許　楓

神皖九華發(fā)電有限公司，安徽池州　247100

320MW機(jī)組高加小旁路改造可行性研究

許楓

神皖九華發(fā)電有限公司，安徽池州247100

本文介紹了320MW機(jī)組高加小旁路改造的必要性和可行性，同時(shí)介紹了高加小旁路改造具體方案及預(yù)算。關(guān)鍵詞高壓加熱器；泄漏；旁路

1　高加系統(tǒng)現(xiàn)狀及改造必要性：

九華公司2×32OMW機(jī)組，配置3臺(tái)高壓加熱器，自投產(chǎn)以來(lái)，兩臺(tái)機(jī)組#3高加多次發(fā)生泄漏，每次#3高加泄漏處理時(shí)，3臺(tái)高加全部切除退出運(yùn)行，給水經(jīng)高加大旁路系統(tǒng)參與運(yùn)行，給水溫度大幅下降（設(shè)計(jì)工況下，給水溫度從273.6℃下降至174℃），嚴(yán)重影響到機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)熱力計(jì)算，給水溫度每下降10℃，發(fā)電煤耗約增加0.438g/kw·h左右。以2014年3月20日高加泄漏退出運(yùn)行為例，在3月20日～3月22日高加退出運(yùn)行期間，機(jī)組發(fā)電量累計(jì)1948萬(wàn)度，發(fā)電煤耗317.75g/kw·h（反平衡），較3月1日～3月19日累計(jì)平均值305.29g/kW·h高出12.46g/kw·h，多耗標(biāo)煤242.72噸，燃料成本增加15.55萬(wàn)元；同時(shí)，脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行期間發(fā)電量為508.3萬(wàn)度，按每度電脫硝電價(jià)0.01元計(jì)算，電價(jià)損失為5.08萬(wàn)元，總計(jì)20.63萬(wàn)元。

目前，一旦運(yùn)行期間高加發(fā)生泄漏，高加將退出運(yùn)行并進(jìn)行查漏消缺工作，泄漏的換熱管將被堵死。隨著#3高加被封堵?lián)Q熱管數(shù)量不斷增加以及工作年限的增長(zhǎng)，#3高加泄漏的可能性也在日益增大。因此，為減少高加在線查漏期間的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)高加旁路系統(tǒng)進(jìn)行改造是一項(xiàng)不錯(cuò)的技術(shù)措施。

2　技術(shù)改造方案

鑒于機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)高加換熱管泄漏全部發(fā)生在#3高加，將優(yōu)先考慮對(duì)#3高加進(jìn)行小旁路改造。

2.1高加給水管路改造方案：?jiǎn)我淮笈月废到y(tǒng)改造成大旁路 + #3高加小旁路的混合旁路系統(tǒng)

#3高加給水出口增加一只電動(dòng)閘閥，從該閘閥至#2高加給水進(jìn)口前引一路給水管與高加大旁路通過(guò)一只三通閥并聯(lián)，形成#3高加給水小旁路系統(tǒng)。改造后其原則性熱力系統(tǒng)如圖1。

2.2高加疏水方式簡(jiǎn)化途徑——凝汽器回收

公司高加疏水系統(tǒng)采用逐級(jí)自流方式進(jìn)行回收，即由#1高加→#2高加→#3高加→除氧器，同時(shí)，每臺(tái)高加均設(shè)有危急疏水排放系統(tǒng)，經(jīng)高加危急疏水?dāng)U容器減溫減壓后回收至凝器。#3高加切除后，高加疏水方式將變更為#1高加→#2高加→高擴(kuò)，高加危急疏水門(mén)在高加水位高高時(shí)超遲開(kāi)，高加水位低時(shí)超遲關(guān)。此時(shí)，將#2高加危急疏水門(mén)超馳信號(hào)取消，通過(guò)#2高加危急疏水門(mén)控制#2高加水位。

2.3改造后的熱控控制邏輯變更說(shuō)明

改造前，任一臺(tái)“高加水位高Ⅲ值”報(bào)警信號(hào)發(fā)出后，#1、#2、#3抽汽電動(dòng)閥關(guān)閉，抽汽逆止閥關(guān)閉，抽汽管所有疏水閥打開(kāi)，高加給水切至旁路，三臺(tái)高加解列。

改造后，當(dāng)#3高加“高加水位高Ⅲ值”報(bào)警信號(hào)發(fā)出后，三抽電動(dòng)閥、逆止閥關(guān)閉，DCS信號(hào)同時(shí)發(fā)給高加旁路兩只三通閥，兩只三通閥均動(dòng)作，#3高加切除，#2高加正常疏水調(diào)整閥關(guān)閉，#2高加危急疏水調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟。其它無(wú)須變化。

3　可行性分析

3.1方案有效性分析

從高加工作環(huán)境分析，在額定工況下，#3高加的抽汽溫度高達(dá)435℃，而進(jìn)水溫度只有174℃，在三臺(tái)高加中換熱溫差最大，換熱面工作環(huán)境最為惡劣，最容易發(fā)生泄漏。根據(jù)近幾年全國(guó)300MW級(jí)機(jī)組的事故案例總結(jié)，高加泄漏大多發(fā)生在#3高加，很少有#1、#2高加發(fā)生泄漏的案例。根據(jù)公司高加故障情況，高加泄漏均發(fā)生在#3高加，#1、#2高加自投產(chǎn)以來(lái)未發(fā)生過(guò)泄漏。因此，在高加給水旁路改造時(shí)，只需將#3高加改造成小旁路系統(tǒng)，既縮小改造投資規(guī)模，又不影響改造效果。

