汽輪機(jī)掛閘前投入2號(hào)高壓加熱器提高給水溫度

石正洋

淮滬煤電公司田集發(fā)電廠，安徽淮南 232098

汽輪機(jī)掛閘前投入2號(hào)高壓加熱器提高給水溫度

石正洋

淮滬煤電公司田集發(fā)電廠，安徽淮南 232098

火電機(jī)組在汽輪機(jī)掛閘前因給水溫度低影響啟動(dòng)時(shí)間。特別是鍋爐的熱態(tài)下啟動(dòng)，如果給水溫度低會(huì)造成鍋爐省煤器、水冷壁過冷卻而產(chǎn)生熱應(yīng)力，減少管材的使用壽命。根據(jù)抽汽的布置情況，我們摸索出了在汽輪機(jī)掛閘前就投入2號(hào)高壓加熱器，提高給水溫度的改進(jìn)，極大地改善了機(jī)組的啟動(dòng)條件。同時(shí)對(duì)三臺(tái)高壓加熱器能夠無較大溫差地加熱，優(yōu)于隨機(jī)啟動(dòng)，對(duì)延長(zhǎng)高壓加熱器使用壽命有較大的益處。

高壓加熱器；提前；投運(yùn)；縮短啟動(dòng)時(shí)間；延長(zhǎng)管材壽命

1 常規(guī)火電機(jī)組啟動(dòng)期間給水加熱介紹

1.1 高壓回?zé)嵯到y(tǒng)概述

淮滬煤電公司田集發(fā)電廠高壓加熱器是由上海動(dòng)力設(shè)備有限公司制造，采取的是臥式U型管表面冷卻器。三臺(tái)高壓加熱器水側(cè)采用大旁路系統(tǒng)。

1 號(hào)高壓加熱器的加熱蒸汽從高壓缸的第10級(jí)抽出，2號(hào)高壓加熱器的加熱蒸汽從高壓缸排汽逆止門后的冷再母管抽出，3號(hào)高壓加熱器的加熱蒸汽分別從中壓缸的第5級(jí)抽出，高壓加熱器抽汽系統(tǒng)布置如圖1。正常的機(jī)組啟動(dòng)過程中，高壓加熱器是在汽輪機(jī)掛閘或者負(fù)荷達(dá)一定負(fù)荷時(shí)才開始投入汽側(cè)對(duì)給水進(jìn)行加熱，一般都是隨機(jī)滑啟。

1.2 常規(guī)高壓加熱器投入過程介紹

在鍋爐點(diǎn)火前為了滿足鍋爐上水溫度120℃的要求，一般都是輔助蒸汽進(jìn)入除氧器來加熱給水，使用前置泵以120t/h左右的小流量上水。鍋爐點(diǎn)火后，給水流量增加到580t/h的啟動(dòng)流量，通常在點(diǎn)火后給水溫度因給水流量的增加而下降，造成產(chǎn)汽量下降，延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間。當(dāng)鍋爐給水品質(zhì)合格后，開啟鍋爐啟動(dòng)疏水至除氧器一路，可以加熱給水。但是為了提高給水溫度，一般都是增加除氧器的進(jìn)汽量。但是除氧器的進(jìn)汽量受限于臨機(jī)的輔助蒸汽供汽量。由于機(jī)組啟動(dòng)初期輔助蒸汽用戶較多，除了除氧器加熱蒸氣外還有汽輪機(jī)的軸封汽，鍋爐空氣預(yù)熱器連續(xù)吹灰用汽，特別是淮滬煤電公司田集發(fā)電廠使用了汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)方式，給水泵汽輪機(jī)的汽源也是輔助蒸汽。這四個(gè)輔助蒸汽的用戶必須先保證其他三個(gè)用戶，而除氧器加熱蒸汽量就大幅度受限了。

