摘 要：進(jìn)入冬季，隨著城市供熱采暖要求的提高，供熱面積進(jìn)一步增大。亞臨界、低容量汽輪發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市供熱采暖的要求。這就需要通過(guò)超臨界、大容量的汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行抽汽供熱，滿足供熱首站蒸汽量的需求。但是，作為抽汽汽源的中壓缸排汽，具有較高的蒸汽品質(zhì)。直接送至供熱首站進(jìn)行熱交換，勢(shì)必造成高品質(zhì)汽源的浪費(fèi)，造成更大的冷源損失。從整個(gè)機(jī)組的熱力循環(huán)角度分析，將會(huì)大大降低機(jī)組的效率。加裝前置發(fā)電機(jī)，利用做了部分功的蒸汽，再進(jìn)入供熱首站進(jìn)行熱交換，前置發(fā)電機(jī)的電量直接接入廠用電，從而降低機(jī)組煤耗。

關(guān)鍵詞：超臨界；供熱抽汽；前置發(fā)電機(jī)；廠用電

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.178

0 引言

公司二期工程2×670MW汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超臨界、單軸、三缸、四排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為：N670-24.2/566/566，最大連續(xù)出力為711MW，額定出力670MW。機(jī)組采用復(fù)合變壓運(yùn)行方式，汽輪機(jī)具有八級(jí)非調(diào)整回?zé)岢槠?，汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。供熱抽汽從中壓缸排汽出口兩根中低壓連通管引出，通過(guò)調(diào)節(jié)低壓缸進(jìn)汽壓力調(diào)節(jié)閥（CV）開度來(lái)控制進(jìn)入低壓缸的蒸汽流量，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)中壓排汽壓力的目的。站內(nèi)蒸汽和熱網(wǎng)疏水回水系統(tǒng)均采用母管制，電廠二期2×670MW機(jī)組汽輪機(jī)抽汽母管供至供熱首站后，為提高主汽輪機(jī)的發(fā)電效率及運(yùn)行節(jié)能，設(shè)置前置發(fā)電機(jī)組以實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用，利用主汽輪機(jī)抽汽（P=1.036MPa（絕壓），溫度t=338.1℃）先進(jìn)入前置機(jī)發(fā)電，背壓排汽作為熱網(wǎng)循環(huán)水加熱熱源。為提高系統(tǒng)可靠性，每臺(tái)前置機(jī)加熱器進(jìn)汽管設(shè)置一路旁路與抽汽母管相連，以備在前置機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)使用。

1 前置異步發(fā)電機(jī)的工作原理

事實(shí)上它和異步電動(dòng)機(jī)沒有差異，就是同一個(gè)東西。異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速不斷變化的，它的的頻率、電壓始終是電源側(cè)頻率、電壓。而電流不斷隨轉(zhuǎn)速而改變，大部分風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是異步發(fā)電機(jī)，也可以應(yīng)用于抽汽供熱的發(fā)電場(chǎng)所。它發(fā)電之前，必須用電網(wǎng)，然后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，再由外力帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)而反向送電。假設(shè)它作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，輸入線圈繞組頻率為50HZ，磁場(chǎng)同步速假設(shè)為3000轉(zhuǎn)，當(dāng)它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于3000轉(zhuǎn)即小于同步速時(shí)，為電動(dòng)機(jī)，消耗有功電能。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于1000轉(zhuǎn)即大于同步速時(shí)，為發(fā)電機(jī)，消耗無(wú)功電能，發(fā)出有功電能。當(dāng)轉(zhuǎn)子等于3000轉(zhuǎn)即等于同步速時(shí)，為電動(dòng)機(jī)，但電動(dòng)機(jī)不消耗有功，只消耗大量無(wú)功，并且不發(fā)出有功電能。

2 前置異步發(fā)電機(jī)及6kV系統(tǒng)運(yùn)行方式

二期供熱首站#1異步發(fā)電機(jī)為江蘇航天動(dòng)力機(jī)電有限公司出品，型號(hào)：YFKS800-2，功率：6000kW，額定電流：595A，額定電壓：6300V，轉(zhuǎn)速：3006r/m，絕緣等級(jí)：F，軸瓦型號(hào)：DQY18-180B，#32潤(rùn)滑油。

異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行在6kV各段供熱母線，并通過(guò)該母線為機(jī)組6kV工作段母線供電。此時(shí)，機(jī)組6kV工作段母線由異步發(fā)電機(jī)和高廠變同時(shí)供電。

異步發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，6kV各段供熱母線，由機(jī)組6kV工作段母線供電。

