650MW超臨界機(jī)組啟動(dòng)加熱系統(tǒng)優(yōu)化

申磊

摘? ?要：機(jī)組啟動(dòng)加熱系統(tǒng)對(duì)于機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程的控制有著重要的作用，但因系統(tǒng)布置方式不合理，在系統(tǒng)投用時(shí)易出現(xiàn)管道振動(dòng)、參數(shù)調(diào)節(jié)難度大等一系列問(wèn)題。針對(duì)廠內(nèi)供熱系統(tǒng)布置方式及運(yùn)行情況，考慮充分利用供熱系統(tǒng)富裕容量，對(duì)高加進(jìn)汽采用兩級(jí)降壓方式，縮短啟動(dòng)加熱系統(tǒng)管道長(zhǎng)度，進(jìn)行啟動(dòng)加熱系統(tǒng)改造，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性及操作便利性。

關(guān)鍵詞：機(jī)組供熱? 啟動(dòng)加熱系統(tǒng)? 管道振動(dòng)? 系統(tǒng)改造? 操作方式

中圖分類號(hào)：TM62? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（a）-0104-02

1? 概述

我公司的汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)制造的超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機(jī)，通流改造后型號(hào)為：CLN650-24.2/566/566，最大連續(xù)出力為660MW， 額定出力650 MW。

供熱系統(tǒng)從1號(hào)機(jī)、2號(hào)機(jī)及3號(hào)機(jī)冷再抽汽母管各接出一根DN250蒸汽管道經(jīng)減壓后并入至DN450蒸汽管道，再?gòu)腄N450蒸汽管道接出一根DN250 蒸汽管道至污泥摻燒項(xiàng)目，DN450蒸汽管道主管敷設(shè)至廠圍墻外并入濱江熱力供熱蒸汽聯(lián)箱。電廠650MW 機(jī)組運(yùn)行方式為單元制，供熱時(shí) 1號(hào)機(jī)組、2號(hào)機(jī)組及 3號(hào)機(jī)組互為備用。

供熱系統(tǒng)減壓閥前蒸汽管線參數(shù)為：操作參數(shù)：P=2.0～5.03MPa（G），T=300℃～330℃，設(shè)計(jì)參數(shù)： P=5.1MPa（G），T=350℃，減壓閥后蒸汽管線參數(shù)為：操作參數(shù)：P=1.6～2.0MPa（G），T=300℃～330℃。單臺(tái)機(jī)組最大流量為70t/h，供熱母管供熱總量最大值為210t/h。

2? 啟動(dòng)加熱系統(tǒng)介紹及改造方案

三臺(tái)機(jī)間設(shè)置啟動(dòng)加熱的聯(lián)絡(luò)母管，即從每臺(tái)機(jī)組二段抽汽止回閥后接出并形成聯(lián)絡(luò)母管，互為加熱熱源，加熱啟動(dòng)機(jī)組的2號(hào)高壓加熱器，可以將給水溫度提高至210℃左右，2號(hào)高加疏水通過(guò)調(diào)節(jié)閥組疏水至3號(hào)高加正常疏水調(diào)節(jié)閥前。啟動(dòng)加熱供汽管設(shè)計(jì)容量150t/h。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用過(guò)程中，三臺(tái)機(jī)組聯(lián)系在一起，系統(tǒng)母管上布置疏水點(diǎn)較少（僅2個(gè)），母管較長(zhǎng)，且各機(jī)組供加熱母管供汽使用電動(dòng)門進(jìn)行節(jié)流降壓，對(duì)蒸汽量的控制效果較差，在系統(tǒng)投用初期，導(dǎo)致管道振動(dòng)嚴(yán)重。另外2號(hào)機(jī)啟動(dòng)時(shí)使用啟動(dòng)加熱時(shí)，1號(hào)機(jī)或3號(hào)機(jī)管道必然存在一段管段蒸汽不流通出現(xiàn)積水情況，更加加劇了管道的振動(dòng)，對(duì)安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。三臺(tái)機(jī)組冷再管道通過(guò)加熱母管串在一起，某臺(tái)機(jī)組停運(yùn)時(shí)增加了一套系統(tǒng)公用系統(tǒng)，需進(jìn)行系統(tǒng)隔離，增加了一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。3臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)加熱蒸汽管道設(shè)計(jì)為雙向流動(dòng)介質(zhì)，因此機(jī)組于啟動(dòng)加熱母管間不能裝設(shè)逆止閥，操作中由于臨機(jī)二抽壓力高，導(dǎo)致在投用時(shí)閥門前后差壓較大不便于操作，并且操作不當(dāng)時(shí)易造成2號(hào)高加本體壓力高，大量蒸汽進(jìn)入3號(hào)高加或除氧器而引起超壓。3臺(tái)機(jī)組凝結(jié)水至除氧器入口管道之間的聯(lián)絡(luò)，因管道較長(zhǎng)，水溫130℃左右，初期使用臨機(jī)為啟動(dòng)機(jī)組除氧器供水時(shí)需限制流量，節(jié)流的閥門后因無(wú)壓力出現(xiàn)由水變汽的情況，導(dǎo)致管道振動(dòng)。且進(jìn)行補(bǔ)水時(shí)臨機(jī)補(bǔ)水量較大，不利于運(yùn)行機(jī)組的正常運(yùn)行，啟動(dòng)機(jī)組使用除氧器加熱也可將水溫升高至150℃左右，建議此管路取消，減少系統(tǒng)故障點(diǎn)。

