崔 銳，孫建忠，黃文強(qiáng)

（1.北京京能科技有限公司，北京 100142；2.山西京玉發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 朔州 037200；3.京能十堰熱電有限責(zé)任公司，湖北 十堰 442000）

0 引言

隨著國(guó)家碳排放政策的實(shí)施，清潔能源機(jī)組不斷增加，燃煤機(jī)組的負(fù)荷逐漸被擠壓，經(jīng)常性深度調(diào)峰[1]已變?yōu)槌B(tài)，尤其是進(jìn)入冬季后，隨著深度調(diào)峰時(shí)間和頻次的不斷增加，給機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行帶來(lái)了很大的隱患，針對(duì)地區(qū)供熱的單一發(fā)電廠，確保供熱穩(wěn)定是首要任務(wù)。鑒于此，大多數(shù)電廠為應(yīng)對(duì)機(jī)組深度調(diào)峰[2]工況下的供熱不足進(jìn)行了靈活性改造[3]，在提高其調(diào)峰能力的同時(shí)利用改造后高低旁路，不僅解決了低負(fù)荷工況下供熱不足的問(wèn)題，而且在特殊工況下還可以避免發(fā)生供熱中斷事件。本文主要是對(duì)特殊工況下利用靈活性改造后高低壓旁路保證穩(wěn)定供熱[4]進(jìn)行驗(yàn)證。以某電廠流化床機(jī)組一臺(tái)發(fā)電機(jī)檢修，另一臺(tái)帶供熱運(yùn)行，為防止發(fā)生供熱中斷，熱網(wǎng)汽源切至檢修鍋爐供汽的試驗(yàn)為主要實(shí)踐依據(jù)。文中提出了詳細(xì)的試驗(yàn)過(guò)程和具體的注意事項(xiàng)，為地區(qū)單一供熱電廠不發(fā)生供熱中斷積累一些參考經(jīng)驗(yàn)。

1 旁路系統(tǒng)的作用

高旁是在鍋爐點(diǎn)火后，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，將主蒸汽引至汽輪機(jī)高壓缸的后面，也就是引至再熱蒸汽管道，使再熱器有蒸汽通過(guò)，避免燒壞；低旁是在機(jī)組啟動(dòng)前將再熱蒸汽引至凝汽器，而不經(jīng)過(guò)中、低壓缸。這樣就形成一個(gè)蒸汽流通的旁路，保證沖轉(zhuǎn)前鍋爐的燃燒，同時(shí)能夠回收工質(zhì)，不必將蒸汽都排空。具體來(lái)說(shuō)旁路系統(tǒng)的作用主要有以下幾方面：一是保證鍋爐最低負(fù)荷的蒸發(fā)量；二是保證再熱器通過(guò)必要的冷卻蒸發(fā)量，避免超溫；三是通過(guò)旁路系統(tǒng)來(lái)滿足主蒸汽和再熱蒸汽管道暖管的需要，并起調(diào)節(jié)蒸汽溫度的作用，從而提高機(jī)組運(yùn)行的安全性；四是事故和緊急停爐時(shí)，排出爐內(nèi)蒸汽，以免超壓引起安全閥動(dòng)作；五是回收工質(zhì)和部分熱量并減小排汽噪聲；六是在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前建立一個(gè)汽水清洗系統(tǒng)，待蒸汽品質(zhì)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)入汽輪機(jī)，以免汽輪機(jī)受到侵蝕。

2 機(jī)組概況

該電廠為裝機(jī)容量2×330 MW循環(huán)流化床燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)為亞臨界、單軸、三缸雙排汽、一次中間再熱、沖動(dòng)式、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。旁路系統(tǒng)選用二級(jí)串聯(lián)裝置，高壓旁路容量為70%，低壓旁路容量為2×55%，它們之間的不平衡蒸汽由再熱器安全門排放；在汽機(jī)進(jìn)口主汽門前與再熱蒸汽冷段管之間設(shè)置高壓旁路，在再熱器熱段管與排汽裝置之間設(shè)置低壓旁路；高低壓旁路均設(shè)置有減溫減壓自動(dòng)控制裝置；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能適應(yīng)大提升力的動(dòng)作要求[5]。

3 試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)時(shí)，高低壓旁路供熱情況如圖1所示，試驗(yàn)前穩(wěn)定供熱參數(shù)如表1所示。

圖1 高低壓旁路供熱示意圖

表1 試驗(yàn)前穩(wěn)定供熱參數(shù)

