于海洋 杨军 于雯龙 石强
华能南京燃机发电有限公司，江苏 南京 210034
摘要：介绍了PG9351FA型燃气轮机联合循环余热锅炉启动过程中再热器管道泄露的现象，采取的措施及事故的分析方案，可供同类余热炉电厂参考。
关键词：余热锅炉；真空；再热器
0概述
某燃气-蒸汽联合循环机组中余热锅炉配备型号为Q2384/605-286(42.7)-10(0.4)/566.5(296.5)，形式为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉，为武汉锅炉股份有限公司制造，配套燃机型号为PG9351FA，布置结构为露天全悬吊结构，正压运行，锅炉烟囱标高50M。此型号余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环型余热锅炉。锅炉采用卧式布置，全悬吊管箱结构。锅炉本体受热面管箱由高/中/低压汽包及附件、高压过热器、再热器、高压蒸发器、高压省煤器、中压过热器、中压蒸发器、中压省煤器、低压过热器、低压蒸发器、低压省煤器等组成[1]。
1某厂余热锅炉的汽水流程介绍
南京某电厂余热锅炉采用武汉锅炉股份公司设计的Q2384/605-286(42.7)-10(0.4)/566.5(296.5)型，三压、再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉。大概汽水流程为，凝结水经凝泵升压后，依次进入2级低压省煤器，在低压省煤器进口布置有再循环管回水。经过加热后，一部分经再循环泵回到低压省煤器1入口，与凝结水混合，提高省煤器1的进水温度，使低压省煤器后的烟气温度高于露点温度；一部分与低压给水三通阀来的凝结水混合，使低压汽包的进水温度低于饱和温度。低压汽包里的工质，一部分经给水泵，成为高、中压给水；一部分由下降管进入低压蒸发器，受热后成为汽水混合物回到汽包，在汽包内的分离器中进行汽水分离。分离出来的水回到汽包的水空间，饱和蒸汽则经过饱和蒸汽引出管送到低压过热器，继续被加热成为低压过热蒸汽，与中压缸排汽混合后，进入低压缸做功。
给水泵第3级后抽出的工质成为中压给水，进入中压省煤器，在中压省煤器进口布置有再循环管。中压给水在中压省煤器中加热到接近饱和温度后，一部分去天然气性能加热器，一部分进入中压汽包。中压汽包中的水由下降管进入中压蒸发器，加热后成为汽水混合物回到汽包，在汽包内的分离器中进行汽水分离。分离出来的水回到汽包的水空间，饱和蒸汽则通过饱和蒸汽引出管送到中压过热器，继续被加热成为过热蒸汽，与高压缸排汽（冷再蒸汽）混合后，进入再热器1加热，出口蒸汽经过再热器减温器，由中压给水来的减温水调节温度后进入再热器2，温度进一步提高后，进入汽机中压缸中做功。在需要时，中压汽包可以给低压汽包补汽。
给水泵出口工质为高压给水，依次经过7级高压省煤器进入高压汽包。高压汽包中的水由下降管进入高压蒸发器，加热后成为汽水混合物回到汽包，在汽包内的分离器中进行汽水分离。分离出来的水回到汽包的水空间，饱和蒸汽经过饱和蒸汽引出管被依次送到高压过热器1、2加热，出口蒸汽经过高压蒸汽减温器，由高压给水来的减温水调节温度后再依次送入高压过热器3、4内继续加热，温度进一步提高后，进入汽机高压缸做功。在需要时，高压汽包可以向中压汽包补汽[2]。
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2启动过程中再热器泄露事故分析
2.1 事前工况：
2020年03月07日#1机组进行热态启机，供轴封，启动1B真空泵，机组开启建立真空启动条件，当满足启动条件（真空＜127mmHg），启动机组，此时真空100mmHg。在机组转速1500rpm，低压缸开始供冷却蒸汽，冷却蒸汽调门开至31％，此时末级叶片温度113℃，机组转速达到全速空载3000rpm，全面检查无异常，发电机并网，机组带旋转备用负荷20MW，此时真空最低30mmHg，机组各主、辅机运行正常。
