李洪建

摘要：由于目前國內(nèi)電力產(chǎn)能過剩，大部分火電機組常處于低負荷運行狀態(tài)，經(jīng)濟效益差，而增設(shè) 0 號高壓加熱器是提高機組運行經(jīng)濟性、提高脫硝裝置投入率的有效手段之一，從汽源選取、安裝方式等方面敘述國內(nèi)增設(shè)0號高壓加熱器在機組節(jié)能技改中的應(yīng)用情況，以及對機組運行的經(jīng)濟性、安全性的影響。

關(guān)鍵詞：汽輪機;高壓加熱器;節(jié)能減排;應(yīng)用現(xiàn)狀

引言

根據(jù)國家發(fā)改委、環(huán)保部、能源局聯(lián)合制定的 《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014—2020 年）》的要求和機組長時間處于低負荷運行的現(xiàn)狀，發(fā)電企業(yè)在新建和改造火電機組時，特別重視節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用。 為提高機組在低負荷工況下的運行效率， 回?zé)嵯到y(tǒng)優(yōu)化是值得關(guān)注的一個重要方向。 而回?zé)峒訜崞骷墧?shù)是影響回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟性的主要因素之一。 隨著回?zé)峒訜崞骷墧?shù)的增加，給水溫度升高，機組的循環(huán)熱效率也提高[1]。 增設(shè) 0 號高壓加熱器是一種在低負荷下具有節(jié)能減排效益， 提高機組運行經(jīng)濟性以及脫硝裝置投入率的措施之一。

1. 0 號高壓加熱器及其應(yīng)用現(xiàn)狀

在回?zé)嵯到y(tǒng)中，1號高壓加熱器后與鍋爐省煤器前增設(shè) 1個高壓加熱器用來加熱給水; 高壓加熱器的蒸汽是由 1 級抽汽前的高壓缸某級后抽出;高壓加熱器的疏水采用逐級自流至 1 號高加或除氧器，滿足上述條件的高壓加熱器稱為 0號高壓加熱器。0號高加技術(shù)現(xiàn)階段只應(yīng)用在部分超超臨界機組上。

1.1? 0號高壓加熱器的汽源選取

超超臨界機組中補汽閥是指在每個主汽閥后、調(diào)節(jié)閥前引出 1 根新蒸汽管道， 接入 1 個外置補汽調(diào)節(jié)閥， 將新蒸汽節(jié)流后送入高壓缸第 5 級動葉后。 補汽閥在機組額定負荷以上超發(fā)和快速響應(yīng)一次調(diào)頻要求時才使用， 機組低負荷時采用主汽調(diào)節(jié)閥全開的滑壓運行方式，不使用補汽閥[2]。 機組就是借助汽輪機現(xiàn)有的補汽閥， 閥后導(dǎo)汽管上設(shè)置三通; 在低負荷時利用高壓缸補汽閥接口抽汽送至0號高加。 0號高加與補汽閥進汽共用一個接口，通過補汽閥和 0 號高加抽汽管路的快關(guān)調(diào)節(jié)閥切換，具體見圖 1。

具備補汽閥的機組中 0級抽汽的汽源選取優(yōu)點是補汽閥在低負荷時處于停用狀態(tài)，而 0號高加主要作用就是提高低負荷時機組的經(jīng)濟性，既具有節(jié)能減排功效又合理利用了補汽閥，同時安全性能高，設(shè)備投資成本低;其缺點是汽源采用高壓缸第 5 級動葉后，需減壓降焓再接入0 號高加，存在一定的節(jié)流損失，降低機組的經(jīng)濟性。

