1 000MW超超臨界機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)加熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析

靖長財，張偉，劉四海

（1.神華國華（北京）電力研究院有限公司，北京 100025；2.神華綏中發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧 綏中 125222；3.神華浙江國華浙能發(fā)電有限公司，浙江 寧波 315612）

0 概 述

機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)利用汽輪機(jī)抽汽加熱鍋爐給水和凝結(jié)水，可提高電廠熱效率，節(jié)省燃料，并有助于機(jī)組安全運(yùn)行。高壓加熱器和低壓加熱器（低加）是回?zé)嵯到y(tǒng)的重要組成部分，描述加熱器性能的主要指標(biāo)是加熱器的上下端差和溫升，加熱器自身及運(yùn)行缺陷均會反映在加熱器的端差和溫升上。通常情況下，電廠也將加熱器的上下端差和溫升作為小指標(biāo)考核的重要內(nèi)容。一般而言，上端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響大于下端差的影響，1號高壓加熱器（高加）的上端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響最大，約為其它加熱器的兩倍。1號高加上端差的每度變化對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響約為0.024%，即0.08g／kW·h。

大多數(shù)1 000MW機(jī)組的高加為2×50%雙列配置，少數(shù)機(jī)組的高加為單列配置。從整個機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性分析，雙列高加比單列高加更有優(yōu)越性。高加的設(shè)置是為了降低汽輪機(jī)的熱耗和有利于鍋爐的可靠運(yùn)行。一旦高加解列，將增加汽機(jī)熱耗和影響鍋爐的運(yùn)行。簡化高加系統(tǒng)，更有利于運(yùn)行，現(xiàn)高加一般采用大旁路系統(tǒng)。如采用單列布置，一旦高加發(fā)生事故，整個高加系列將解列。此時鍋爐進(jìn)水溫度將大約從294.4℃降低到189.6℃，降低了104.8℃，這對鍋爐的工況影響很大。如采用雙列高加，若某列高加發(fā)生事故，可將故障高加解列，還有另一列高加繼續(xù)運(yùn)行，其鍋爐進(jìn)口水溫度將降為244.1℃，僅下降了51.3℃。根據(jù)大型機(jī)組高加出力對機(jī)組熱耗的影響研究，高加出口溫度下降1℃ ，將使汽機(jī)熱耗上升2kJ／kw·h左右。

實(shí)際生產(chǎn)中，運(yùn)行人員對加熱器水位偏高都很重視，因?yàn)榧訜崞鞲咚贿\(yùn)行可能引起汽輪機(jī)進(jìn)水事故，且因部分管束被淹，有效傳熱面積減少，使加熱器性能下降，給水溫度降低，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低。運(yùn)行人員往往過多的從安全角度考慮，水位一定不能高，盡量在低水位運(yùn)行。在機(jī)組運(yùn)行中常存在高、低壓加熱器運(yùn)行水位偏低的情況，很多運(yùn)行人員沒有認(rèn)識到高、低加水位合理的重要性，且部分機(jī)組高、低加正常水位的定值就不是很合理。高、低加低水位運(yùn)行的危害，不但使高品位蒸汽從上一級串入下級加熱器，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性將降低，且使疏水段的水中帶汽，使加熱器管束受高速汽流沖刷，疏水段水中帶汽造成疏水管系振動和沖刷等?，F(xiàn)對國華電力所屬的寧海B廠、綏中B廠1 000MW機(jī)組高、低壓加熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評估，分析其是否達(dá)到設(shè)計值，并提出針對性的技術(shù)措施措施和建議。

1 寧海B廠加熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)統(tǒng)計和計算，寧海B廠1 000MW超超臨界機(jī)組，加熱器上、下端差變化10℃時對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響量分別見表1、表2。從表1、表2中可知，上端差比下端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響要大。

表1 寧海B廠1 000 MW超超臨界機(jī)組加熱器上端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響

表2 寧海B廠1 000 MW超超臨界機(jī)組加熱器下端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響

表3、表4給出了5號和6號機(jī)組各加熱器的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。從表3、表4可知，寧海B廠5號和6號機(jī)組各加熱器上端差正常，說明加熱器換熱性能良好。運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示個別加熱器下端差偏大，說明運(yùn)行水位偏低。通過對5號機(jī)組的5號低加水位進(jìn)行了調(diào)整，水位從－22mm上調(diào)至14.6mm，疏水端差由8.5℃降至6.6℃，說明設(shè)備狀況良好，運(yùn)行中可適當(dāng)調(diào)高水位，將疏水端差控制在合理范圍內(nèi)。據(jù)核算，回?zé)嵯到y(tǒng)對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的負(fù)面影響不足0.5g／kW·h。

