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停机后汽轮机快速冷却的
几种方式比较

杨忠彪
（辽宁华电铁岭发电有限公司）

摘要：针对汽轮机在滑参数停机时需冷却汽缸及法兰的问题，提出有效、快捷的冷却方法，以缩短检修工期和提高机组利用率。在机组滑停时，介绍了几种常见的冷却汽缸的汽源，并提出了新的冷却汽源及使用方法。
关键词：电力工业；汽轮机；自然冷却；强迫冷却；蒸汽冷却；压缩空气冷却；通汽冷却

现代高参数大容量机组汽缸外部都具有绝热性能良好的保温层，这对加强汽缸保温减少散热损失效果十分显著，但在检修停机后自然冷却过程中，由于汽缸散热条件较差、蓄热量大、汽缸壁温下降较慢，需要很长的冷却时间．随着电力技术的发展，自动化水平的提高，我国大型机组大都配置了功能强大的分散控制系统（DCS）和数字电液控制系统（DEH），并且使用状况都非常好，在DEH给定值（即负荷、汽温、汽压）指令下都能均匀地调节汽温、汽压及机组出力．因此，现在很多电厂在大小修前都采用滑参数停机来降低汽缸温度水平，使汽缸温度降到最低，以便及时开工检修，缩短检修工期．但是，在滑参数停机过程中，汽缸夹层冷却汽源如果选择不当，就达不到理想效果，严重时会使汽缸金属壁温受到热冲击产生裂纹．现在滑参数停机，已经普遍应用于大容量汽轮机组．由于机组容量大、参数高、尺寸大，且普遍采用硅酸钙、硅酸铝等优质保温材料，由此带来了机组停机后，自然冷却速度减慢，延长了机组检修开缸时间等问题。表1列出了不同容量的汽轮机在正常停机后自然冷却到缸150℃所需时间.以国产300MW机组为例，由表中可以看出，汽轮机停机后要使缸温自然冷却到揭缸温度150℃以下，一般大约需要5-7天时间。对于国产300MW机组来讲，除去机组正常大、小修需要停机冷却外，由于机组本身设备质量存在缺陷较多，因此临检亦较多，每次停机都让其自然冷却，势必使机组时可用率受到很大的影响，从而也影响了大机组优越性的正常发挥。
针对上述情况，为实现停机后的快速冷却，提前全面铺开机组大、小修或故障抢修，缩短检修工期，让机组提前并网、争效益、多发电，国内外有关机构对汽轮机停机后的强迫冷却工作进行了大量的试验研究，取得了显著的效果.本文就目前采用的不同强迫冷却方式的特点进行比较分析。
表1汽轮机停机后的冷却时间
功率(MW)100125200300冷却时间(h)60---8080---100110---130130--1501抽真空通气冷却法
1.1抽真空通气冷却的系统示例

图1抽真空通气冷却法冷却空气流程

图1是某200MW机组抽真空通气冷却法的空气流程，高压缸冷却空气由过热器集箱上的排汽管吸入，经主汽管、主汽阀、调速汽阀后进入高压缸，热空气由高压缸排汽逆止阀前的疏水管经疏水扩容器后进入凝汽器。中压缸冷空气由再热器出口集箱排汽管吸人，经再热汽热段管道、中压主汽阀、中压调节阀后进人中压缸，再通过低压缸排人凝汽器。高缸夹层及泼兰冷却空气通过各自混温联箱上安全阀引入，然后排至凝汽，排入凝汽器的空气经射水抽气器抽出.应该指出的足，汽轮机停机后进行抽真空冷却，除必须要保持正常盘车外，还需投用抽封汽.
1.2抽真空通气冷却法的特点
从分析中可以看出，抽真空通气冷却法的特点是：不需要增加任何新的设备，投资少，系统操作简单，便于运行人员掌握。但也存在以下缺点：首先受抽气器容量限制，空气流量小，冷却后期效果差。另外，轴封供汽参数偏低，有时蒸汽带水进轴封，使转子轴封弹性槽受到很大的热应力冲击，造成大的寿命损耗。再者，空气人口处金属和空气温差大，易发生急剧冷却，也会造成较大的热应力。

2压缩空气强迫冷却法
2.1压缩空气强迫冷却的冷却系统
采用压缩空气作为冷却介质的快速冷却法，被认为是一种较为安全方便的冷却法，根据压缩空气进气点的不同，可分为以下二方式：(1)压缩空气顺流冷却高压缸、中压缸和低压缸；(2)缩空气逆流冷却高压缸，顺流冷却中压缸和低压缸；
图2为某200MW机组采用顺流冷却方式的压缩空气冷却系统。压缩空气从甲、乙自动主汽阀后的疏水阀进入高压缸，排气由摇板逆止阀前的排气管排出；中压缸冷却气源从中压缸导汽管四并一疏水阀进入；大部分空气进入低压缸，经真空破坏阀放空气，必要时可开抽气器抽出，少部分空气经5、6级抽汽逆止阀的排汽管排人大气，法兰冷却气源从法5、6级抽汽逆止阀的排汽管排人大气，法兰冷却气源从法兰混温箱进入，经左、右法兰排人法兰集汽箱，最后进入凝汽器：汽缸夹层冷却气源从汽缸加热混温箱进入，经高压汽缸上、下进汽短管进入汽缸夹层，部分气流通过汽缸疏水管排人凝汽器，部分气流，通过隔热环至高压缸排汽管排人大气.

图2压缩空气冷却系统(顺流)

图3为某200MW机组采用高压缸逆流，中、低压缸顺流冷却方式的压缩空气流程图.由第一级集气箱引出的压缩空气从高压缸排汽逆止阀后疏水管导人再热蒸汽冷段管，经再热