袁名扉

摘 要：給水泵汽輪機(jī)是電站熱力循環(huán)系統(tǒng)的主要部件之一，在高參數(shù)大容量的汽輪機(jī)組中占有重要地位，其在可靠性、自動(dòng)化水平、負(fù)荷適應(yīng)性等方面工況將直接影響著整個(gè)電站設(shè)備運(yùn)行，近年因新能源消納及機(jī)組供熱改造影響東北區(qū)域火電機(jī)組調(diào)峰率較高，導(dǎo)致原有給水泵汽輪機(jī)存在4段抽汽及輔助汽源動(dòng)力源不足、負(fù)荷適應(yīng)性變差，引發(fā)給水流量調(diào)節(jié)遲滯，從而降低整機(jī)負(fù)荷變動(dòng)率，本文將針對(duì)國能雙遼發(fā)電有限公司一、四號(hào)機(jī)組給水泵汽輪機(jī)加裝備用汽源技改項(xiàng)目的成熟案例對(duì)相關(guān)改造內(nèi)容及成果進(jìn)行分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：給水泵汽輪機(jī);備用汽源;改造;負(fù)荷適應(yīng)性

引言

國能雙遼發(fā)電有限公司是國家“八五”期間的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，也是吉林省“八五”期間十大重點(diǎn)工程之一，總裝機(jī)容量2000MW。一期四臺(tái)300MW級(jí)亞臨界機(jī)組于2000年全部建成、二期一臺(tái)660MW超臨界機(jī)組于2014年投產(chǎn)發(fā)電。其中一期一、四號(hào)于2009年分別進(jìn)行中導(dǎo)打孔抽汽供熱改造，每臺(tái)機(jī)組原配套50%額定容量給水泵汽輪機(jī)2臺(tái)，原設(shè)計(jì)供汽汽源為主機(jī)4段抽汽，備用汽源為輔助蒸汽，在機(jī)組供熱期深度調(diào)峰期間，隨著機(jī)組負(fù)荷的降低，4段抽汽參數(shù)和輔助汽源抽汽量逐步下降，已低于給水泵汽輪機(jī)最小設(shè)計(jì)值，造成給水泵汽輪機(jī)出力不足，轉(zhuǎn)速失控，直接導(dǎo)致鍋爐給水流量波動(dòng)，為此須對(duì)給水泵汽輪機(jī)汽源進(jìn)行改造，根治低負(fù)荷區(qū)間給水泵汽輪機(jī)適應(yīng)性變差的問題。

給水泵汽輪機(jī)參數(shù)

正常運(yùn)行汽源：主汽輪機(jī)4段抽汽。

輔助蒸汽汽源：臨機(jī)至廠用蒸汽系統(tǒng)供汽

輔助蒸汽參數(shù)：壓力0.3-0.8MPa;溫度 220-330 ℃

輔助蒸汽投入點(diǎn)：主機(jī)40%THA工況以下 。

給水泵汽輪機(jī)排汽壓力

額定工況：0.0064MPa（a）

夏季工況：0.0135 MPa（a）。

最高允許運(yùn)行背壓：0.04 MPa。

給水泵汽輪機(jī)聯(lián)軸器

彈性膜片聯(lián)軸器。

改造方案分析與確定

在冬季機(jī)組供熱期間，隨著供熱抽汽量的增加和機(jī)組調(diào)峰負(fù)荷降低，主機(jī)4段抽汽參數(shù)已不能滿足鍋爐給水要求，輔助蒸汽因廠房采暖和抽汽口管徑限制，可提供備用流量已不能彌補(bǔ)給水泵汽輪機(jī)用汽需求，因此低負(fù)荷區(qū)間提高給水泵汽輪機(jī)動(dòng)力源壓力的方法只能是引入外部汽源。

經(jīng)可行性分析，給水泵汽輪機(jī)可選備用汽源主要有三路：一是鍋爐主蒸汽、二是鍋爐再熱熱段抽汽、三是汽輪機(jī)高壓缸排汽（再熱冷段蒸汽），其余各段抽汽均不能滿足安全性要求。因鍋爐主蒸汽和再熱蒸汽溫度參數(shù)遠(yuǎn)超給水泵汽輪機(jī)額定330℃的溫度要求不予采用，備用汽源只能自再熱冷段接引。再熱冷段蒸汽額定壓力3.67Mpa、溫度317.3℃，流量823t/h，經(jīng)減壓后壓力控制在0.5MPa左右，參數(shù)和流量完全滿足給水泵汽輪機(jī)安全運(yùn)行要求。因蒸汽引射流裝置造價(jià)較高，綜合項(xiàng)目造價(jià)、調(diào)節(jié)靈活性及安全性，備用汽源減壓方案最終確定為采用氣動(dòng)減壓閥進(jìn)行節(jié)流減壓。