表3 寧海B廠5號機(jī)組1 000 MW工況加熱器數(shù)據(jù)

表4 寧海B廠6號機(jī)組1 000 MW工況加熱器數(shù)據(jù)

2 綏中B廠加熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)統(tǒng)計和計算，在綏中B廠1 000MW超超臨界機(jī)組中，加熱器上、下端差變化10℃時對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響量分別見表5、表6，由數(shù)據(jù)分析可知，加熱器上端差影響比下端差要大。

表5 綏中B廠1 000 MW超超臨界機(jī)組加熱器上端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響

表6 綏中B廠1 000 MW超超臨界機(jī)組加熱器下端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響

表7、表8給出了3號和4號機(jī)組各加熱器的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。由表7、表8可知，綏中B廠3號和4號機(jī)組各加熱器的上端差正常，說明設(shè)備換熱性能良好。加熱器下端差也較好，僅個別加熱器端差偏大，運(yùn)行中應(yīng)注意調(diào)整。據(jù)核算，回?zé)嵯到y(tǒng)對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的負(fù)面影響不足0.5g／kW·h。

表7 綏中B廠3號機(jī)組1000MW試驗(yàn)工況加熱器數(shù)據(jù)

表8 綏中B廠4號機(jī)組1 000 MW試驗(yàn)工況加熱器數(shù)據(jù)

3 1 000 MW機(jī)組加熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評估及改進(jìn)建議

通過寧海、綏中1 000MW機(jī)組高、低壓加熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析，即加熱器的實(shí)際上、下端差，溫升與設(shè)計值進(jìn)行對比分析，可知1 000MW機(jī)組高、低加熱器性能基本達(dá)到了設(shè)計值，但在運(yùn)行中應(yīng)強(qiáng)調(diào)精細(xì)管理，還有部分加熱器稍偏離設(shè)計值，說明還有改善和提升的節(jié)能空間。為此，特提出一些針對性技術(shù)措施。

（1）加熱器水位調(diào)整準(zhǔn)備工作。機(jī)組負(fù)荷1 000 MW保持穩(wěn)定（確保抽汽參數(shù)達(dá)到額定），檢查校核水位監(jiān)測裝置，相關(guān)保護(hù)正確、可靠。試驗(yàn)時，解除高加“水位達(dá)高Ⅱ值開啟事故疏水門”的自動聯(lián)鎖條件。

（2）疏水端差調(diào)整試驗(yàn)方法。通過調(diào)整高加水位定值的方法，以5mm／10min的速度逐級分段提高高加水位，調(diào)整水位定值時觀察水位曲線，待水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定后進(jìn)行下一次定值修改。期間觀察相應(yīng)一列高加出口給水溫度及所調(diào)高加正常疏水溫度變化趨勢。當(dāng)高加下端差達(dá)到設(shè)計值（≤5.6℃），且上端差無明顯減低時，停止水位調(diào)整。試驗(yàn)過程中，加強(qiáng)監(jiān)視下一級高加水位，應(yīng)保持穩(wěn)定。通過調(diào)整試驗(yàn)，確定高加最佳水位。兩列高加水位調(diào)整應(yīng)依次進(jìn)行，整個試驗(yàn)過程中，高加水位高Ⅲ保護(hù)為投入狀態(tài)。

（3）加熱器熱控水位定值調(diào)整。根據(jù)調(diào)整水位試驗(yàn)結(jié)果，修改相應(yīng)高壓加熱器水位定值，以達(dá)到提升運(yùn)行水位的目的。水位定值修改原則為保持原水位的保護(hù)值不變，保護(hù)邏輯不變；水位修改后DCS顯示加熱器基準(zhǔn)水位仍為“0”；加熱器高Ⅲ對應(yīng)水位不變；對高加的基準(zhǔn)水位（“0”水位）／低Ⅰ／低Ⅱ／高Ⅰ／高Ⅱ值分別提升試驗(yàn)確定值。

4 結(jié) 語

在發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性分析和評估，高加、低加端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響不足0.5 g／kW·h。如加熱器下端差不符合要求，將使疏水冷卻段的進(jìn)汽對換熱管造成的劇烈沖刷，因此必須認(rèn)真分析和仔細(xì)調(diào)整加熱器水位，以控制加熱器的端差。同時，建議設(shè)計單位對加熱器水位零位設(shè)定也要認(rèn)真研究和分析，減少加熱器端差對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響。