1.2? 0 號高加的安裝

0 號高加作為最后一級給水高壓加熱器，布置在進入省煤器前的給水管道上， 而 660 MW 及以上超超臨界機組多數(shù)設(shè)置了3號高加的外置式蒸汽冷卻器（以下簡稱蒸汽冷器），對于設(shè)置蒸汽冷卻器的機組，0號高加與蒸汽冷卻器串聯(lián)。 一部分給水通過蒸汽冷卻器和0號高加，另一部分給水通過新增的給水管路流向省煤器，具體見圖2。 0號高加可以與原高加共用一套高壓給水旁路系統(tǒng);正常疏水可以采用逐級自流的方式，疏水至 1號高加，也可疏水至凝汽器。 在給水管道上設(shè)置三通并聯(lián)一個給水管道，在新增管道上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，控制通過0號高加和蒸汽冷卻器的給水流量。

2? 0號高壓加熱器對機組性能的影響

2.1? 0號高加對機組節(jié)能效果的影響0號高加節(jié)能效益：

1）提高機組低負荷下的給水溫度，提高整個熱力循環(huán)的循環(huán)效率[4];2）汽輪機的冷端損失降低，從而降低汽輪機熱耗;3）改善鍋爐在低負荷下的穩(wěn)燃性能;4）0 級抽汽管道上設(shè)置的調(diào)節(jié)閥具備一定的調(diào)頻能力，可以降低汽輪機調(diào)節(jié)閥的節(jié)流度，進一步降低能耗。

2.2? 0號高加對環(huán)保的影響

0號高加提高了最終給水溫度，減少了給水在省煤器內(nèi)吸收的熱量，可提高省煤器出口煙溫。 低負荷下，省煤器的給水溫度提高，脫銷設(shè)備進口煙溫相應(yīng)升高，不僅提高了 SCR 脫硝效率，降低了脫硝成本，而且可減緩催化劑的老化速度，有利于脫銷設(shè)備的運行可靠性，具有很好的環(huán)保效益。

2.3? 0號高加對機組運行安全性的影響

對高壓缸通流部分的影響。補汽閥后壓力要根據(jù) 0號高加的進汽參數(shù)進行調(diào)整，壓力就會降低，造成級組葉片前后壓差增加，對葉片強度產(chǎn)生影響， 因此高壓缸通流葉片強度需重新校核或設(shè)計。

對汽輪機軸向推力和軸振動的影響。增設(shè) 0號高加，相對于原設(shè)計，高壓平衡活塞前的壓力由于抽汽而降低，使平衡能力下降;需要重新校核或修改設(shè)計通過抬高轉(zhuǎn)子平衡活塞的高度來滿足推力要求，以保證機組安全運行的可靠性。

3 結(jié)語

采用補汽閥技術(shù)的汽輪機均具備采用 0號高加技術(shù)的條件;對于沒有補汽閥的機組，改造成本高，對原熱力系統(tǒng)影響大，安全性能較低，一般不考慮增設(shè) 0 號高加。在機組部分負荷時0號高加的投入不僅使給水溫度得到升高，尤其對脫硝裝置具有較好作用， 一定程度上解決了低負荷工況時脫硝裝置因煙溫低而自動退出運行的問題， 擴大了脫硝設(shè)備投運的負荷范圍，節(jié)能減排效果明顯。增設(shè)0 號高加對機組運行的安全性造成明顯的影響，汽輪機高壓缸通流部分的強度需要進行重新校核或設(shè)計。

參考文獻

[1]蘇雪剛，盧麗坤，馬亮亮，等.大型超超臨界火力發(fā)電機組增設(shè) 0號高壓給水加熱器的研究[J].鍋爐制造，2016（4）：50-53.

[2]劉啟軍 ，李作蘭 ，方琪.超超臨界機組增設(shè)零號高壓加熱器研究[J].吉林電力，2015，43（4）：1-4.

[3]包偉偉.1 000 MW 超超臨界機組增設(shè) 0 號高壓加熱器經(jīng)濟性分析[J].發(fā)電設(shè)備，2015，29（3）：172-175.

[4] 蔣尋寒.0 號高壓加熱器的分析和應(yīng)用 [J]. 熱力透平 ，2016，45（3）：207-210.