曲超,李麗麗,黃顯保,田修權(quán),蔣傳軍

（1鞍鋼股份有限公司2遼寧科技大學(xué),遼寧鞍山114001）

熱電

減溫減壓器（RTP）運(yùn)行中漏量大的處理方案

曲超1,李麗麗2,黃顯保1,田修權(quán)1,蔣傳軍1

（1鞍鋼股份有限公司2遼寧科技大學(xué),遼寧鞍山114001）

鞍鋼股份能源管控中心汽機(jī)作業(yè)區(qū)一期前置背壓式發(fā)電機(jī)組減溫減壓器（RTP）在運(yùn)行熱備過程中，發(fā)生漏量大導(dǎo)致高品位能源損失、發(fā)電量減少的故障，經(jīng)過精確的熱力計(jì)算找到問題存在的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)減溫減壓器（RTP）的減溫水系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后機(jī)組發(fā)電量每小時(shí)提高2564 kW。并進(jìn)一步發(fā)展和完善了減溫減壓器（RTP）小流量調(diào)節(jié)技術(shù)。

減溫減壓器；減溫水；小流量調(diào)節(jié)

1 引言

減溫減壓器（RTP）是將具有較高參數(shù)的蒸汽的壓力和溫度降至所需要數(shù)值的設(shè)備。在發(fā)電廠中主要作為廠用蒸汽的來源，將降壓后的蒸汽用于加熱重油，或作除氧器的備用汽源；在單元式機(jī)組中還常用它構(gòu)成旁路系統(tǒng)。在熱電廠中，它不僅可以用來作為調(diào)節(jié)抽汽機(jī)組或背壓機(jī)組向外界供熱的備用汽源，而且也能對(duì)外界熱用戶供熱[1]。在單元制前置背壓式發(fā)電機(jī)組的熱力系統(tǒng)中，減溫減壓器作為發(fā)電廠背壓發(fā)電機(jī)組的旁路系統(tǒng)，對(duì)高溫高壓鍋爐來說至關(guān)重要。鞍鋼能源管控中心汽機(jī)作業(yè)區(qū)的兩套高溫高壓鍋爐和前置背壓式發(fā)電機(jī)組都是采用單元制機(jī)組，高溫高壓蒸汽通過前置背壓式發(fā)電機(jī)組發(fā)電后，排汽并入廠內(nèi)的中壓蒸汽管網(wǎng)供其他熱用戶使用。減溫減壓器作為單元式機(jī)組的旁路系統(tǒng)平時(shí)處于熱備用狀態(tài)，當(dāng)背壓發(fā)電機(jī)組事故停機(jī)時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的9.8 MPa、535℃的高溫高壓蒸汽通過減溫減壓器經(jīng)減溫減壓后并入中壓蒸汽管網(wǎng)，供中壓發(fā)電機(jī)組發(fā)電和汽動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)組給高爐供風(fēng)。

2 問題提出

如圖1所示為鞍鋼能源管控中心汽機(jī)作業(yè)區(qū)的一期前置背壓式發(fā)電機(jī)組熱力系統(tǒng)。25 MW的前置背壓式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組[3]，設(shè)計(jì)額定進(jìn)汽量440 t/h，配備兩臺(tái)高溫高壓減溫減壓器(RTP)，型號(hào)為8.83/ 535-3.2/410。在兩臺(tái)220 t/h高溫高壓鍋爐運(yùn)行中汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)的減溫減壓器(RTP)必須處于熱備用狀態(tài)，以保證汽輪機(jī)故障停機(jī)時(shí)鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽瞬間由旁路送出，確保鍋爐安全不超壓。但是實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中受生產(chǎn)條件制約，當(dāng)前置背壓式發(fā)電機(jī)組停機(jī)檢修并且鍋爐受外網(wǎng)煤氣壓力和流量限制導(dǎo)致低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽只能經(jīng)減溫減壓器減溫減壓后送入中壓蒸汽管網(wǎng)，此時(shí)減溫減壓器只能處于小流量調(diào)節(jié)范圍，16.5 MPa、158℃的高壓減溫水頻繁沖刷調(diào)節(jié)門，長(zhǎng)時(shí)間的沖刷造成減溫減壓器(RTP)熱備狀態(tài)時(shí)減溫水調(diào)節(jié)門關(guān)不嚴(yán)有漏量，并且減溫減壓器(RTP)的減溫水調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)為全流量時(shí)的調(diào)節(jié)裝置，這樣就造成鍋爐小負(fù)荷時(shí)減溫減壓器出口蒸汽溫度無法滿足中壓蒸汽管網(wǎng)參數(shù)的要求，每臺(tái)減溫減壓器(RTP)蒸汽最小流量超過20 t/h才能保證中壓蒸汽管網(wǎng)的參數(shù)要求。

圖1 一期前置背壓式發(fā)電機(jī)組熱力系統(tǒng)

