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        汽輪機(jī)掛閘前投入2號(hào)高壓加熱器提高給水溫度

        2011-06-13 03:38:54石正洋
        科技傳播 2011年24期
        關(guān)鍵詞:抽汽壓縮空氣加熱器

        石正洋

        淮滬煤電公司田集發(fā)電廠,安徽淮南 232098

        汽輪機(jī)掛閘前投入2號(hào)高壓加熱器提高給水溫度

        石正洋

        淮滬煤電公司田集發(fā)電廠,安徽淮南 232098

        火電機(jī)組在汽輪機(jī)掛閘前因給水溫度低影響啟動(dòng)時(shí)間。特別是鍋爐的熱態(tài)下啟動(dòng),如果給水溫度低會(huì)造成鍋爐省煤器、水冷壁過冷卻而產(chǎn)生熱應(yīng)力,減少管材的使用壽命。根據(jù)抽汽的布置情況,我們摸索出了在汽輪機(jī)掛閘前就投入2號(hào)高壓加熱器,提高給水溫度的改進(jìn),極大地改善了機(jī)組的啟動(dòng)條件。同時(shí)對(duì)三臺(tái)高壓加熱器能夠無較大溫差地加熱,優(yōu)于隨機(jī)啟動(dòng),對(duì)延長(zhǎng)高壓加熱器使用壽命有較大的益處。

        高壓加熱器;提前;投運(yùn);縮短啟動(dòng)時(shí)間;延長(zhǎng)管材壽命

        1 常規(guī)火電機(jī)組啟動(dòng)期間給水加熱介紹

        1.1 高壓回?zé)嵯到y(tǒng)概述

        淮滬煤電公司田集發(fā)電廠高壓加熱器是由上海動(dòng)力設(shè)備有限公司制造,采取的是臥式U型管表面冷卻器。三臺(tái)高壓加熱器水側(cè)采用大旁路系統(tǒng)。

        1 號(hào)高壓加熱器的加熱蒸汽從高壓缸的第10級(jí)抽出,2號(hào)高壓加熱器的加熱蒸汽從高壓缸排汽逆止門后的冷再母管抽出,3號(hào)高壓加熱器的加熱蒸汽分別從中壓缸的第5級(jí)抽出,高壓加熱器抽汽系統(tǒng)布置如圖1。正常的機(jī)組啟動(dòng)過程中,高壓加熱器是在汽輪機(jī)掛閘或者負(fù)荷達(dá)一定負(fù)荷時(shí)才開始投入汽側(cè)對(duì)給水進(jìn)行加熱,一般都是隨機(jī)滑啟。

        1.2 常規(guī)高壓加熱器投入過程介紹

        在鍋爐點(diǎn)火前為了滿足鍋爐上水溫度120℃的要求,一般都是輔助蒸汽進(jìn)入除氧器來加熱給水,使用前置泵以120t/h左右的小流量上水。鍋爐點(diǎn)火后,給水流量增加到580t/h的啟動(dòng)流量,通常在點(diǎn)火后給水溫度因給水流量的增加而下降,造成產(chǎn)汽量下降,延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間。當(dāng)鍋爐給水品質(zhì)合格后,開啟鍋爐啟動(dòng)疏水至除氧器一路,可以加熱給水。但是為了提高給水溫度,一般都是增加除氧器的進(jìn)汽量。但是除氧器的進(jìn)汽量受限于臨機(jī)的輔助蒸汽供汽量。由于機(jī)組啟動(dòng)初期輔助蒸汽用戶較多,除了除氧器加熱蒸氣外還有汽輪機(jī)的軸封汽,鍋爐空氣預(yù)熱器連續(xù)吹灰用汽,特別是淮滬煤電公司田集發(fā)電廠使用了汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)方式,給水泵汽輪機(jī)的汽源也是輔助蒸汽。這四個(gè)輔助蒸汽的用戶必須先保證其他三個(gè)用戶,而除氧器加熱蒸汽量就大幅度受限了。