系統(tǒng)改造方案：取消原啟動(dòng)加熱母管，單臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)加熱蒸汽均在供熱母管上進(jìn)行接引;供熱管道至本機(jī)組啟動(dòng)加熱管道上布置逆止閥;將啟動(dòng)加熱系統(tǒng)電動(dòng)閥改為調(diào)閥;取消機(jī)組間凝結(jié)水系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)管道。

此種方式優(yōu)點(diǎn)如下：供熱系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，壓力和溫度參數(shù)恒定，投用啟動(dòng)加熱時(shí)不受臨機(jī)負(fù)荷變化影響，便于啟動(dòng)加熱汽量及壓力控制;取消啟動(dòng)加熱管道，機(jī)組啟動(dòng)階段2號(hào)高加供汽管道長(zhǎng)度大大減短，更加便于系統(tǒng)暖管投用，系統(tǒng)暖管期間，只需要進(jìn)行供熱管道至啟動(dòng)加熱手動(dòng)閥之間的管道暖管，（此處加溫度測(cè)點(diǎn)），高加汽側(cè)投入時(shí)使用調(diào)閥緩慢進(jìn)行暖管及暖投高加操作，系統(tǒng)操作方式簡(jiǎn)單，不受臨機(jī)影響且降低了投運(yùn)階段管道振動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)系統(tǒng)簡(jiǎn)化;供熱管道蒸汽壓力相比冷再壓力大大降低，便于系統(tǒng)閥門操作。2號(hào)高加投入時(shí)使用本機(jī)啟動(dòng)加熱調(diào)閥按照系統(tǒng)投運(yùn)參數(shù)控制要求，對(duì)供熱系統(tǒng)來(lái)汽再次進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)及供汽流量調(diào)節(jié)，降低了投運(yùn)階段3號(hào)高加及除氧器超壓的風(fēng)險(xiǎn)[1]。

3? 改造前系統(tǒng)運(yùn)行方式

機(jī)組啟動(dòng)階段使用本系統(tǒng)，因暖管期間除進(jìn)行供汽管道暖管外，高加本體及二抽管道均需進(jìn)行暖管，因此待機(jī)組真空建立后進(jìn)行系統(tǒng)暖管操作，具體操作為：開啟待啟動(dòng)機(jī)組2號(hào)高加事故疏水電動(dòng)閥和氣動(dòng)閥、開啟啟動(dòng)加熱母管疏水閥、開啟待啟動(dòng)機(jī)組二抽電動(dòng)閥后疏水，微開待啟動(dòng)機(jī)組啟動(dòng)加熱手動(dòng)閥及電動(dòng)閥。選擇一臺(tái)運(yùn)行機(jī)組做為啟動(dòng)加熱供汽機(jī)組，微開本機(jī)組至啟動(dòng)加熱母管供汽手動(dòng)閥及電動(dòng)閥，進(jìn)行系統(tǒng)暖管。鍋爐上水使用除氧器加熱，高加通水后逐步開大輔汽至除氧器進(jìn)汽調(diào)閥，緩慢提高給水溫度，使高加系統(tǒng)和鍋爐水冷壁系統(tǒng)溫度緩慢上升，因鍋爐點(diǎn)火至建立蒸汽流量階段，鍋爐水質(zhì)合格無(wú)系統(tǒng)排水，鍋爐無(wú)需進(jìn)行上水，2號(hào)高加無(wú)系統(tǒng)換熱需求，此時(shí)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)不必投運(yùn)，待鍋爐蒸發(fā)量大于50t/h，鍋爐有上水需求時(shí)開大啟動(dòng)機(jī)組和供汽機(jī)組啟動(dòng)加熱手動(dòng)閥及調(diào)閥，2號(hào)高加進(jìn)汽，一般控制2號(hào)高加進(jìn)汽壓力1.2～1.7MPa之間，控制高加水側(cè)溫升不大于70℃。由于未設(shè)置調(diào)閥，使用電動(dòng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)蒸汽量控制不精準(zhǔn)，高加溫升控制難度較大。當(dāng)2號(hào)高加進(jìn)汽壓力穩(wěn)定后，將2號(hào)高加啟動(dòng)加熱系統(tǒng)疏水閥開啟，將高加疏水切換至除氧器，建立2號(hào)高加汽側(cè)水位，提高換熱效果[2]。

