300MW機組抽汽供熱控制

樊建平

(大唐渭河熱電廠,陜西咸陽 712085)

300MW機組抽汽供熱控制

樊建平

(大唐渭河熱電廠,陜西咸陽 712085)

本文介紹了大唐渭河熱電廠供熱抽汽系統(tǒng),對熱網(wǎng)系統(tǒng)進行了分析,提出了熱控設(shè)備控制方案,進行了供熱的經(jīng)濟分析,對同類供熱機組有一定的借鑒作用。

熱網(wǎng) 邏輯 經(jīng)濟

伴隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，西咸一體化進程的不斷推進，城市供熱嚴(yán)重不足。通過我國供熱現(xiàn)狀與國外供熱現(xiàn)狀的比較分析，集中供熱，特別是熱電聯(lián)產(chǎn)供熱將是發(fā)展的大趨勢。大唐渭河發(fā)電廠作為國有大型發(fā)電企業(yè)，承擔(dān)著西安咸陽國際機場、涇渭開發(fā)區(qū)，西安北郊冬季供熱的重任。2012年大唐渭河發(fā)電廠投入了機組抽汽供熱控制模式，實現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)，解決了地區(qū)供熱的矛盾，又使企業(yè)獲得了更大的發(fā)展空間。

1 熱網(wǎng)系統(tǒng)簡介

1.1 汽輪機供熱抽汽介紹

供熱蒸汽來自中壓缸5段抽汽，壓力為0.5Mpa，溫度為261.3度，流量為450t/h。熱網(wǎng)系統(tǒng)包括四臺熱網(wǎng)加熱器，四臺熱網(wǎng)循環(huán)泵，三臺疏水泵和一臺熱網(wǎng)除氧器。抽汽量由中低壓缸聯(lián)絡(luò)門控制，可手動操作，也可投入自動運行。

1.2 熱網(wǎng)抽汽加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)用于將機組蒸汽引入加熱器，加熱供水，使供水溫度達到要求的定值范圍。

(1)抽汽逆止閥。用于汽輪機緊急停機時，防止熱網(wǎng)加熱管道內(nèi)的蒸汽和疏水倒流進入汽輪機。采用CKH663Y-25C-DN800 快速關(guān)閉抽汽止回閥，利用氣壓儲能彈簧釋放能量關(guān)，快速關(guān)閉時間＜0.5S。電磁閥電源等級采用220V AC，單電控電磁閥，失電關(guān)閉、全關(guān)位置行程開關(guān)及干接點信號，進入SCS系統(tǒng)。(2)抽汽快關(guān)閥。供熱抽汽管道快關(guān)蝶閥安裝在機組抽汽管道上，起到限流、調(diào)節(jié)抽汽機組的作用，從而達到調(diào)節(jié)熱網(wǎng)首站加熱蒸汽量的要求；同時保證機組的安全運行，防止蒸汽倒流進入汽機，避免汽輪機發(fā)生進水事故。采用型號為 QYKD761-25C-DN800電液聯(lián)動快速關(guān)閉閥，為自帶油站的液壓閥門?？焖訇P(guān)閉時間＜0.5S，內(nèi)含24V DC單電控快關(guān)、慢關(guān)、慢開電磁閥，電磁閥失電快關(guān)；點全開、全關(guān)位置行程開關(guān)及干接點信號；油站自帶就地控制系統(tǒng)，含有油壓低、油溫高、失電報警及活動實驗等功能，就地控制為220VAC熱工電源供電，進入DEH系統(tǒng)控制。(3)抽汽調(diào)節(jié)閥。主要控制熱網(wǎng)對外供熱量，控制熱網(wǎng)循環(huán)水的溫度。采用LINITORQUE MX系列調(diào)整電動執(zhí)行器，380VAC電源，4～20mA DC控制，4～20mA DC反饋；帶調(diào)節(jié)功能和全開、全關(guān)行程開關(guān)反饋，進入DEH系統(tǒng)私服卡控制。(4)連通管調(diào)節(jié)閥。我供熱機組抽汽管道所配置的三偏心液動蝶閥，采用質(zhì)量可靠的德國KROMBACH進口蝶閥。該蝶閥為密封可調(diào)節(jié)的零泄漏雙向密封液動蝶閥。其設(shè)計壓力為1.0Mpa，設(shè)計溫度為300℃，公稱直徑為DN1200，采用法蘭連接方式。在油站中設(shè)計了高、低壓限位繼電器，即高壓斷開，低壓啟動，從而控制液壓油在較為恒定的壓力下工作。該油站采用46號液壓油，經(jīng)過精密過濾器后，油品精度達到納斯7級及以上，可供閥門執(zhí)行機構(gòu)的使用。主要控制中壓缸分缸壓力，防止壓力過低，對中壓缸末節(jié)葉片造成損傷。采用三偏心液動蝶閥，為電液調(diào)節(jié)閥。動力方面利用液壓管，彈簧開，液壓使用汽輪機EH油驅(qū)動，閥門接受D EH系統(tǒng)輸出的±2 0m DC信號控制。NYDKO2A電液伺服系統(tǒng)控制器，主要特點是漂移小、分辨率高、控制精度高、抗干擾能力強，并且現(xiàn)場調(diào)試方便。其設(shè)計充分考慮了行業(yè)用戶的特點，具有很強的針對性。蝶閥蝶板位置采用機械位置指示器，具有防止過開和過關(guān)的開度限位，并具有閥門開、關(guān)兩個位置的信號輸出接點。蝶閥根據(jù)控制信號執(zhí)行開/關(guān)動作，開關(guān)到位后自動停止。