2 提高給水溫度方案的選擇

為了提高給水溫度，又不能大幅度地增加除氧器的進(jìn)汽量。從相關(guān)資料中了解到，目前主要改造方案是采用的臨機(jī)冷再至本機(jī)的2號(hào)機(jī)高壓加熱器加熱給水提高給水溫度。但是這種方案改造力度大，材料費(fèi)較大，對(duì)臨機(jī)的安全運(yùn)行有影響，另外因冷態(tài)時(shí)給水加熱幅度較大對(duì)水冷壁的安全可能有影響。根據(jù)該方案，運(yùn)行部技術(shù)人員想到在鍋爐啟動(dòng)后因高低旁路的投入，冷再溫度也較高的實(shí)際情況，想到在汽輪機(jī)掛閘前開啟2號(hào)高壓加熱器的進(jìn)汽電動(dòng)門和逆止門就可以投入2號(hào)高壓加熱器，可以提高給水溫度。同時(shí)也使得高壓加熱器溫升速率比汽輪機(jī)掛閘后的隨機(jī)啟動(dòng)更小，改善高壓加熱器的啟動(dòng)工況，更有利于延長(zhǎng)高壓加熱器的使用壽命。

3 改造方案

因汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到防止超速和汽輪機(jī)進(jìn)冷水、冷汽，將高、低壓加熱器的進(jìn)汽逆止門控制氣源一并通過空氣引導(dǎo)閥來控制。汽輪機(jī)跳閘連鎖關(guān)閉所有高、低壓加熱器進(jìn)汽逆止門，汽輪機(jī)不掛閘是打不開的。

為此淮滬煤電公司田集發(fā)電廠只需在2抽逆止門控制氣管路上增加一路壓縮空氣（如下圖1）就可以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)掛閘前投入2號(hào)高壓加熱器。

圖1 二抽逆止門氣源改造示意圖(紅色為增加部分)

4 實(shí)施后效果

實(shí)施后于6月4日首次在機(jī)組啟動(dòng)過程中使用2號(hào)高壓加熱器。當(dāng)鍋爐點(diǎn)火后，關(guān)閉空氣引導(dǎo)閥后至二抽逆止門壓縮空氣隔離門，開啟新加裝的壓縮空氣母管至二抽逆止門的隔離門，聯(lián)系熱控強(qiáng)制2號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門、逆止門的開啟條件。開啟2號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門、逆止門的開啟條件，開啟2號(hào)高壓加熱器的正常疏水門、微開危急疏水門，開啟1號(hào)高壓加熱器至2號(hào)高壓加熱器的正常疏水門，開啟3號(hào)高壓加熱器的危急疏水門。這樣即是打通疏水通路，同時(shí)也能使2號(hào)高壓加熱器的疏水進(jìn)入1、3高壓加熱器汽側(cè)，使得疏水充分降溫，三臺(tái)高壓加熱器的汽、水也能夠一致地、緩慢地加熱，利于加熱器的溫升控制。

6月4日15 時(shí)30 分鍋爐點(diǎn)火，15時(shí)35分開啟二抽逆止門，緩慢開啟二抽電動(dòng)門，控制高壓加熱器的溫升。控制參數(shù)如下表1、圖2。

時(shí)間二抽電動(dòng)門開度（%）高壓加熱器進(jìn)水溫度（℃）高壓加熱器出水溫度（℃）給水溫升（℃）高壓加熱器溫升（℃/min）15∶35 0 88.3 84.7 -3.6 16∶05 30 92.2 111.2 19.0 0.88

表1 改造后啟動(dòng)參數(shù)表

6月4日17 時(shí)12 分汽輪機(jī)掛閘后開啟空氣引導(dǎo)閥至二抽逆止門壓縮空氣隔離門，關(guān)閉啟動(dòng)用壓縮空氣母管至二抽逆止門的隔離門，恢復(fù)二抽逆止門的正常供氣。汽輪機(jī)掛閘后開啟其他所有高、低壓加熱器的進(jìn)汽電動(dòng)門、逆止門，加熱器隨機(jī)啟動(dòng)。

本次汽輪機(jī)為溫態(tài)啟動(dòng)，從鍋爐點(diǎn)火到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)間時(shí)間為4個(gè)小時(shí)，而較之前的5個(gè)小時(shí)減少了1個(gè)小時(shí)左右。

5 提前投入2高壓加熱器的注意事項(xiàng)