2.2 异常经过：
机组开始升负荷，预选负荷设置40MW，随后真空逐渐变差。真空由30 mmHg降至130mmHg，并有继续变差趋势，随后立即增开备用1A真空泵，检查凝器进出循环水压力和总流量正常，就地检查真空破坏门（2个）关闭正常，轴封加热器水位正常，就地检查确认防爆膜完好，真空系统管路无异响，随即将机组负荷降至20MW。观察真空逐渐由140mmHg好转至80mmHg，此时可初步判断炉内再热器系统有可能存在泄漏（根据以往经验），等待汽机高压进汽后确认。
由于汽机未进汽，鼓风摩擦及真空差，此时汽轮机低压缸末级叶片温度仍在上升至200℃（跳机260℃），立即将冷却蒸汽调门开度开至35％，同时提高冷却蒸汽压力。由于热态启动此时汽轮机进汽条件温度较高（为487℃），此时主蒸汽温度为457℃，不具备进汽条件，在此负荷下燃机的排气温度较低。选择手动缓慢增加负荷，从20MW逐次增加50MW，观察真空趋于稳定，但低压末级叶片温度继续上升，逐渐增加至50MW，天然气温度达到160℃以上，燃烧切换由次先导预混切至先导预混燃烧。排烟温度上升至524℃，低压缸末级叶片温度上升在240℃，但主汽温上升至488℃，满足汽轮机进汽条件，立即对汽轮机高压进汽，同时低压满足并汽条件后立即进行低压并汽，低压缸末级叶片温度由240℃逐渐降低至正常范围，真空也逐渐恢复至正常。机组至满负荷后检查凝器补水有明显增大现象。
2.3 原因分析及措施：
结合#1机组真空、低压末级温度、低压冷却蒸汽压力等参数变化趋势，汽机高压缸进汽，再热器由负压变为正压后真空变好，初步分析判断为再热器泄漏。采取的措施：
在#1机组真空持续下降，有继续变差趋势时，增开备用真空泵，检查工作真空泵运行情况，降低燃机负荷，维持机组真空的相对稳定，现场检查真空系统、轴封系统和余热锅炉再热器等可能影响机组真空的系统。
在#1机组汽轮机真空变差后检查末一级叶片温度，开大冷却蒸汽调门开度，末级温度仍有上升的趋势。结合机组真空、低压末级温度、低压冷却蒸汽压力等参数变化趋势，判断为再热器泄漏，对现场再热器检查，发现再热器出有泄漏声。在汽轮机满足进汽条件，立即对汽轮机高压进汽，再热器升压后蒸汽外漏，空气无法吸入，机组真空变好，低压满足并汽条件后立即进行低压并汽，通过这种方法降低低压末级温度至正常范围。机组至满负荷后监视凝器补水量以判断再热器泄漏程度。
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图为#1机组启动过程中的机组负荷、机组真空、低压末级前叶片温度的变化趋势。
（蓝线为机组负荷，绿线为机组真空，红线为低压末级前叶片温度）
2.4 合理化分析措施：
若在再热器泄露变大的情况下，真空难以维持，避免机组出现非停的情况下，采取关注再热疏水同时关闭再热主汽门，将泄露点隔离，直至汽机进汽条件满足，但此措施下，对再热器因疏水不充分，容易蒸汽中带水，存在一定的安全隐患，此建议作为同类型机组的极端情况下可试用。
3结语
针对燃气-蒸汽联合循环机组，余热锅炉作为回收工质热量起到至关重要的一部分，余热锅炉的效率决定整个联合循环的效率，针对燃机频繁启停变化，余热锅炉的工况变化较大，在日常上疏水系统的内漏及上水操作中，对余热锅炉管材的损伤最大，对余热锅炉的使用应显得更加合理化，在机组启动过程中，再热管道真空侧疏水的开启，对真空的影响作为重点关注。避免机组出现不必要的非停现象，为电厂带来经济损失。
参考文献：
[1] GE公司.9F燃气轮机运行维护手册.
[2] 华能金陵燃机热电有限公司锅炉运行规程.2020年第八版.
作者介绍：于海洋（1986-），男，江苏盐城人，从事燃气轮机运行管理工作。
杨军 （1979-），男，江苏盐城人，，从事燃气轮机运行管理工作。
于雯龙（1989-），男，江苏金坛人，从事燃气轮机运行技术工作。
石强 （1992-），男，江西景德镇人，从事燃气轮机运行技术工作。