1.3 熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)

熱網(wǎng)換熱站采用了四臺熱網(wǎng)加熱器。熱網(wǎng)加熱器的作用是加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。采用加熱器類型為U型管管板式熱網(wǎng)加熱器，換熱量為160MW。熱網(wǎng)加熱器設(shè)計有疏水冷段，疏水冷段可以降低疏水溫度，改善疏水泵的氣蝕現(xiàn)象，保護泵體。熱網(wǎng)加熱器分別設(shè)有旁路管道，可以實現(xiàn)單獨運行或串聯(lián)運行。加熱器串聯(lián)運行時，可以采取不同的加熱溫度，其中一臺加熱器可以降低抽汽壓力，相應(yīng)提高低壓抽汽機組的發(fā)電能力。熱網(wǎng)加熱器換熱量的控制通過調(diào)節(jié)循環(huán)水流量和溫度來實現(xiàn)。

1.4 熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)

熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)采用將冷凝水回收再利用。加熱器各設(shè)置三臺疏水泵，促進疏水循環(huán)。疏水泵后再設(shè)置有再循環(huán)管道，在加熱器投入初期，凝結(jié)水量較少，需要將疏水返回加熱器，以保證疏水流量大于疏水泵最小流量，避免疏水泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，保證疏水泵可以安全運行。

1.5 熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)

熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)和城市熱網(wǎng)相連，將高溫?zé)崴腿氤菂^(qū)熱網(wǎng)絡(luò)。熱網(wǎng)循環(huán)水量約4540t/h，對外連接點供回水壓力1.6、0.6Mpa。熱網(wǎng)供水溫度調(diào)節(jié)，通過溫度調(diào)節(jié)閥和連通管調(diào)節(jié)閥聯(lián)合調(diào)節(jié)抽汽流量來實現(xiàn)。供回水管道加裝有熱量采集裝置，不間斷計算熱量，以便和熱力公司結(jié)算熱費。

2 熱網(wǎng)控制系統(tǒng)

2.1 完善執(zhí)行機構(gòu)

2.1.1 熱網(wǎng)抽汽逆止閥系統(tǒng)

熱網(wǎng)抽汽逆止閥聯(lián)關(guān)熱網(wǎng)解列信號三取二或者OPC動作。

2.1.2 抽汽快關(guān)閥系統(tǒng)

DEH邏輯有幾點：汽輪機發(fā)生OPC或者跳閘快關(guān)抽汽快關(guān)閥產(chǎn)生了熱網(wǎng)投入；如果熱網(wǎng)解列慢關(guān)抽汽快關(guān)閥；抽汽快關(guān)閥開閥許可條件就是抽汽投入。就地聯(lián)鎖有幾點：液壓系統(tǒng)油壓不高過下限，油泵電機準(zhǔn)備工作，液壓油壓力開始逐漸提高，與上限一致時，停止油泵電機的工作，液壓油具有工作壓力；與此同時，如有事故趕緊關(guān)聯(lián)鎖，機組主氣門關(guān)閉接到指令后或油開關(guān)跳閘信號時，快關(guān)閥趕快關(guān)掉?？礻P(guān)閥應(yīng)該如期開展活動實驗，對閥門狀態(tài)進行檢驗。做實驗的標(biāo)準(zhǔn)是全開位置，快關(guān)閥得到就地操作指令或者CRT下發(fā)指令，對閥門要求從全開位置至慢關(guān)直到設(shè)定位置，在指定位置的中間行程進行開關(guān)動作，收到該信號反饋后，閥門從指定位置返程全開位。小行程作為活動實驗的范圍，大約是全行程的15%。

