淺析1000MW機(jī)組汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)汽源方式改造優(yōu)化

李國(guó)棟（神華福能發(fā)電有限責(zé)任公司，福建 石獅 362712）

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淺析1000MW機(jī)組汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)汽源方式改造優(yōu)化

李國(guó)棟
（神華福能發(fā)電有限責(zé)任公司，福建 石獅 362712）

摘 要：大型燃煤機(jī)組為了降低廠用電率，將鍋爐引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并，采用汽輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)。本文針對(duì)某工程汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)汽汽源管道設(shè)計(jì)不合理而存在的問題進(jìn)行分析，并介紹該廠采用的汽源技改方式，在不影響引風(fēng)機(jī)負(fù)壓調(diào)整性能基礎(chǔ)上，不僅提高了引風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全性，增強(qiáng)了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，給汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了參考。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)；切換閥；汽源改造

1 前言

隨著國(guó)內(nèi)1000MW大型燃煤機(jī)組的建設(shè)，廠用電率居高不下成為影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的主要因素之一。汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)采用小汽輪機(jī)代替大功率電動(dòng)機(jī)作為引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可大大降低廠用電率。某工程建設(shè)為2×1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)與脫硫兩臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)合并，每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)50%容量，額定功率11000kW的汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)廠用電率為3.8%。

該工程汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)的汽源設(shè)計(jì)有兩路，一路來自主汽輪機(jī)的四段抽汽，一路為啟動(dòng)和備用汽源采用輔助蒸汽，在兩路汽源切換通過輔汽管道切換閥實(shí)現(xiàn)。在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，小汽輪機(jī)進(jìn)汽量只有額定工況的22%，加之兩路汽源至小汽輪機(jī)管道較長(zhǎng)，管內(nèi)蒸汽流動(dòng)性差，加之切換閥設(shè)計(jì)的不合理，切換過程中極易發(fā)生進(jìn)入小汽機(jī)蒸汽過熱度大幅下降，可造成引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)跳閘等異常事故。

本文通過對(duì)該廠汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)汽汽源的改造介紹，分析技改后汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)汽源切換的安全性和經(jīng)濟(jì)性，給同類設(shè)計(jì)安裝方式的汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)提供了參考。

2 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)汽源選擇及切換過程存在的問題

2.1 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)汽源切換方式

汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行工作汽源為四段抽汽，蒸汽作功后排入獨(dú)立的凝汽器冷卻，凝結(jié)水經(jīng)過小機(jī)凝結(jié)水泵送入主凝結(jié)水系統(tǒng)，啟停及備用汽源采用輔助蒸汽。兩路汽源在引風(fēng)機(jī)房合并后進(jìn)入小汽機(jī)做功。小汽機(jī)允許的最高進(jìn)汽壓力為1.3MPa，最高進(jìn)汽溫度為410℃。原設(shè)計(jì)如圖1所示。

小汽機(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)采用輔助蒸汽，進(jìn)汽壓力：≥0.55MPa低壓進(jìn)汽溫度：過熱度≥50℃。正常運(yùn)行輔汽壓力0.8mp，通過設(shè)定切換閥后壓力，控制小機(jī)調(diào)節(jié)閥開度，保證小汽機(jī)足夠的進(jìn)汽量及調(diào)節(jié)裕度。

當(dāng)主機(jī)負(fù)荷升至約40%額定負(fù)荷（定壓）或30%額定負(fù)荷（滑壓）時(shí)，關(guān)閉切換閥，四抽進(jìn)汽管道上的逆止閥門自動(dòng)打開，主機(jī)四段抽汽通過主汽閥、調(diào)節(jié)閥，然后進(jìn)入噴嘴做功。此時(shí)，工作汽源已由備用蒸汽切換至主機(jī)四段抽汽。

圖1

圖2

當(dāng)主機(jī)負(fù)荷降到約40%額定負(fù)荷（定壓）或30%額定負(fù)荷（滑壓）以下，調(diào)節(jié)閥開度大于95%，四段蒸汽流量仍不能滿足引風(fēng)機(jī)的功率要求時(shí)，切換閥打開，將備用蒸汽引入。此時(shí)，四抽進(jìn)汽管道上的逆止閥門自動(dòng)關(guān)閉，工作汽源由四段抽汽切換至備用蒸汽。

