摘要：針對抽汽參數(shù)的特別要求，結(jié)合機組容量及熱平衡圖，提出抽汽方案，分析對汽輪機和鍋爐運行的影響，并提出可行性參考意見。

關(guān)鍵詞：超臨界;高溫抽汽;調(diào)整抽汽;受熱面超溫;經(jīng)濟性

擬建項目的裝機容量為4×250MW超臨界燃煤抽凝機組，海水直流循環(huán)。鍋爐過熱器出口流量約為850t/h，25.4MPa（g），571℃，一次中間再熱。

根據(jù)濕法冶煉項目生產(chǎn)線工藝要求，需求的蒸汽參數(shù)為壓力不低于5.5MPa、溫度不低于280℃、流量為175t/h，負荷性質(zhì)穩(wěn)定，凝結(jié)水不回收。直線輸送距離約為1km。經(jīng)計算，確定抽汽口參數(shù)為：

1、供汽參數(shù)：壓力≥6.0MPa、溫度≥300℃、流量為175t/h。

2、抽汽方式：3運1備，每臺機組抽汽量為58.33t/h。

3、抽汽類型：可調(diào)整抽汽（采用中聯(lián)門調(diào)節(jié)高壓排汽缸的壓力，此壓力在60%～100%負荷率時壓力可調(diào)，電廠外供蒸汽穩(wěn)定）。

4、機組出力：純凝工況下機組出力為250MW。

一、汽機廠方案

1、上海汽輪機廠

上海汽輪機廠采用雙缸單排氣結(jié)構(gòu)，無調(diào)節(jié)級，末級葉片高1050mm。上汽廠根據(jù)其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)提出二種方案。

方案一：從高壓缸排汽抽汽，在負荷范圍為60%～100%TMCR內(nèi)可以滿足抽汽壓力要求。當主機負荷變化時（<85%負荷時），需要調(diào)節(jié)中聯(lián)門來調(diào)節(jié)壓力（即通過關(guān)小中聯(lián)門，提高高壓排汽缸的排汽壓力），由于上汽廠是引進西門子技術(shù)，其控制邏輯及調(diào)節(jié)過程比較復雜。抽汽類型為調(diào)整抽汽。

方案二：從高壓缸內(nèi)部抽汽（汽輪機內(nèi)部壓力級約9級處），相當于把補汽口移至一段抽汽前兩級處。當負荷在70%～100%TMCR變化時，抽汽參數(shù)可以滿足要求。機組負荷率越高，抽汽壓力和溫度就越高（溫度基本在480℃以上），需要通過減溫減壓來滿足用汽要求。抽汽類型為非調(diào)整抽汽。負荷和壓力曲線如下：

從上圖可以看出，當50%負荷率時能滿足抽氣口壓力要求，但當機組負荷率達到240MW時，抽汽口壓力接近14MPa、溫度接近484℃，需要減溫減壓后才能外供蒸汽，經(jīng)濟性較差。

2、東方汽輪機廠

東方汽輪機廠采用雙缸雙排氣結(jié)構(gòu)，帶調(diào)節(jié)級，末級葉片高660mm。

推薦方案：采用高壓缸排汽供汽方案。利用中聯(lián)門聯(lián)調(diào)方式，可以保證汽機在60%～100%TMCR工況下均能滿足抽汽要求。該方案已在多臺機組中應用。

據(jù)東汽介紹其在廣西平果鋁電廠（主要生產(chǎn)電解鋁）350MW超臨界機組上采用的抽汽方案，其抽汽壓力7.2MPa，抽汽量225t/h，運行負荷率達到80%以上。此臺機組投運2年運行情況良好。

3、結(jié)論

綜合兩個汽輪機廠的方案，推薦采用高壓缸排汽供汽方案。抽汽壓力定在6.0MPa，這是因為如果抽汽壓力過高，例如6.4MPa，中聯(lián)門參調(diào)開度不低于33%，不確定因素太多，且負荷率需達到70%以上才能保證抽汽參數(shù);純凝汽工況運行時，因高壓排汽溫度同比升高，中聯(lián)門口徑選擇較小，不參調(diào)時經(jīng)濟性較差，熱耗會降低20KJ/kw.h左右，折成標煤耗約1g/kw.h。采用本方案，對汽輪機成本（本體部分）無明顯增加，增加部分來自設(shè)置在抽汽口的兩臺電動門及1臺抽汽逆止門（氣動、要求速關(guān)、進口）、DCS控制系統(tǒng)增加部分卡件及控制邏輯。

二、鍋爐廠方案

由于抽汽參數(shù)較高，當抽汽量發(fā)生變化時，對鍋爐的再熱系統(tǒng)會產(chǎn)生影響。

1、上海鍋爐廠：

1）鍋爐煙氣通道為單煙道，即全煙氣流量通過再熱系統(tǒng)。

2）再熱系統(tǒng)汽溫調(diào)節(jié)只能通過燃燒器上下擺動（±20°）和噴水減溫來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)措施有一定的局限性，對鍋爐再熱器出口汽溫影響較大：

抽汽工況 不抽汽工況 備注

方案一（受熱面按純凝工況設(shè)計） 587℃ 569℃ 需提高鍋爐再熱器系統(tǒng)、汽機中壓缸和熱段管道的材質(zhì)（P92）。造價昂貴。

方案二（受熱面按抽汽工況設(shè)計） 569℃ 551℃ 不抽汽時汽機效率降低，增加標準煤耗約1.5g/kwh。

注：采用方案一不是上汽廠汽輪機的問題，是上鍋廠在抽汽工況時溫度升高較高（純凝時566℃），抽汽時達到587℃，這樣因溫度升高會造成汽輪機中壓缸材質(zhì)升高，這部分成本升高對汽輪機采購成本影響較大。

2、東方鍋爐廠

1）鍋爐尾部煙道設(shè)計為雙煙道，可以通過煙氣擋板來調(diào)節(jié)再熱汽溫。

2）在低溫過熱器前設(shè)置一路噴水減溫裝置，當運行工況切換過程中（煙氣擋板動作需要一定的時間，約30分鐘），可以通過噴水來控制再熱汽溫。

3）由于再熱器系統(tǒng)局部金屬壁溫會升高（主要是高再和低再），故需要增加高等級材料的使用范圍;因壓力升高部分管道會增加壁厚，增加費用共約3%。

4）可以保證再熱器出口汽溫不受影響。

三、經(jīng)濟性比較（取TMCR工況）

二 經(jīng)濟性

四、結(jié)論

綜上：采用中聯(lián)門調(diào)節(jié)，從高壓缸排汽供汽方案是可行的，其經(jīng)濟性和和供汽穩(wěn)定性較好（60%～100%負荷內(nèi)可調(diào)）。

需要說明的是：

1、當純凝工況額定功率定到250MW時，抽汽工況下發(fā)電功率為230MW。

2、 如抽汽工況發(fā)電功率定到250MW，此時凝氣工況功率會達到275MW左右。

參考文獻：

[1]胡澤豐，高參數(shù)旋轉(zhuǎn)隔板在300MW等級抽汽式機組上的運用[J]，熱力透平 2011（3），59-61.

[2]陳媛媛，等.等效焓降法在大型機組抽汽供熱的熱經(jīng)濟性分析中的應用[J]，汽輪機技術(shù)，2009，51（9）：410-416.

作者簡介： 董見峰 ?男（1977、04、27）民族 ?漢，籍貫 ?湖北 蘄春 ?本科，高級工程師，主要從事，火力發(fā)電廠設(shè)計。