3 前置異步發(fā)電機(jī)調(diào)試措施

（1）確認(rèn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2970r/min，且允許并網(wǎng)。（2）合上#1異步發(fā)電機(jī)出口6465開關(guān)。發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前，利用提前在二期供熱6kV段進(jìn)線6465開關(guān)接便攜式錄波器，實(shí)測(cè)并網(wǎng)瞬間發(fā)電機(jī)的沖擊電流并錄波。同時(shí)，利用#4機(jī)發(fā)變組故障錄波器，對(duì)#4機(jī)6kV工作ⅣA段電流和母線電壓進(jìn)行錄波。通過(guò)波形進(jìn)行分析異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)瞬間對(duì)ⅣA段母線電壓的影響程度和并網(wǎng)瞬間的沖擊電流。（3）檢查#4機(jī)主廠房6kV工作ⅣA段及二期供熱A段母線電壓是否正常。檢查正常后逐漸將#1異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升至3006r/min，#1異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)。（4）待發(fā)電機(jī)正常發(fā)電后，檢查相關(guān)發(fā)電機(jī)電壓、電流、功率測(cè)量裝置（如變送器、電能表）顯示是否正確。（5）檢查6kV工作ⅣA段及供熱A段母線電壓是否正常。（6）待#1異步發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，通過(guò)DCS畫面監(jiān)視電機(jī)線圈溫度，軸瓦溫度。同時(shí)就地實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)振動(dòng)情況，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。（7）投入異步發(fā)電機(jī)“電跳機(jī)”聯(lián)鎖開關(guān)。（8）發(fā)電機(jī)升負(fù)荷過(guò)程中，及時(shí)調(diào)整A前置機(jī)加熱器出水溫度正常。

4 異常處理

（1）前置汽輪機(jī)跳閘。前置汽輪機(jī)跳閘后，檢查主汽門、調(diào)門快速關(guān)閉，轉(zhuǎn)速下降；排汽電動(dòng)門聯(lián)鎖關(guān)閉。檢查發(fā)電機(jī)聯(lián)跳正常，否則立即手動(dòng)解列。檢查高壓?jiǎn)?dòng)油泵聯(lián)啟，油壓正常，否則立即手動(dòng)啟動(dòng)。前置機(jī)轉(zhuǎn)速到零，投入盤車運(yùn)行。根據(jù)加熱器出口水溫下降情況，及時(shí)開大進(jìn)汽旁路調(diào)節(jié)門，維持加熱器出口水溫正常。#4機(jī)主廠房6kV工作ⅣA段母線電壓自動(dòng)回復(fù)正常值。（2）超臨界機(jī)組跳閘。當(dāng)超臨界機(jī)組跳閘時(shí)，前置異步發(fā)電機(jī)應(yīng)保護(hù)動(dòng)作跳閘。應(yīng)檢查前置機(jī)進(jìn)汽門關(guān)閉，#1異步發(fā)電機(jī)出口6465開關(guān)在跳閘位，#4機(jī)主廠房6kV工作ⅣA段及二期供熱A段母線電壓自動(dòng)切至備用電源供電。

5 效益分析

（1）按照一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)額定功率6000kW，一個(gè)月30天時(shí)間進(jìn)行計(jì)算：

發(fā)電量：W=PT=6000*24*30=4320000kWH=43.2萬(wàn)kWH

（2）該部分電量接入廠用電系統(tǒng)，與相同容量機(jī)組的廠用電進(jìn)行比較，每天綜合廠用電率降低2.5個(gè)百分點(diǎn)，降低供電煤耗7-8g/kWh，按一個(gè)月30天時(shí)間、單臺(tái)超臨界機(jī)組月平均完成發(fā)電量3.358億kWh計(jì)算：

節(jié)省燃煤：T=7.5g/kWh*3358萬(wàn)kWh=235060kg=235.06噸

6 結(jié)論

超臨界汽輪機(jī)組抽汽供熱系統(tǒng)加裝前置異步發(fā)電機(jī)，充分利用高品質(zhì)蒸汽的熱量進(jìn)行發(fā)電，極大降低了冷源損失。該發(fā)電單元共兩臺(tái)超臨界機(jī)組，計(jì)劃安裝12臺(tái)前置異步發(fā)電機(jī)。預(yù)計(jì)該單元綜合廠用電率、供電煤耗將會(huì)達(dá)到一個(gè)新高度。

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作者簡(jiǎn)介：劉尊平（1974-），男，本科，工程師，值長(zhǎng)，主要從事火電廠集控運(yùn)行工作。