2.2 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)兩路汽源切換存在的隱患

2.2.1 原設(shè)計(jì)汽源切換存在的問題

原設(shè)計(jì)兩路汽源從機(jī)房引出后，經(jīng)過約50m長(zhǎng)兩根管道穿過機(jī)、爐廠房界，分別引入引風(fēng)機(jī)房。由于輔助蒸汽至引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)供汽管路頗長(zhǎng)，且沿程管路疏水設(shè)計(jì)不合理，雖經(jīng)后來改造在供汽電動(dòng)門前加裝了一路疏水器，但因管路太長(zhǎng)容積龐大，且沿途又無用戶，管內(nèi)汽體流動(dòng)性差，管路長(zhǎng)期備用過程中，管路中的這部分“死汽”窩聚，僅靠疏水器疏水無法保證管路可靠熱備用。該機(jī)組在調(diào)試過程中，在進(jìn)行引風(fēng)機(jī)小機(jī)汽源切換時(shí)，由于“死汽”串進(jìn)工作汽源中，使小機(jī)工作蒸汽溫度大幅降低，蒸汽沖動(dòng)力不足，發(fā)生了引風(fēng)機(jī)小機(jī)跳閘，觸發(fā)RB使機(jī)組迫降負(fù)荷事故。

2.2.2 通過切換閥進(jìn)行汽源切換的隱患

安裝在輔汽管道上的切換閥為液動(dòng)控制結(jié)構(gòu)，熱控控制電源及伺服閥等部件的不可靠性，對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全也構(gòu)成一定的威脅。該機(jī)組在調(diào)試過程中，曾發(fā)生過一次熱控電源故障造成切換閥突關(guān)，最終導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)失去汽源跳閘事故。

同時(shí)，由于切換閥具有很大的節(jié)流，低負(fù)荷切換汽源時(shí)，由于切換閥的節(jié)流降壓，進(jìn)一步使汽源壓力降低，易造成沖動(dòng)小機(jī)蒸汽動(dòng)能不足。

3 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)汽源改造方案

3.1 合并兩路引風(fēng)機(jī)進(jìn)汽汽源

該廠通過技改，在機(jī)、爐廠房界墻處，盡早將輔助汽和四次抽汽并入一根管路。輔助蒸汽備用管路從輔助蒸汽聯(lián)箱引出，豎直插入四抽供引風(fēng)機(jī)小機(jī)蒸汽管路，廢除合并后的備用蒸汽管道，最大限度地減少至引風(fēng)機(jī)汽機(jī)房備用蒸汽管路的長(zhǎng)度，避免了備用管路長(zhǎng)期疏水，減少了工質(zhì)和熱量損失，同時(shí)降低了汽耗率，提高了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

3.2 去掉輔汽管道切換閥

輔汽管道切換閥具有很大的節(jié)流，在低負(fù)荷工況或事故情況下緊急切換汽源時(shí)，由于進(jìn)入引風(fēng)機(jī)小機(jī)蒸汽動(dòng)能不足，致使小機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定值偏差增大引發(fā)事故。同時(shí)由于切換閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)行過程中存在若干不可靠隱患。故將液動(dòng)切換閥摘除，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性。

汽源改造后如圖2所示。

結(jié)語(yǔ)

該廠通過對(duì)2×1000MW機(jī)組引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)汽源的改造，實(shí)現(xiàn)了工作汽源和備用汽源的及時(shí)、自行、可靠切換，通過技改可取得以下效果。

（1）四次抽汽和輔助蒸汽至引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)供汽電動(dòng)門均保持開啟狀態(tài)，兩路汽源都隨負(fù)荷變化滑壓運(yùn)行，負(fù)荷在380MW以上，引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)汽源全程由四段抽汽帶，不再使用高壓缸排汽向輔助汽聯(lián)箱供汽，提高了汽機(jī)內(nèi)效率。

（2）避免了管路長(zhǎng)期疏水，減少了工質(zhì)和熱量損失，使機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有所提高。經(jīng)改造前、改造后煤耗對(duì)比分析，初步測(cè)算，可降低煤耗3g/kW·h～5g/kW·h，中、低負(fù)荷尤為明顯。

（3）由于降低輔助汽聯(lián)箱壓力運(yùn)行（輔助汽用戶減少，同時(shí)冷再供輔助汽聯(lián)箱調(diào)門不開避免了節(jié)流聲音），使輔助聯(lián)箱噪音大為降低。

參考文獻(xiàn)

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