汽輪機掛閘前投入2號高壓加熱器提高給水溫度

石正洋

淮滬煤電公司田集發(fā)電廠，安徽淮南 232098

汽輪機掛閘前投入2號高壓加熱器提高給水溫度

石正洋

淮滬煤電公司田集發(fā)電廠，安徽淮南 232098

火電機組在汽輪機掛閘前因給水溫度低影響啟動時間。特別是鍋爐的熱態(tài)下啟動，如果給水溫度低會造成鍋爐省煤器、水冷壁過冷卻而產(chǎn)生熱應(yīng)力，減少管材的使用壽命。根據(jù)抽汽的布置情況，我們摸索出了在汽輪機掛閘前就投入2號高壓加熱器，提高給水溫度的改進，極大地改善了機組的啟動條件。同時對三臺高壓加熱器能夠無較大溫差地加熱，優(yōu)于隨機啟動，對延長高壓加熱器使用壽命有較大的益處。

高壓加熱器；提前；投運；縮短啟動時間；延長管材壽命

1 常規(guī)火電機組啟動期間給水加熱介紹

1.1 高壓回熱系統(tǒng)概述

淮滬煤電公司田集發(fā)電廠高壓加熱器是由上海動力設(shè)備有限公司制造，采取的是臥式U型管表面冷卻器。三臺高壓加熱器水側(cè)采用大旁路系統(tǒng)。

1 號高壓加熱器的加熱蒸汽從高壓缸的第10級抽出，2號高壓加熱器的加熱蒸汽從高壓缸排汽逆止門后的冷再母管抽出，3號高壓加熱器的加熱蒸汽分別從中壓缸的第5級抽出，高壓加熱器抽汽系統(tǒng)布置如圖1。正常的機組啟動過程中，高壓加熱器是在汽輪機掛閘或者負荷達一定負荷時才開始投入汽側(cè)對給水進行加熱，一般都是隨機滑啟。

1.2 常規(guī)高壓加熱器投入過程介紹

在鍋爐點火前為了滿足鍋爐上水溫度120℃的要求，一般都是輔助蒸汽進入除氧器來加熱給水，使用前置泵以120t/h左右的小流量上水。鍋爐點火后，給水流量增加到580t/h的啟動流量，通常在點火后給水溫度因給水流量的增加而下降，造成產(chǎn)汽量下降，延長啟動時間。當鍋爐給水品質(zhì)合格后，開啟鍋爐啟動疏水至除氧器一路，可以加熱給水。但是為了提高給水溫度，一般都是增加除氧器的進汽量。但是除氧器的進汽量受限于臨機的輔助蒸汽供汽量。由于機組啟動初期輔助蒸汽用戶較多，除了除氧器加熱蒸氣外還有汽輪機的軸封汽，鍋爐空氣預(yù)熱器連續(xù)吹灰用汽，特別是淮滬煤電公司田集發(fā)電廠使用了汽動給水泵啟動方式，給水泵汽輪機的汽源也是輔助蒸汽。這四個輔助蒸汽的用戶必須先保證其他三個用戶，而除氧器加熱蒸汽量就大幅度受限了。

2 提高給水溫度方案的選擇

為了提高給水溫度，又不能大幅度地增加除氧器的進汽量。從相關(guān)資料中了解到，目前主要改造方案是采用的臨機冷再至本機的2號機高壓加熱器加熱給水提高給水溫度。但是這種方案改造力度大，材料費較大，對臨機的安全運行有影響，另外因冷態(tài)時給水加熱幅度較大對水冷壁的安全可能有影響。根據(jù)該方案，運行部技術(shù)人員想到在鍋爐啟動后因高低旁路的投入，冷再溫度也較高的實際情況，想到在汽輪機掛閘前開啟2號高壓加熱器的進汽電動門和逆止門就可以投入2號高壓加熱器，可以提高給水溫度。同時也使得高壓加熱器溫升速率比汽輪機掛閘后的隨機啟動更小，改善高壓加熱器的啟動工況，更有利于延長高壓加熱器的使用壽命。

3 改造方案

因汽輪機設(shè)計時考慮到防止超速和汽輪機進冷水、冷汽，將高、低壓加熱器的進汽逆止門控制氣源一并通過空氣引導(dǎo)閥來控制。汽輪機跳閘連鎖關(guān)閉所有高、低壓加熱器進汽逆止門，汽輪機不掛閘是打不開的。

為此淮滬煤電公司田集發(fā)電廠只需在2抽逆止門控制氣管路上增加一路壓縮空氣（如下圖1）就可以實現(xiàn)汽輪機掛閘前投入2號高壓加熱器。

圖1 二抽逆止門氣源改造示意圖(紅色為增加部分)

4 實施后效果

實施后于6月4日首次在機組啟動過程中使用2號高壓加熱器。當鍋爐點火后，關(guān)閉空氣引導(dǎo)閥后至二抽逆止門壓縮空氣隔離門，開啟新加裝的壓縮空氣母管至二抽逆止門的隔離門，聯(lián)系熱控強制2號高壓加熱器進汽電動門、逆止門的開啟條件。開啟2號高壓加熱器進汽電動門、逆止門的開啟條件，開啟2號高壓加熱器的正常疏水門、微開危急疏水門，開啟1號高壓加熱器至2號高壓加熱器的正常疏水門，開啟3號高壓加熱器的危急疏水門。這樣即是打通疏水通路，同時也能使2號高壓加熱器的疏水進入1、3高壓加熱器汽側(cè)，使得疏水充分降溫，三臺高壓加熱器的汽、水也能夠一致地、緩慢地加熱，利于加熱器的溫升控制。