具體的試驗(yàn)過(guò)程如下：

第一步，鍋爐側(cè)按照冷態(tài)啟動(dòng)步驟進(jìn)行。

第二步，鄰機(jī)供輔汽，保持正常輔汽壓力；適當(dāng)投入除氧器加熱，提高給水溫度。

第三步，鍋爐點(diǎn)火，汽機(jī)側(cè)頂軸油、潤(rùn)滑油系統(tǒng)運(yùn)行，盤車裝置連續(xù)運(yùn)行至少12 h以上。

第四步，鍋爐點(diǎn)火前，啟動(dòng)大機(jī)真空泵抽真空，關(guān)閉11、12小機(jī)排汽裝置至主機(jī)排汽裝置電動(dòng)門，機(jī)組冷態(tài)（缸溫為環(huán)境溫度）不投入軸封供汽進(jìn)行系統(tǒng)抽真空，視高、中壓主汽門嚴(yán)密性情況決定是否投入軸封系統(tǒng)。

第五步，開啟機(jī)側(cè)主蒸汽管道三大疏水至定期排污手動(dòng)門、電動(dòng)門，關(guān)閉主、再熱蒸汽管道、再熱蒸汽冷段及用戶至排汽裝置疏水，主蒸汽管道見壓關(guān)閉空氣門，待排汽裝置真空穩(wěn)定后視環(huán)境溫度決定是否將疏水倒至排汽裝置（環(huán)境溫度大于-10℃疏水倒至排汽裝置）。

第六步，鍋爐點(diǎn)火見壓后，開啟高壓旁路（以下簡(jiǎn)稱“高旁”）閥，防止鍋爐再熱器干燒。就地加強(qiáng)對(duì)再熱蒸汽冷段管道振動(dòng)監(jiān)視，如管道振動(dòng)，關(guān)小高旁閥增加暖管時(shí)間，暖管充分后緩慢開大高旁閥。

第七步，如環(huán)境溫度低于-10℃時(shí)，再熱蒸汽壓力達(dá)到0.5 MPa，溫度達(dá)200℃以上，開啟低壓旁路（以下簡(jiǎn)稱“低旁”）閥，同時(shí)開啟再熱蒸汽管道、再熱蒸汽冷段及用戶至排汽裝置疏水。

第八步，開啟1號(hào)機(jī)高低壓旁路供熱管路疏水對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行暖管。

第九步，待空冷島蒸汽凝結(jié)，機(jī)組背壓下降至20 kPa以下，進(jìn)一步緩慢開大汽機(jī)高低壓旁路開度，保證鍋爐過(guò)熱器400 t/h蒸汽流量，注意監(jiān)視電泵各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，在保證電泵不超額定出力，鍋爐各管壁溫度正常的前提下，控制再熱蒸汽壓力0.5 MPa，同時(shí)提高凝結(jié)水壓力，通過(guò)低旁減溫水控制低旁后溫度不超200℃。加強(qiáng)監(jiān)視低壓缸排汽溫度不超80℃，發(fā)現(xiàn)低壓缸排汽溫度上漲，及時(shí)投入低壓缸后缸噴水，防止蒸汽進(jìn)入低壓缸造成脹差超限。

第十步，臨時(shí)退出2號(hào)機(jī)供熱網(wǎng)汽側(cè)，關(guān)閉2號(hào)機(jī)熱網(wǎng)供汽關(guān)斷門、逆止門、快關(guān)閥。

第十一步，1號(hào)機(jī)高低壓旁路供熱管路暖管充分后，關(guān)閉左、右側(cè)低旁及母管疏水，緩慢關(guān)小左、右側(cè)低旁至排汽裝置隔離門，待低旁后壓力達(dá)到0.3 MPa，緩慢開啟高低壓旁路供熱母管抽汽電動(dòng)門向熱網(wǎng)供汽。

第十二步，通過(guò)左、右側(cè)低旁至排汽裝置隔離門與靈活性改造母管抽汽電動(dòng)門節(jié)流調(diào)整，緩慢增加熱網(wǎng)供熱量，最終達(dá)到滿足縣城供熱需求蒸汽量并保持參數(shù)穩(wěn)定運(yùn)行。

4 試驗(yàn)注意事項(xiàng)

試驗(yàn)前機(jī)組狀態(tài)，1號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)檢修，鍋爐、汽輪機(jī)備用；2號(hào)機(jī)組帶供熱系統(tǒng)運(yùn)行。