2.1.3 連通管調(diào)節(jié)閥和抽汽調(diào)節(jié)閥

熱網(wǎng)進行投入時：汽機OPC或者跳閘，立即把抽汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。汽機OPC，連通管調(diào)節(jié)閥立即關(guān)閉；熱網(wǎng)沒有投入時：汽機立即跳閘，閉鎖連通管調(diào)節(jié)閥。連通管抽汽壓力大于0.8Mpa時，連通管調(diào)節(jié)閥的伺服閥進行自動閉鎖，連通管調(diào)節(jié)閥強性打開。在熱網(wǎng)解列時候，連通管調(diào)節(jié)閥打開，抽汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。抽汽調(diào)節(jié)閥和連通管調(diào)節(jié)閥自動投入時，采取壓力調(diào)節(jié)回路；手動進行投入時，采取閥位調(diào)節(jié)回路。投入抽汽自動時，抽汽調(diào)節(jié)閥和連通管調(diào)節(jié)閥依據(jù)閥門相配的曲線，結(jié)合指定的速率動作，對汽輪機組的沖擊開始減少。為使機組能安全運行，低壓缸要持續(xù)相當(dāng)?shù)耐髁俊＿B通管調(diào)節(jié)閥全關(guān)位置要預(yù)留相對的余量的開度設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)，確保低壓缸最小流量保護。

2.2 熱網(wǎng)主要輔機

疏水泵A、B、C。熱網(wǎng)加熱器液位高于二值三取二后延時，或熱網(wǎng)疏水泵A事故開始跳閘，同時開啟熱網(wǎng)疏水泵B；熱網(wǎng)加熱器液位高于二值三取二發(fā)出后延時，或熱網(wǎng)疏水泵B事故開始跳閘，同時開啟熱網(wǎng)疏水泵A。

2.3 熱網(wǎng)大聯(lián)鎖

機組負荷大于150MW時，熱網(wǎng)抽汽部分接受投入運行；負荷小于150MW且油開關(guān)未閉合時，或抽汽手動切斷，或汽輪機開始跳閘，或抽汽壓力發(fā)生故障，熱網(wǎng)推出機組抽汽運行，轉(zhuǎn)移到凝汽器工況開始運行。LV閥超馳開具備條件：退出抽汽控制模式。LV閥超馳關(guān)具備條件：汽輪機未掛閘。中壓缸排氣壓力很高具備保護條件：在使用抽汽的模式下，模擬量三取中后DEH邏輯里進行判斷，報警值確定686KPa，動作值確定882KPa。

3 效益分析

機組運行時煤耗為325g/kwh，供熱期間，由于機組冷段損傷減小，發(fā)電煤耗可打42g/kwh。同時，供暖機組在電網(wǎng)調(diào)度中享有優(yōu)惠政策，機組發(fā)電小時利用增加100h。供熱期間向市區(qū)供熱，機組保持較高負荷工況時間加長，減少了低負荷運行時間，機組熱效率提高。

4 結(jié)語

供熱機組符合國家集中供熱的政策，取得了良好的經(jīng)濟效益，對保護環(huán)境起到了積極的作用，滿足了西安北郊冬季取暖要求。改造過程中控制邏輯的設(shè)計、控制系統(tǒng)的投入提高了機組運行的安全性、經(jīng)濟性，為300MW純凝汽器機組改供熱機組提供了技術(shù)上的借鑒和經(jīng)驗。

[1]高偉.計算機控制系統(tǒng)[M].中國電力出版社.

[2]鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].中國電力出版社.

[3]林文孚.單元機組自動控制技術(shù)[M].中國電力出版社.

樊建平(1984—),男,漢族,陜西韓城人,助理工程師,現(xiàn)就職于大唐渭河熱電廠工作。