論600MW發(fā)電機組熱控保護的重要意義

蔣峰

1、600MW發(fā)電機組概述

進入新世紀(jì)以來，隨著社會的發(fā)展，電力運用在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起到越來越重要的作用，由此引起了大容量機組的快速發(fā)展，尤其是600MW機組的發(fā)展。當(dāng)前世界有能力生產(chǎn)大型汽輪機的工廠只有為數(shù)不多的十多家，這些工廠的所在地多為歐美等發(fā)達國家，我國有三家汽輪機廠也能夠進行這方面的生產(chǎn)。600MW汽輪機組的運行和啟動方式上有所不同，關(guān)于運行方面可采用定壓、滑壓和定滑壓相結(jié)合等三種模式運行，機組啟動時多采用高壓或中壓啟動兩種模式。

2、熱控保護的概念

熱控保護在實際生產(chǎn)中十分重要，對于設(shè)備的使用和人員的安全具有重要意義。熱控保護的方法是通過相關(guān)監(jiān)控設(shè)備對機組工作情況時行實時監(jiān)控，便于了解機組各部件的運行狀態(tài)及受損情況，當(dāng)機組系統(tǒng)中有些部件工作異常時，監(jiān)控設(shè)備馬上發(fā)出報警信息，若受損情況在可允許的范圍內(nèi)，則自動關(guān)閉部分設(shè)備，維持主要部件仍照常工作或以低于額定功率的速度運行，若機組受損嚴(yán)重，甚至有可能危害到工作人員的安全時，系統(tǒng)即時停止整個系統(tǒng)，并進行相關(guān)維護。

在火力發(fā)電廠中，最為核心部件當(dāng)屬三大機組：鍋爐、汽輪機以及發(fā)電機，發(fā)電廠的發(fā)電功率以及發(fā)電機組的安全性能與這三大部件的運行情況直接相關(guān)。對三大主機進行熱控保護是火力發(fā)電廠的一個不可缺少的重要措施，熱控保護對于整個系統(tǒng)工作的安全工作具有非常重要的作用。在下文中，將對鍋爐以及汽輪機這兩大機組的重要性進行論述。

3、鍋爐進行熱控保護的重要性論述

在上面簡述的三大部件中，最為關(guān)鍵的設(shè)備是鍋爐系統(tǒng)，這是因為鍋爐系統(tǒng)是整個發(fā)電廠的能量來源，鍋爐系統(tǒng)確切地說是一個能量轉(zhuǎn)換器，它將埋于地下數(shù)百萬年的生物能源煤，通過熱能的形式轉(zhuǎn)換成動能，動能驅(qū)動機組中的電磁圈切割磁場最終形成源源不斷的電能，鍋爐系統(tǒng)也成為火力發(fā)電廠最為重要的設(shè)備。一般情形下，對鍋爐熱控保護方法主要有3點分別為給水流量保護、鍋爐主蒸汽壓力高保護以及滅火保護。其中最為重要的是鍋爐給水流量保護系統(tǒng)。

存儲箱中水液高度是給水控制中最為關(guān)鍵的部分，這一點在鍋爐還沒有轉(zhuǎn)入直流時更為重要。隨著大容量鍋爐越來越多地運用，給水控制顯得越發(fā)重要，在實際生產(chǎn)的過程中機組系統(tǒng)經(jīng)常由于給水控制時的不當(dāng)操作而導(dǎo)致鍋爐保護系統(tǒng)自動工作從而使發(fā)電機組整體停車。直流鍋爐的啟動系統(tǒng)內(nèi)安裝了四個分離器、一個儲水箱和一臺水循環(huán)泵。機組在正常工作時，分離器作為系統(tǒng)中的一個部件共同參與其中。鍋爐系統(tǒng)中調(diào)節(jié)冷卻水的進口流量是為了得到符合要求的蒸汽流量和蒸汽溫度，發(fā)電機組在低功率的狀態(tài)下工作時，省煤器和水冷壁則必需要保證鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量百分之三十五左右的流通量，這樣做的好處是可以保證系統(tǒng)中的相關(guān)部件得到足夠的冷卻。為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，需要循環(huán)泵將冷卻水泵入冷卻回路，最后返回泵的進水口實現(xiàn)循環(huán)控制。在鍋爐開始工作時，可以通過提高進水量和減少循環(huán)水的流量來保證水冷壁35%BMCR的流量。如果水冷壁的流量小于10800L/min時，系統(tǒng)將會發(fā)出警報信號；如果水冷壁流量低于9717L/min的狀態(tài)持續(xù)了15秒后，鍋爐自動保護系統(tǒng)將自動工作發(fā)電機組整體停機。鍋爐給水系統(tǒng)一般是由一臺電力驅(qū)動泵和兩臺蒸汽驅(qū)動泵組成，鍋爐啟動時供水通路中的閥門緩慢打開，電動泵向鍋爐內(nèi)供水，當(dāng)閥門開啟大半時，供水系統(tǒng)中的截止閥開始打開此時的供水量完全由給水泵的轉(zhuǎn)速控制，當(dāng)供水通路中的閥門完全打開時，旁路中的閥門開始關(guān)閉。

