7温升也高达30.5℃，远大于设计温升值。
2.6同期同负荷工况下存在#7温升逐年降低的大趋势。如非采暖季负荷120MW，序号11的2012年#7温升达15.77℃，高于序号13，2020年的10.8℃。采暖季负荷105MW，序号8，2020年#7温升为1.4℃，高于序号10，2021年的-1.0℃。再如#2机采暖季时，如2020.01.21日09；05时，140.7MW负荷时，#7温升5.1℃，到2021.02.05日146.8MW负荷时，#7温升已降至1.7℃。
2.7近年来低负荷阶段，两台机#7低加汽侧经常为低水位甚至无水位运行，且存在同期同负荷工况下#7水位逐年降低趋势。查看SIS参数历史曲线，机组≤100MW负荷，#1机#7低加汽侧经常为150㎜左右的低水位甚至无水位状态，负荷≥110MW，#7低加建立水位并随着负荷增大水位逐步增大。而#2机≤150MW负荷#7低加依然经常是无水位状态。#1机2020年1月105MW负荷#7水位约350㎜，而到2021年1月同负荷水位仅150㎜。
3 原因分析
3.1依据THA、最大纯凝工况的每台低加温升实际运行值甚至高于设计值的情况，可以排除因设计制造的端差大或加热面积小造成#7温升不足和抽汽量偏少的可能。
3.2依据低负荷时#7温升负值的情况，判定存在#7低加旁路门内漏缺陷，依据非采暖季高负荷时#7温升可达设计值的情况，判定#7低加旁路门内漏较轻微。
3.3序号12，2020.1月120MW负荷低加温升运行值，除了#7温升1.3℃偏低，其余低加温升均达到甚至超过THA工况设计温升值，若按负荷率120/210=57.14%与50%THA工况设计温升值比较，实际各台低加温升较设计值更大。一方面进一步可排除低加因设计制造的端差大或加热面积小造成温升不足的可能，另一方面也可排除表计指示偏差问题，说明#7温升偏低真实存在，由于#7温升偏低，造成其余各台低加焓升的重新分配温升增加，由此导致更高品质抽汽量的增加，造成经济性降低。
3.4综上所述，低负荷阶段#7温升低真实存在，#7低加低水位甚至无水位运行，采暖季更明显。由此判定，低负荷阶段存在七段抽汽量偏少的情况。分析非采暖季低负荷引起七段抽汽量偏少的因素，在确认凝结水量、#7低加本身换热面积、七段抽汽逆止门开启等正常情况下，判定为低负荷时#7低加抽空气管路排放不通畅，导致空气滞留聚集导致汽侧憋压，阻碍了抽汽的进入。高负荷时，七段抽汽压力逐步提高，则#7低加抽空气排放通畅，带来#7进汽量增加，温升逐步增大。经过现场认真排查，本该逐级自流按照压力高低顺序连接的低加抽空气管道顺序倒置，造成压力等级最低的#7低加抽空气排放不畅通，特别是低负荷时汽侧压力低影响更重，最终导致低负荷#7温升低问题。
3.5数据分析比对，投产性能试验数据显示各台低加温升正常甚至高于THA工况设计值。随着工业抽汽及采暖供热负荷逐年增长，低压缸进汽量逐年减少，通流部分压力逐步降低，必然带来低压缸相连的七段抽汽量的减少，通流部分压力降低也带来抽汽参数乃至加热能力的降低，必然引起#7温升偏小乃至逐年温升降低、水位降低的问题。
3.6序号3、4对比，THA工况低加温升设计值高于夏季工况是合理正常情况，主要是夏季低压缸排汽及凝结水温偏高带来#7低加入口凝结水温偏高而造成#7温升小。但是本案例相同负荷时非采暖季#7温升较采暖季的温升偏大与上述情况相反，究其原因，如上所述，还是采暖热负荷的增加，低压缸进汽量逐年减少，七段抽汽减少，造成采暖季#7温升偏小。
3.7分析非采暖季#2机#7温升异常偏大超设计值的原因，确认是六段抽汽倒流至#7低加汽侧加热所致。现场排查确认，#2机高压缸后轴封内二漏分别接至六、七段抽汽管道，而正是高压缸后轴封内二漏至六段抽汽管道的隔离门内漏，导致运行中六段抽汽经过高压缸后轴封内二漏管道倒流至七段抽汽，六段高品质蒸汽至#7低加汽侧加热所致。而采暖季，由于采暖热负荷带来低压缸进汽量减少，导致六、七段抽汽同时锐减，通流部分及抽汽压力降低等，六段抽汽倒流至七段抽汽的量很小，故#7温升小。
4 措施实施及效果
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图1 低加抽空气管道改造方案
4.1检修消除#7低加旁路门轻微内漏缺陷，运行效果显示取得#7温升提升约3℃的成效。
4.2检修消除高压缸后轴封内二漏至六段抽汽管道隔离门内漏缺陷，成功解决非采暖季#2机#7温升异常偏大超设计值问题。
4.3#1、2机低加抽空气管道优化改造，确保按压力等级从低到高顺序让压力等级最低的#7抽空气先排入凝汽器，确保低加抽空气排放顺畅，两台机各低加焓升分配趋于合理，取得采暖季50%负荷#7温升提升约22℃达设计值成效，如105MW负荷#7温升达20.5℃，按THA工况核算#7温升提高20℃降低热耗30.46kJ/kWh。
5 结语
5.1总结低加温升异常现象，判定是低加旁路门内漏及低加抽空气管道连接顺序倒置缺陷等原因所致。消除阀门内漏及抽空气管道优化改造后，低加焓升趋于合理，取得采暖季50%负荷#7低加温升提升约22℃达设计值成效，按THA工况核算#7温升提高20℃降低热耗30.46kJ/kWh，也成功解决非采暖季#7低加温升偏大超设计值问题。
5.2通过冬夏季节及负荷高低参数比对，找出低加温升异常规律值得借鉴。排除低加因设计制造端差大造成温升低的可能，排查确认低加抽空气连接顺序倒置缺陷，是造成端差大温升低的论断，以及供热量变化导致低压缸及低加进汽量变化制约温升的观点正确。
5.3负荷变化25%低加总温升值变化约10%的规律值得参考。
作者简介：
张黎明（1972-），男（汉族），河南省信阳市固始县人，本科，热能动力工程专业高级工程师，1990年参加工作，国电投南阳热电有限责任公司，多年从事发电厂汽机专业技术管理工作。