項(xiàng)目主要改造內(nèi)容

1. 備用汽源主管道引至再熱蒸汽冷段系統(tǒng)，管徑Φ273mm，在備用汽源主管道上設(shè)置電動(dòng)快速關(guān)斷閥門，確保發(fā)生故障時(shí)可以及時(shí)、迅速地切的備用汽源，防止給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽管道和配汽機(jī)構(gòu)因超壓導(dǎo)致?lián)p壞。

2. 備用汽源主管道上分別接引兩路供汽支管，管徑Φ159mm，各經(jīng)一道電動(dòng)門、氣動(dòng)調(diào)節(jié)門、手動(dòng)截止門并入原給水泵汽輪機(jī)4段抽汽進(jìn)汽管道，在深度調(diào)峰或4段抽汽壓力不足時(shí)接入，提高給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力，以增強(qiáng)其出力。

3. 在備用汽源系統(tǒng)管路、給水泵汽輪機(jī)備用汽源進(jìn)汽電動(dòng)門前及手動(dòng)截止門后管道上設(shè)置必要的疏水點(diǎn)，在供汽調(diào)節(jié)門前后設(shè)置預(yù)暖管，保證備用汽源投入前疏水可以排空，備用汽源投入后整套系統(tǒng)可以始終處于熱用狀態(tài)。

4. 備用汽源就地管路設(shè)置就地壓力表，快關(guān)閥、電動(dòng)門、調(diào)節(jié)門控制及相關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng)接入機(jī)組DCS小機(jī)本體控制畫面，組態(tài)并完善相關(guān)邏輯。

5. 原有給水泵汽輪機(jī)本體及相關(guān)熱控保護(hù)邏輯予以保留，并增加給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力高至0.8Mpa、0s關(guān)閉備用汽源速斷閥及調(diào)節(jié)。

6. DCS中增加每臺(tái)給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力控制器，實(shí)現(xiàn)進(jìn)汽壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，降低運(yùn)行人員日常工作壓力。

改造成果分析

給水泵汽輪機(jī)加裝備用汽源技改項(xiàng)目于2019年實(shí)施完畢，工程總投資約186萬元，利用機(jī)組B修期間實(shí)施完畢，改造工期30天。給水泵汽輪機(jī)備用供汽系統(tǒng)改造后，至今投運(yùn)已有一年時(shí)間，在機(jī)組深度調(diào)峰期間，備用供汽系統(tǒng)能夠達(dá)到及時(shí)投入、隨時(shí)可用的狀態(tài)，提高了給水泵汽輪機(jī)的負(fù)荷變動(dòng)適應(yīng)性，在主機(jī)40%THA工況點(diǎn)下，備用供汽調(diào)節(jié)門開度在10%左右時(shí)即可滿足鍋爐給水調(diào)節(jié)速度與精度的需求，在高負(fù)荷區(qū)段，備用供汽能夠及時(shí)退出，避免給水泵汽輪機(jī)超壓運(yùn)行，充分的保證了給水泵汽輪機(jī)及汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行安全，達(dá)到了改造目的。

雖然本次改造項(xiàng)目比較成功，但是在實(shí)際運(yùn)行中也出現(xiàn)過備用供汽投入過大導(dǎo)致給水泵汽輪機(jī)4段抽汽供汽逆止門被關(guān)回的情況，存在降低機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和主機(jī)缸內(nèi)返汽的不利影響，為此，經(jīng)過多次試驗(yàn)，增設(shè)了，備用蒸汽與原始進(jìn)汽壓力差值大于0.05MPa不再開大備用供汽調(diào)節(jié)門邏輯保護(hù)，此問題得以消除。

通過本項(xiàng)目的實(shí)施，為新形勢下舊有火電機(jī)組的技術(shù)升級(jí)工作探索了新思路，完善了火電機(jī)組靈活性改造技術(shù)革新手段，對(duì)于國內(nèi)同類型機(jī)組具備廣泛推廣和借鑒是實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳樹元 何為 蔡盛明 張軍輝，300MW等級(jí)汽輪機(jī)冬季供熱時(shí)給水泵汽輪機(jī)配套改造研究，工業(yè)汽輪機(jī)，2018

（國能雙遼發(fā)電有限公司，吉林 雙遼 136400）