4? 改造后系統(tǒng)運(yùn)行方式

各臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)加熱系統(tǒng)汽源均改至供熱母管后，取消啟動(dòng)加熱母管，各臺(tái)機(jī)2號(hào)高加啟動(dòng)期間的加熱汽源管道長(zhǎng)度大大縮短，減小了管道振動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。且汽源壓力穩(wěn)定便于調(diào)節(jié)控制，操作方法為（以1號(hào)機(jī)投入為例）：

檢查1號(hào)機(jī)凝汽器真空建立，確認(rèn)1號(hào)機(jī)供熱管至輔汽聯(lián)箱閥組關(guān)閉;1號(hào)機(jī)供熱管至2號(hào)高加加熱閥組關(guān)閉，閥組前疏水開啟;1號(hào)機(jī)供熱管至小機(jī)備用汽源閥組關(guān)閉，兩臺(tái)小機(jī)高壓供汽電動(dòng)閥前疏水開啟，小機(jī)高壓汽源逆止閥前疏水開啟。系統(tǒng)具備暖管條件后，緩慢開啟供熱母管至系統(tǒng)供汽手動(dòng)總閥，進(jìn)行管道暖管，檢查供熱至2號(hào)高加供汽手動(dòng)閥前溫度暖至200℃以上，系統(tǒng)暖管結(jié)束。檢查2號(hào)高加具備投入加熱條件，開啟供熱至2號(hào)高加供汽手動(dòng)閥，通過(guò)調(diào)閥控制系統(tǒng)進(jìn)汽量，通過(guò)2號(hào)高加供汽管前壓力和溫度測(cè)點(diǎn)及高加溫升控制高加進(jìn)汽量。高加投入正常，系統(tǒng)穩(wěn)定后，將2號(hào)高加疏水由事故疏水切換至疏水至除氧器。

機(jī)組并網(wǎng)切缸后，高加系統(tǒng)投入正常后，本套加熱系統(tǒng)退出，關(guān)閉2號(hào)高加相應(yīng)的供汽閥組及系統(tǒng)供汽手動(dòng)總閥，開啟系統(tǒng)疏水，待系統(tǒng)無(wú)壓力顯示時(shí)（參照2號(hào)高加進(jìn)汽手動(dòng)閥前壓力測(cè)點(diǎn)），關(guān)閉系統(tǒng)疏水，系統(tǒng)停運(yùn)結(jié)束。

5? 結(jié)語(yǔ)

啟動(dòng)加熱系統(tǒng)對(duì)于機(jī)組啟動(dòng)期間的耗材控制、機(jī)組啟動(dòng)參數(shù)控制方面均有重要的作用，系統(tǒng)布置方式進(jìn)行改造后，從系統(tǒng)運(yùn)行安全性、運(yùn)行操作便利性、參數(shù)控制的精準(zhǔn)性方面均會(huì)有較大幅度提升，對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的操作是有利的。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃軍軍，周杰.漢川電廠Ⅲ期臨機(jī)加熱系統(tǒng)分析[J].能源與環(huán)境，2011（6）：30-31.

[2] 牛利權(quán).鄰機(jī)加熱系統(tǒng)在超臨界機(jī)組的應(yīng)用[J].華電技術(shù)，2015（8）：56-58.