        2 提高給水溫度方案的選擇

        為了提高給水溫度,又不能大幅度地增加除氧器的進(jìn)汽量。從相關(guān)資料中了解到,目前主要改造方案是采用的臨機(jī)冷再至本機(jī)的2號(hào)機(jī)高壓加熱器加熱給水提高給水溫度。但是這種方案改造力度大,材料費(fèi)較大,對(duì)臨機(jī)的安全運(yùn)行有影響,另外因冷態(tài)時(shí)給水加熱幅度較大對(duì)水冷壁的安全可能有影響。根據(jù)該方案,運(yùn)行部技術(shù)人員想到在鍋爐啟動(dòng)后因高低旁路的投入,冷再溫度也較高的實(shí)際情況,想到在汽輪機(jī)掛閘前開啟2號(hào)高壓加熱器的進(jìn)汽電動(dòng)門和逆止門就可以投入2號(hào)高壓加熱器,可以提高給水溫度。同時(shí)也使得高壓加熱器溫升速率比汽輪機(jī)掛閘后的隨機(jī)啟動(dòng)更小,改善高壓加熱器的啟動(dòng)工況,更有利于延長(zhǎng)高壓加熱器的使用壽命。

        3 改造方案

        因汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到防止超速和汽輪機(jī)進(jìn)冷水、冷汽,將高、低壓加熱器的進(jìn)汽逆止門控制氣源一并通過空氣引導(dǎo)閥來控制。汽輪機(jī)跳閘連鎖關(guān)閉所有高、低壓加熱器進(jìn)汽逆止門,汽輪機(jī)不掛閘是打不開的。

        為此淮滬煤電公司田集發(fā)電廠只需在2抽逆止門控制氣管路上增加一路壓縮空氣(如下圖1)就可以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)掛閘前投入2號(hào)高壓加熱器。

        圖1 二抽逆止門氣源改造示意圖(紅色為增加部分)

        4 實(shí)施后效果

        實(shí)施后于6月4日首次在機(jī)組啟動(dòng)過程中使用2號(hào)高壓加熱器。當(dāng)鍋爐點(diǎn)火后,關(guān)閉空氣引導(dǎo)閥后至二抽逆止門壓縮空氣隔離門,開啟新加裝的壓縮空氣母管至二抽逆止門的隔離門,聯(lián)系熱控強(qiáng)制2號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門、逆止門的開啟條件。開啟2號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門、逆止門的開啟條件,開啟2號(hào)高壓加熱器的正常疏水門、微開危急疏水門,開啟1號(hào)高壓加熱器至2號(hào)高壓加熱器的正常疏水門,開啟3號(hào)高壓加熱器的危急疏水門。這樣即是打通疏水通路,同時(shí)也能使2號(hào)高壓加熱器的疏水進(jìn)入1、3高壓加熱器汽側(cè),使得疏水充分降溫,三臺(tái)高壓加熱器的汽、水也能夠一致地、緩慢地加熱,利于加熱器的溫升控制。

        6月4日15 時(shí)30 分鍋爐點(diǎn)火,15時(shí)35分開啟二抽逆止門,緩慢開啟二抽電動(dòng)門,控制高壓加熱器的溫升??刂茀?shù)如下表1、圖2。

        時(shí)間二抽電動(dòng)門開度(%)高壓加熱器進(jìn)水溫度(℃)高壓加熱器出水溫度(℃)給水溫升(℃)高壓加熱器溫升(℃/min)15∶35 0 88.3 84.7 -3.6 16∶05 30 92.2 111.2 19.0 0.88

        表1 改造后啟動(dòng)參數(shù)表

        6月4日17 時(shí)12 分汽輪機(jī)掛閘后開啟空氣引導(dǎo)閥至二抽逆止門壓縮空氣隔離門,關(guān)閉啟動(dòng)用壓縮空氣母管至二抽逆止門的隔離門,恢復(fù)二抽逆止門的正常供氣。汽輪機(jī)掛閘后開啟其他所有高、低壓加熱器的進(jìn)汽電動(dòng)門、逆止門,加熱器隨機(jī)啟動(dòng)。

        本次汽輪機(jī)為溫態(tài)啟動(dòng),從鍋爐點(diǎn)火到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)間時(shí)間為4個(gè)小時(shí),而較之前的5個(gè)小時(shí)減少了1個(gè)小時(shí)左右。

        5 提前投入2高壓加熱器的注意事項(xiàng)