此時(shí)要想保證中壓蒸汽管網(wǎng)的參數(shù)要求，一是減溫減壓器解列不備用，將減溫水調(diào)節(jié)門前后的截止閥關(guān)閉，但隨之而來的問題是一旦前置背壓式發(fā)電機(jī)組事故停機(jī)，減溫減壓器作為該系統(tǒng)的旁路不能馬上投入運(yùn)行，高溫高壓鍋爐瞬間壓力急劇升高，存在鍋爐超壓的危險(xiǎn)，造成惡性生產(chǎn)事故，后果不可想象；二是減溫減壓器保持備用狀態(tài)，近40 t/h高品位蒸汽不能進(jìn)入背壓發(fā)電機(jī)組發(fā)電，只能經(jīng)過減溫減壓器變成低品位蒸汽而造成能源浪費(fèi)，給安全生產(chǎn)和節(jié)能降耗工作帶來巨大影響。

此問題一直沒有得到很好的解決，經(jīng)常造成中壓蒸汽管網(wǎng)汽溫下降與前置背壓式發(fā)電機(jī)組無法達(dá)到額定負(fù)荷。

3 解決方案

要想解決該問題：第一必須對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行精確的計(jì)算，找到該問題存在的最基本的數(shù)據(jù)。

第二必須對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)、高壓給水系統(tǒng)有充分的理解。

根據(jù)計(jì)算：

(1)物質(zhì)平衡[1]：Qm+Qm,W=Qm,RTP+ψQm,W

(2)熱平衡[1]：

Qm×h+Qm,W×hw=Qm,RTP×hRTP+ψ×Qm,W×hRTPS

式中ψ—RTP中未蒸發(fā)的水量占噴水量的比例，一般取0.3～0.35；

Qm—進(jìn)入RTP的蒸汽量

Qm,W—所需減溫水量

h—減溫減壓前蒸汽的比焓，kJ/kg;

hw—噴水的比焓，kJ/kg;

hRTP—減溫減壓后蒸汽的比焓，kJ/kg;

hRTPS—減溫減壓后的飽和水的比焓，kJ/kg;

Qm,RTP—減溫減壓后蒸汽的流量，kg/h;

查表得：h=3486.073kJ/kg、hw=685 kJ/kg、hRTP= 3272.22 kJ/kg、hRTPS=677 kJ/kg

代入兩平衡式得方程組：

Qm,RTP=20000+0.7Qm,W

2000×3486.073+Qm,W×685=Qm,RTP×3272.22+0.3× 677×Qm,W

解方程組得：Qm,W=2365 kg/h=2.365 t/h

根據(jù)熱力計(jì)算結(jié)果和熱力系統(tǒng)整體的特性，并考慮以后生產(chǎn)運(yùn)行中減壓閥小流量調(diào)節(jié)的要求，在減溫水原調(diào)節(jié)閥旁路系統(tǒng)中增設(shè)流量為5 t/h的減溫水小流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在小流量情況下的調(diào)節(jié)，避免了高參數(shù)減溫水對(duì)調(diào)節(jié)門的沖刷。既滿足減壓閥的熱備用，又實(shí)現(xiàn)前置背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組多發(fā)電的節(jié)能措施，并可保證前置背壓發(fā)電機(jī)組停機(jī)后鍋爐低負(fù)荷情況下減壓閥后排汽參數(shù)滿足中壓蒸汽管網(wǎng)的要求。改造前后系統(tǒng)分別見圖2、圖3。

圖2 改造前系統(tǒng)

圖3 改造后系統(tǒng)

4 效益

經(jīng)改造后兩臺(tái)減壓閥可節(jié)約40 t/h的蒸汽量，這樣前置背壓機(jī)組每小時(shí)就可多進(jìn)蒸汽40 t，按汽耗率15.6 kg/kWh計(jì)算,每小時(shí)可多發(fā)電2564 kW。按年平均運(yùn)行4000 h、按0.5元kWh計(jì)算，年創(chuàng)效益：4000h× 2564kW×0.5元/kWh=512.8萬元

5 結(jié)論

5.1 通過對(duì)該系統(tǒng)精確的熱力計(jì)算找到問題存在的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)減溫減壓器（RTP）的減溫水系統(tǒng)進(jìn)行改造，增設(shè)旁路小流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而且取得了良好的效果。

5.2 以上工作進(jìn)一步發(fā)展和完善減溫減壓器（RTP）小流量調(diào)節(jié)技術(shù),同時(shí)也為同類減溫減壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理運(yùn)行提供技術(shù)指導(dǎo)。

[1]王國(guó)清，汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行，北京，中國(guó)電力出版社，2005，P513-514

Treatment M easures for Excessive Leakage in RTP Operation

Qu Chao1,Li Lili2,Huang Xianbao1,Tian Xiuquan1,Jiang Chuanjun1
(1.Anshan Iron and Steel Co.,Ltd.;2.University of Science and Technology Liaoning,Anshan,Liaoning 114001,China)

Excessive steam leakage during hot standby of the temperature and pressure reducers(RTP)in the BP Turbo-generator unit at the energy management and control center of AnSteel caused high-grade energy loss and reduction of power generation.Basic data of the problem was obtained through accurate thermodynamic calculation,based on which the desuperheating water system in the RTP was modified.Results showed that electricity generation has increased by 2564 kW each hour.Low-flow control technique of the RTP has been also further developed and improved since then.

temperature and pressure reducers(RTP);desuperheating water;low-flow control technique.

TK37

B

1006-6764（2015）02-0024-03

2014-12-06

曲超（1981-），男，工程碩士，熱能動(dòng)力主管工程師，現(xiàn)從事鋼鐵冶金企業(yè)的節(jié)能管理工作。