4.1 鍋爐側(cè)

a）因機(jī)組無(wú)實(shí)際負(fù)荷，汽包水位調(diào)節(jié)自動(dòng)為單沖量調(diào)節(jié)方式，鍋爐運(yùn)行期間需加強(qiáng)汽包水位監(jiān)視及調(diào)整，防止汽包水位保護(hù)動(dòng)作。

b）鍋爐風(fēng)機(jī)投入自動(dòng)控制方式，維持最低風(fēng)量運(yùn)行，中部二次風(fēng)小風(fēng)門均關(guān)至10%，降低運(yùn)行氧量，防止環(huán)保參數(shù)超限。

c）鍋爐主、再熱器汽溫均維持350℃，自動(dòng)調(diào)節(jié)不具備投運(yùn)條件，需手動(dòng)調(diào)節(jié)，避免汽溫大幅波動(dòng)。

d）啟動(dòng)初期蒸汽流量低，加強(qiáng)鍋爐受熱面管壁溫度監(jiān)視，高溫再熱器壁溫溫度控制低于560℃，其他受熱面壁溫控制低于報(bào)警值，否則要通過(guò)一定措施控制管壁溫度不超限。

e）空預(yù)器保持連續(xù)吹灰，防止低負(fù)荷運(yùn)行期間空預(yù)器聚集未燃燼煤粉。

4.2 汽機(jī)側(cè)

a）因此次汽輪機(jī)不啟動(dòng)，故試驗(yàn)期間監(jiān)視盤車運(yùn)行正常，避免發(fā)生盤車跳閘轉(zhuǎn)子受熱不均變形事件。

b）機(jī)組不投軸封，真空較難建立，為防止因真空低造成低壓旁路保護(hù)動(dòng)作，點(diǎn)火前提前啟動(dòng)真空泵抽真空，期間關(guān)閉機(jī)側(cè)主、再熱蒸汽管道疏水門，待鍋爐見壓關(guān)閉空氣門后再開啟。

c）冷態(tài)工況下汽機(jī)閥門嚴(yán)密，可以只抽真空不投入軸封供汽；如主汽門不嚴(yán)，汽缸進(jìn)汽，則投入軸封供汽，壓力控制在4 kPa、溫度120℃低參數(shù)運(yùn)行，并嚴(yán)密監(jiān)視低壓缸脹差變化；加強(qiáng)監(jiān)視低壓缸排汽溫度不超80℃，發(fā)現(xiàn)低壓缸排汽溫度上漲，及時(shí)投入低壓缸喉部噴水。

d）在升溫升壓過(guò)程中，為防止低壓脹差超限造成轉(zhuǎn)子與隔板發(fā)生動(dòng)靜摩擦，應(yīng)開啟軸封溢流閥，維持軸封母管負(fù)壓，使門桿漏汽及時(shí)排至排汽裝置。

e）操作高壓旁路時(shí)為防止發(fā)生再熱蒸汽冷段管道水沖擊，提前微開高旁調(diào)節(jié)閥進(jìn)行暖管，并將管道疏水門打開充分疏水；如高旁減溫水不嚴(yán)則及時(shí)進(jìn)行處理。

f）冬季環(huán)境溫度低，為防止空冷島進(jìn)汽量少造成空冷翅片結(jié)凍，在壓力允許范圍內(nèi)對(duì)再熱蒸汽壓力進(jìn)行憋壓而后再開啟低旁，增大空冷島進(jìn)汽量。

g）通過(guò)左、右側(cè)低旁至排汽裝置隔離門與靈活性改造母管抽汽電動(dòng)門節(jié)流調(diào)整，緩慢增加熱網(wǎng)供熱量，以確保熱網(wǎng)供汽量與至排汽裝置進(jìn)汽量匹配，防止熱網(wǎng)加熱器過(guò)負(fù)荷。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)，在機(jī)組無(wú)功率輸出工況下啟動(dòng)鍋爐供汽是可行的，鍋爐蒸汽流量達(dá)到400 t/h左右，熱網(wǎng)供水溫度可以穩(wěn)定在80℃。冬季北方尤其是極寒地區(qū)的穩(wěn)定供熱，是企業(yè)的首要社會(huì)責(zé)任，機(jī)組在供熱期是否發(fā)生故障是未知的，如何避免供熱期發(fā)生供熱中斷，需要制定許多方案。此次機(jī)組無(wú)功率啟動(dòng)利用汽機(jī)側(cè)靈活性改造后高低壓旁路供熱試驗(yàn)的成功，為地區(qū)單一供熱電廠不發(fā)生供熱中斷積累了一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)同類型機(jī)組也有一定的借鑒意義[6]。