6月4日15 時30 分鍋爐點火，15時35分開啟二抽逆止門，緩慢開啟二抽電動門，控制高壓加熱器的溫升。控制參數(shù)如下表1、圖2。

時間二抽電動門開度（%）高壓加熱器進水溫度（℃）高壓加熱器出水溫度（℃）給水溫升（℃）高壓加熱器溫升（℃/min）15∶35 0 88.3 84.7 -3.6 16∶05 30 92.2 111.2 19.0 0.88

表1 改造后啟動參數(shù)表

6月4日17 時12 分汽輪機掛閘后開啟空氣引導(dǎo)閥至二抽逆止門壓縮空氣隔離門，關(guān)閉啟動用壓縮空氣母管至二抽逆止門的隔離門，恢復(fù)二抽逆止門的正常供氣。汽輪機掛閘后開啟其他所有高、低壓加熱器的進汽電動門、逆止門，加熱器隨機啟動。

本次汽輪機為溫態(tài)啟動，從鍋爐點火到汽輪機沖轉(zhuǎn)時間時間為4個小時，而較之前的5個小時減少了1個小時左右。

5 提前投入2高壓加熱器的注意事項

5.1 高壓加熱器的水位控制

對于加熱器水位的控制是加熱器能否保持最佳狀態(tài)的另一個重要因素，應(yīng)給予足夠的重視。一般情況下允許水位偏離正常水位+38mm和-38mm，超過此值報警或者保護將動作。水位過低會使疏水冷卻段進口（吸水口）露出水面，而使蒸汽進入該段，破壞疏水流經(jīng)該段的虹吸作用，也由于泄漏蒸汽的熱量損失，造成加熱器性能惡化，同時在疏水冷卻段進口處和疏冷段內(nèi)引起沖蝕而使管子損壞。水位過高時，部分管子（傳熱面）將浸沒在水中，這種滿水會減少有效傳熱面積，導(dǎo)致加熱性能下降，所以我們要嚴格控制好加熱器的水位。

5.2 高壓加熱器疏水管道震動的消除

在投用高壓加熱器的過程中，我們不僅要注意其溫度變化率，還要注意其疏水溫度壓力的變化以及高壓加熱器的水位控制，否則易引起疏水管道的震動，前期最好是將疏水通過危急疏水疏向凝汽器的疏水擴容器，因為其壓力較低，疏水管道較長的時候汽水兩相運行，管道震動的非常的厲害，容易損壞設(shè)備。為此，淮滬煤電公司田集發(fā)電廠主要是在凝汽器抽真空之前，將1、2號高壓加熱器正常疏水管道的放水門打開，放盡余水。投入高壓加熱器后開啟正常疏水和危急疏水門，保持疏水管道的暢通，有效地避免了管道的震動。

5.3 投入2號高壓加熱器的防超速措施

在使用二級抽汽加熱給水時，我們首先要熱工給我們強制二級抽汽逆止門的開允許條件，且需要將新增的壓縮空氣至二級抽汽逆止門執(zhí)行機構(gòu)的手動隔離門打開，原來自空氣引導(dǎo)閥來的氣源關(guān)閉，防止新增的壓縮空氣反竄至其他逆止門執(zhí)行機構(gòu)。待汽輪機掛閘之后，需要先將自空氣引導(dǎo)閥來的氣源開啟，然后將新增的壓縮空氣隔離門關(guān)閉，防止汽輪機跳閘或者OPC保護動作時不能切斷抽汽逆止門執(zhí)行機構(gòu)的壓縮空氣氣源而可能引發(fā)汽輪機的超速事故。

對于在使用二級抽汽時，對其他加熱器的影響也是需要注意的，因為2級抽汽前期是通過高壓旁路過來，溫度壓力較高，在投入抽汽加熱給水時，先須對2號高壓加熱器進行預(yù)暖，預(yù)暖時溫升率要控制好，運行經(jīng)驗表明當總的溫度變化不超過69℃/小時，熱沖擊不會造成損壞。

6 結(jié)論

通過以上試驗和隨后多次啟動參數(shù)看，本次改造提高給水溫度后提高了啟動速度，改善了高壓加熱器本身的加熱條件。取得了較好的經(jīng)濟效益，但從啟動時間的控制來看，減少啟動時間1個小時，可以節(jié)省的有四部份：減少啟動使用的煤量50t，廠用電約12萬kW·h，使用臨機的蒸汽量約20t，除鹽水消耗量等，因我廠鍋爐點火使用等離子點火和助燃方式，沒有燃油節(jié)省費用，總計成本在10萬元左右。但是并網(wǎng)提前一個小時所帶來的經(jīng)濟效益可就大的多了。

[1]600MW級火力發(fā)電機組集控運行典型規(guī)程范本[M].中國電力出版社，2009，6.

[2]馮偉忠.帶爐水循環(huán)泵直流鍋爐鄰汽加熱鍋爐的啟動方法[P].申請?zhí)?專利號：200710046960.

[3]國產(chǎn)1000MW級機組調(diào)試技術(shù)新突破陳模嘉[D].2009年超超臨界機組技術(shù)交流會論文集，2009.

TK1

A

1674-6708（2011）57-0153-02

石正洋，助理工程師，工作單位:淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，職務(wù)：運行部集控長，主要從事發(fā)電廠集控運行工作