5.1 高壓加熱器的水位控制

對(duì)于加熱器水位的控制是加熱器能否保持最佳狀態(tài)的另一個(gè)重要因素，應(yīng)給予足夠的重視。一般情況下允許水位偏離正常水位+38mm和-38mm，超過此值報(bào)警或者保護(hù)將動(dòng)作。水位過低會(huì)使疏水冷卻段進(jìn)口（吸水口）露出水面，而使蒸汽進(jìn)入該段，破壞疏水流經(jīng)該段的虹吸作用，也由于泄漏蒸汽的熱量損失，造成加熱器性能惡化，同時(shí)在疏水冷卻段進(jìn)口處和疏冷段內(nèi)引起沖蝕而使管子損壞。水位過高時(shí)，部分管子（傳熱面）將浸沒在水中，這種滿水會(huì)減少有效傳熱面積，導(dǎo)致加熱性能下降，所以我們要嚴(yán)格控制好加熱器的水位。

5.2 高壓加熱器疏水管道震動(dòng)的消除

在投用高壓加熱器的過程中，我們不僅要注意其溫度變化率，還要注意其疏水溫度壓力的變化以及高壓加熱器的水位控制，否則易引起疏水管道的震動(dòng)，前期最好是將疏水通過危急疏水疏向凝汽器的疏水?dāng)U容器，因?yàn)槠鋲毫^低，疏水管道較長(zhǎng)的時(shí)候汽水兩相運(yùn)行，管道震動(dòng)的非常的厲害，容易損壞設(shè)備。為此，淮滬煤電公司田集發(fā)電廠主要是在凝汽器抽真空之前，將1、2號(hào)高壓加熱器正常疏水管道的放水門打開，放盡余水。投入高壓加熱器后開啟正常疏水和危急疏水門，保持疏水管道的暢通，有效地避免了管道的震動(dòng)。

5.3 投入2號(hào)高壓加熱器的防超速措施

在使用二級(jí)抽汽加熱給水時(shí)，我們首先要熱工給我們強(qiáng)制二級(jí)抽汽逆止門的開允許條件，且需要將新增的壓縮空氣至二級(jí)抽汽逆止門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手動(dòng)隔離門打開，原來自空氣引導(dǎo)閥來的氣源關(guān)閉，防止新增的壓縮空氣反竄至其他逆止門執(zhí)行機(jī)構(gòu)。待汽輪機(jī)掛閘之后，需要先將自空氣引導(dǎo)閥來的氣源開啟，然后將新增的壓縮空氣隔離門關(guān)閉，防止汽輪機(jī)跳閘或者OPC保護(hù)動(dòng)作時(shí)不能切斷抽汽逆止門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓縮空氣氣源而可能引發(fā)汽輪機(jī)的超速事故。

對(duì)于在使用二級(jí)抽汽時(shí)，對(duì)其他加熱器的影響也是需要注意的，因?yàn)?級(jí)抽汽前期是通過高壓旁路過來，溫度壓力較高，在投入抽汽加熱給水時(shí)，先須對(duì)2號(hào)高壓加熱器進(jìn)行預(yù)暖，預(yù)暖時(shí)溫升率要控制好，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)總的溫度變化不超過69℃/小時(shí)，熱沖擊不會(huì)造成損壞。

6 結(jié)論

通過以上試驗(yàn)和隨后多次啟動(dòng)參數(shù)看，本次改造提高給水溫度后提高了啟動(dòng)速度，改善了高壓加熱器本身的加熱條件。取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，但從啟動(dòng)時(shí)間的控制來看，減少啟動(dòng)時(shí)間1個(gè)小時(shí)，可以節(jié)省的有四部份：減少啟動(dòng)使用的煤量50t，廠用電約12萬kW·h，使用臨機(jī)的蒸汽量約20t，除鹽水消耗量等，因我廠鍋爐點(diǎn)火使用等離子點(diǎn)火和助燃方式，沒有燃油節(jié)省費(fèi)用，總計(jì)成本在10萬元左右。但是并網(wǎng)提前一個(gè)小時(shí)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益可就大的多了。

[1]600MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行典型規(guī)程范本[M].中國(guó)電力出版社，2009，6.

[2]馮偉忠.帶爐水循環(huán)泵直流鍋爐鄰汽加熱鍋爐的啟動(dòng)方法[P].申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)：200710046960.

[3]國(guó)產(chǎn)1000MW級(jí)機(jī)組調(diào)試技術(shù)新突破陳模嘉[D].2009年超超臨界機(jī)組技術(shù)交流會(huì)論文集，2009.

TK1

A

1674-6708（2011）57-0153-02

石正洋，助理工程師，工作單位:淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，職務(wù)：運(yùn)行部集控長(zhǎng)，主要從事發(fā)電廠集控運(yùn)行工作