关于高排温度的详细解读！

职场 2024-11-08 22:42 上海

汽轮机组正常运行中，高排温度一般不超过350℃。

当高排温度轻微偏离设计值时，一般是高压缸效率下降导致。在机组极热态启动过程中，如果运行控制不当，高排温度会急剧升高，最高达480℃以上。

国内大型机组一般配备高排温度高420℃跳闸保护，小型机组规定高排温度超390℃打闸停机，因此高排温度严重超限直接影响机组运行稳定性。

汽轮机高压缸排汽设置左侧、右侧两根排汽管道，每根排汽管道上部、下部各有一个温度测点。任何一根排汽管道上部温度与上下部温度大于设定值，则保护动作，汽轮机跳闸（上汽机组只有一根排气管道，保护值取高压缸12级后温度）。

高排温度严重超限危害

汽轮机组极热态启动过程中，如果控制不当，高排温度会在极短的时间内跳跃式上升，待机组并列后高排温度又迅速下降至正常值。汽缸、转子、叶片的金属温升率、温降率、温度变化量过大，给汽轮机各部件安全性造成威胁。

（1）高压缸变形

高压缸为双层缸结构，汽缸截面厚度变化大，形状复杂，特别是法兰处厚度非常大。运行过程中汽缸内外壁、法兰内外壁温差较大，生成的热应力就非常大。高排温度大幅度变化，高压缸受到交变热应力作用，累积到一定程度，易造成汽缸发生变形和开裂事故。汽缸变形到一定程度，易引起动静部分发生碰摩，造成振动增大或大轴弯曲等恶性事故。

（2）高压缸末级叶片损坏

高压缸末级叶片正常情况下工作温度都在350℃以下，高排温度异常升高会使高压缸末级叶片温度过高，在交变热应力的作用下，易造成汽轮机末级叶片疲劳损坏发生断裂事故。

（3）高中压转子裂纹

高中压转子在运行过程中，承受扭距和自重引起的弯应力、温度梯度和温度变化的热应力、离心力和发电机电磁力，工作条件十分恶劣。在某些工况下，高排温度的变化率及温度变化量过大，引起转子热应力过大，在热交变应力和蠕变（长期热应力作用下产生塑性变形）综合作用下，高中压转子容易出现微裂纹。

（4）高压缸排汽管道损坏

高压缸、隔板、叶片和转子材料为合金钢，高排温度达到480℃，也处于允许范围内。但是高压缸排汽管道金属材料为碳钢，最高允许温度约为450℃左右。因此高排温度过高，超过排汽管道金属的屈服极限，易造成高压缸排汽管道过热损坏事故。高压缸排汽温度过高还会导致冷再管道超过温度限制值，使冷再管道高温过热导致碳化物严重球化聚集并形成蠕变裂纹，强度降低，严重时发生管道爆裂事故。

高排温度超限原因

极热态启动过程中高排温度严重超限，一般都是由于排汽不畅造成的，主要有以下原因：

（1）冲转时主蒸汽压力、温度及凝汽器真空偏高，导致冲转需要的主蒸汽流量偏低，高压转子摩擦鼓风产生的热量不能及时带走。由于鼓风摩擦损失与转速的三次方成正比，因此当机组冲转至2000r/min以上时，高排温度会快速上升至390℃以上。

（2）启动时高、低压旁路减压阀控制不当，冷再蒸汽压力过高，高排逆止门打不开，造成高压缸闷缸。此时高排温度发生跳跃式上升，最高升至450℃以上。

（3）机组定速后，并网时间拖延太长。汽轮机本体温度较高，随着时间的延长，高压缸排汽温度会上升得较快。

防止高排超温的方法

（1）冲转前，合理调整高旁开度，在保证主蒸汽过热度的前提下，适当降低主汽压力、主汽温度（与缸温匹配即可，不要太高），提高主蒸汽流量，让蒸汽尽量去汽缸做功。

（2）冲转前，低旁减压阀保持全开，降低再热汽压力，避免高排逆止门打不开。

（3）冲转过程中，凝汽器真空控制低一点，以增加高压缸进汽流量。

（4）冲转过程中，密切监视高排温度变化，高排温度上升速度较快时，应关小高旁，降低再热蒸汽压力，提高高压缸进汽量。

（5）定速后尽快并列，避免在3000r/min长时间停留。

高排温度超限案例

案例1：某电厂3号机组为1000MW超超临界二次再热机组，型号N1000-31/600/620/620，在一次风机RB试验降负荷过程中，汽轮机高压缸排汽温度高切除超高压缸，因超高压缸排汽通风阀联锁开启未投入自动、超高压缸排汽逆止阀不严，引发超高压缸严重鼓风摩擦（超高压缸切缸期间内缸90%部位温度最高至643℃），超高压缸8-12级叶片损坏；重新并缸过程中，汽轮机推力瓦温高跳闸、推力轴瓦严重磨损达3mm。

案例2：某电厂3号机组为660MW超超临界二次再热机组，在基建调试期进行50%甩负荷试验后，因高压缸排汽温度高触发超高压缸切缸，期间执行两次并超高压缸操作失败，特别是在第二次并超高压缸10分钟后，1号、2号瓦轴振突升，22秒后1号瓦振动大保护动作触发汽轮机跳闸，跳闸后21秒汽轮机转速到零，超高压缸通流部件发生碰摩。剧烈振动导致1号轴瓦损坏、油挡断裂松脱漏油，端部汽封碰摩导致轴封蒸汽外泄，高温热源引发润滑油着火、爆燃，造成轴瓦、超高压缸严重损坏。事后检查发现超高压缸切缸期间内缸90%部位温度最高至670℃。

案例3：某电厂3号机组为600MW亚临界机组，一次中间再热，单轴，三缸四排汽，冲动凝汽式。由于机组远方打闸试验时，CV1阀门已关闭（该阀门在电调操作画面上的反馈指示已到0），但关闭节点没有回来，导致高压缸通风阀（VV阀）非正常关闭，引起的高压缸闷缸。机组大负荷试运时发现出力受阻，在现场进行了多次查找和分析工作，基本排除了由于系统问题引起高压缸效率严重下降，出力不足且阻力增大的可能。停机后对高压缸开缸检查发现，高压缸转子的4、5、6、7、8级损坏严重，远远超出了预期的想象。

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