        5.1 高壓加熱器的水位控制

        對(duì)于加熱器水位的控制是加熱器能否保持最佳狀態(tài)的另一個(gè)重要因素,應(yīng)給予足夠的重視。一般情況下允許水位偏離正常水位+38mm和-38mm,超過此值報(bào)警或者保護(hù)將動(dòng)作。水位過低會(huì)使疏水冷卻段進(jìn)口(吸水口)露出水面,而使蒸汽進(jìn)入該段,破壞疏水流經(jīng)該段的虹吸作用,也由于泄漏蒸汽的熱量損失,造成加熱器性能惡化,同時(shí)在疏水冷卻段進(jìn)口處和疏冷段內(nèi)引起沖蝕而使管子損壞。水位過高時(shí),部分管子(傳熱面)將浸沒在水中,這種滿水會(huì)減少有效傳熱面積,導(dǎo)致加熱性能下降,所以我們要嚴(yán)格控制好加熱器的水位。

        5.2 高壓加熱器疏水管道震動(dòng)的消除

        在投用高壓加熱器的過程中,我們不僅要注意其溫度變化率,還要注意其疏水溫度壓力的變化以及高壓加熱器的水位控制,否則易引起疏水管道的震動(dòng),前期最好是將疏水通過危急疏水疏向凝汽器的疏水?dāng)U容器,因?yàn)槠鋲毫^低,疏水管道較長(zhǎng)的時(shí)候汽水兩相運(yùn)行,管道震動(dòng)的非常的厲害,容易損壞設(shè)備。為此,淮滬煤電公司田集發(fā)電廠主要是在凝汽器抽真空之前,將1、2號(hào)高壓加熱器正常疏水管道的放水門打開,放盡余水。投入高壓加熱器后開啟正常疏水和危急疏水門,保持疏水管道的暢通,有效地避免了管道的震動(dòng)。

        5.3 投入2號(hào)高壓加熱器的防超速措施

        在使用二級(jí)抽汽加熱給水時(shí),我們首先要熱工給我們強(qiáng)制二級(jí)抽汽逆止門的開允許條件,且需要將新增的壓縮空氣至二級(jí)抽汽逆止門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手動(dòng)隔離門打開,原來自空氣引導(dǎo)閥來的氣源關(guān)閉,防止新增的壓縮空氣反竄至其他逆止門執(zhí)行機(jī)構(gòu)。待汽輪機(jī)掛閘之后,需要先將自空氣引導(dǎo)閥來的氣源開啟,然后將新增的壓縮空氣隔離門關(guān)閉,防止汽輪機(jī)跳閘或者OPC保護(hù)動(dòng)作時(shí)不能切斷抽汽逆止門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓縮空氣氣源而可能引發(fā)汽輪機(jī)的超速事故。

        對(duì)于在使用二級(jí)抽汽時(shí),對(duì)其他加熱器的影響也是需要注意的,因?yàn)?級(jí)抽汽前期是通過高壓旁路過來,溫度壓力較高,在投入抽汽加熱給水時(shí),先須對(duì)2號(hào)高壓加熱器進(jìn)行預(yù)暖,預(yù)暖時(shí)溫升率要控制好,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)總的溫度變化不超過69℃/小時(shí),熱沖擊不會(huì)造成損壞。

        6 結(jié)論

        通過以上試驗(yàn)和隨后多次啟動(dòng)參數(shù)看,本次改造提高給水溫度后提高了啟動(dòng)速度,改善了高壓加熱器本身的加熱條件。取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益,但從啟動(dòng)時(shí)間的控制來看,減少啟動(dòng)時(shí)間1個(gè)小時(shí),可以節(jié)省的有四部份:減少啟動(dòng)使用的煤量50t,廠用電約12萬kW·h,使用臨機(jī)的蒸汽量約20t,除鹽水消耗量等,因我廠鍋爐點(diǎn)火使用等離子點(diǎn)火和助燃方式,沒有燃油節(jié)省費(fèi)用,總計(jì)成本在10萬元左右。但是并網(wǎng)提前一個(gè)小時(shí)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益可就大的多了。

        [1]600MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行典型規(guī)程范本[M].中國(guó)電力出版社,2009,6.

        [2]馮偉忠.帶爐水循環(huán)泵直流鍋爐鄰汽加熱鍋爐的啟動(dòng)方法[P].申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào):200710046960.

        [3]國(guó)產(chǎn)1000MW級(jí)機(jī)組調(diào)試技術(shù)新突破陳模嘉[D].2009年超超臨界機(jī)組技術(shù)交流會(huì)論文集,2009.

        TK1

        A

        1674-6708(2011)57-0153-02

        石正洋,助理工程師,工作單位:淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠,職務(wù):運(yùn)行部集控長(zhǎng),主要從事發(fā)電廠集控運(yùn)行工作

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