3.2小旁路投運(yùn)分析

系統(tǒng)成功改造后，#3高加入口三通閥開(kāi)啟，#3高加出口處三通閥處于關(guān)閉狀態(tài)，#3高加出口閥、#1高加出口電動(dòng)閥均打開(kāi)，給水走高加內(nèi)部。

狀況1：當(dāng)#1、2高加水位高三值信號(hào)發(fā)出后，#1、#2、#3抽汽電動(dòng)閥關(guān)閉，抽汽逆止閥關(guān)閉，抽汽管所有疏水閥打開(kāi)。此時(shí)，DCS信號(hào)發(fā)給#3高加入口三通閥關(guān)閉，小旁路三通閥關(guān)閉不動(dòng)作，然后關(guān)閉#1高加出口電動(dòng)門(mén)，高加給水切至旁路，三臺(tái)高加解列。

狀況2：當(dāng)#3高加水位高三值信號(hào)發(fā)出后，三抽電動(dòng)閥、逆止閥關(guān)閉，此時(shí)DCS信號(hào)同時(shí)發(fā)給高加旁路兩只三通閥，#3高加入口三通閥關(guān)閉，旁路三通閥開(kāi)啟，同時(shí)關(guān)閉#3高加出口電動(dòng)閥，#3高加切除退出運(yùn)行，給水經(jīng)#2、#1高加至鍋爐省煤器。

根據(jù)狀況1、狀況2比較，只有狀況2發(fā)生時(shí)，給水小旁路才能夠發(fā)揮作用。

3.3經(jīng)濟(jì)性分析

高壓給水系統(tǒng)成功改造后，一旦#3高加發(fā)生泄漏，僅需將#3高加退出運(yùn)行。此額定負(fù)荷工況下，給水溫度僅降低27℃，能夠達(dá)到246℃，較高加全部退出時(shí)的給水溫度要高出72℃，有效地減小高加全部退出造成的損失。以2014年3月20日高加泄漏退出運(yùn)行案例比較，同等工況下，發(fā)電煤耗僅下降到308g/kw·h，較高加全部退出少損失標(biāo)煤230t，挽回發(fā)電成本14.7萬(wàn)元。

4　結(jié)論

4.1高加投運(yùn)原則

根據(jù)電廠對(duì)高加投入率應(yīng)達(dá)到100%的指標(biāo)要求，高加退出運(yùn)行是不被允許的，即機(jī)組定修期間必須按照規(guī)范的工藝要求完成高壓加熱器的查漏、消漏、水位核準(zhǔn)標(biāo)定工作，運(yùn)行期間通過(guò)調(diào)控加熱器水位確保下端差≤5.6℃，以確保加熱器投入率達(dá)到100%。自2012年以來(lái)，通過(guò)強(qiáng)化檢修工藝及運(yùn)行監(jiān)控，#3高加已連續(xù)2年未發(fā)生在線泄漏，說(shuō)明高壓加熱器防泄漏工作可以通過(guò)技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.2運(yùn)行方式調(diào)控評(píng)估

1）現(xiàn)有高加系統(tǒng)一旦退出運(yùn)行，機(jī)、爐側(cè)設(shè)備的安全隱患因素完全可以通過(guò)人為作用進(jìn)行有效控制。因此，現(xiàn)有高加系統(tǒng)一旦退出運(yùn)行，對(duì)機(jī)組設(shè)備無(wú)本質(zhì)安全隱患。

2）高壓給水系統(tǒng)有增加小旁路的案例，因此，系統(tǒng)的投停切換控制邏輯應(yīng)當(dāng)成熟，投停安全隱患風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小。

3）雖然有小旁路案例，但系統(tǒng)投運(yùn)后，#2高加給水溫升將顯著增大，對(duì)#2高加設(shè)備自身的影響、加熱器水位的調(diào)控難度、疏水管沖刷程度、疏水管振動(dòng)烈度情況還有待進(jìn)一步調(diào)查分析。

4.3投資與回報(bào)分析

根據(jù)項(xiàng)目改造158萬(wàn)元最低投入量核算，單臺(tái)機(jī)組#3高加因泄漏退出運(yùn)行處理10次，挽回的經(jīng)濟(jì)損失才能夠與投資額相當(dāng)，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值才能夠充分體現(xiàn)。同時(shí)，也意味著高加投入率難以長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)100%，與公司“創(chuàng)一流”指標(biāo)控制不相符，回報(bào)率低。

分析結(jié)論：針對(duì)高加給水系統(tǒng)增加小旁路的改造意向，技術(shù)上基本可行，但投資大回報(bào)率低。

［1］仝利霞.300MW機(jī)組高加疏水調(diào)節(jié)門(mén)堵塞原因分析及措施［C］//全國(guó)火電大機(jī)組（300MW級(jí)）競(jìng)賽第38屆年會(huì)論文集，2009.

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許楓，發(fā)電部汽機(jī)主管，神皖九華發(fā)電有限公司。