4 汽輪機進行熱控保護的重要性論述

隨著社會的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求越來越強烈，導(dǎo)致電力企業(yè)的長足發(fā)展，現(xiàn)在的發(fā)電形式中火力發(fā)電仍然占據(jù)著主要市場，其發(fā)電水平也隨著社會的發(fā)展而得到極大的提高。汽輪機作為火力發(fā)電廠中最主要的設(shè)備之一，其性能的優(yōu)劣直接影響汽輪機組和電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。尤其是在能量轉(zhuǎn)換的過程中其工作強度十分巨大。汽輪機作為能量轉(zhuǎn)換器，將生物能通過燃燒轉(zhuǎn)換成熱能，然后經(jīng)過發(fā)電機組將熱能轉(zhuǎn)換成機械能，最終轉(zhuǎn)換成可以被直接使用的電能，通過電網(wǎng)系統(tǒng)向社會各行各業(yè)送電。

一般情況下對汽輪機熱控保護方法主要有以下幾點分別汽輪機振動保護、汽輪機超速保護、汽輪機軸瓦潤滑油壓低保護、汽輪機真空低保護等等。其中最為重要的是汽輪機振動保護系統(tǒng)。

對于汽輪機振動保護系統(tǒng)的相關(guān)配件，對比國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的各方面性能，國外相關(guān)產(chǎn)品在質(zhì)量和使用時間上占有優(yōu)勢，而目前國內(nèi)產(chǎn)品除了在銷售價格及本土生產(chǎn)方面占有優(yōu)勢外，其它很多方面甚至達不到用戶的使用要求。由于發(fā)電機組工作對安全性和使用壽命有著較高的要求，因此對于此類產(chǎn)品如果條件允許應(yīng)盡量采納國外產(chǎn)品。

機組在組裝時，首要考慮的因素是系統(tǒng)能否有效防止保護拒動，如果觸發(fā)邏輯為沒有延時的單點跳機，則很容易引起系統(tǒng)產(chǎn)生誤差，因此在設(shè)計時應(yīng)盡量避免此類情況發(fā)生。由于單點跳機邏輯是引起系統(tǒng)誤動的主要因素，在設(shè)計時應(yīng)針對這種情況應(yīng)給出可行的優(yōu)化方案，經(jīng)過技術(shù)人員大量的研究分析，提出了以下幾種方案：1）軸承在X或Y方向上同時達到跳閘值或報警值時，且這種情況持續(xù)2秒，汽機振動系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)停車。2）一根軸承在X或Y方向上達到跳閘值，同時與其相鄰的軸承在X或Y方向上達到報警值，且這種情況持續(xù)2秒，汽機振動系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)停車。3）某一軸承在X或Y方向上同時達到跳閘值和報警值且這種情況持續(xù)2秒汽機振動系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)停車。汽輪機振動保護系統(tǒng)能否長時間正常工作與工作人員的努力直接相關(guān)，相關(guān)工作人員應(yīng)從各個方面對系統(tǒng)進行精心維護和簡修，做到事先預(yù)防，事先維護，確保系統(tǒng)安全可靠工作。

5、結(jié)束語

在本文中，主要對600MW機組的熱控保護的相關(guān)概念進行了簡單的敘述，而且以鍋爐給水控制保護系統(tǒng)、汽輪機振動保護系統(tǒng)等典型熱控保護系統(tǒng)為例，對鍋爐、汽輪機進行熱控保護的重要作了較為深入的論述。

總而言之，熱控保護措施是火力發(fā)電廠最為重要的設(shè)備，它與企業(yè)的經(jīng)濟效益直接掛鉤，在600MW機組安全生產(chǎn)活動中，對主機各部件進行熱控保護，對保障機組安全、穩(wěn)定運行、降低停機、設(shè)備損壞率、提高經(jīng)濟效益、具有深遠的意義。

（作者單位：安徽省皖能馬鞍山發(fā)電公司）