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、水冷壁過冷卻而產生熱應力，減少管材的使用壽命。根據抽汽的布置情況，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 常規火電機組啟動期間給水加熱介紹

1.1 高壓回熱系統概述

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

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對給水進行加熱，一般都是隨機滑啟。

1.2 常規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，造成產汽量下降，延長啟動時間。當鍋爐給水品質合格后，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，鍋爐空氣預熱器連續吹灰用汽，特別是淮滬煤電公司田集發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，另外因冷態時給水加熱幅度較大對水冷壁的安全可能有影響。根據該方案，運行部技術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閥來控制。汽輪機跳閘連鎖關閉所有高、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，關閉空氣引導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，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 改造后啟動參數表

6月4日17 時12 分汽輪機掛閘后開啟空氣引導閥至二抽逆止門壓縮空氣隔離門，關閉啟動用壓縮空氣母管至二抽逆止門的隔離門，恢復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。

本次汽輪機為溫態啟動，從鍋爐點火到汽輪機沖轉時間時間為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的另一個重要因素，應給予足夠的重視。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，容易損壞設備。為此，淮滬煤電公司田集發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行機構的手動隔離門打開，原來自空氣引導閥來的氣源關閉，防止新增的壓縮空氣反竄至其他逆止門執行機構。待汽輪機掛閘之后，需要先將自空氣引導閥來的氣源開啟，然后將新增的壓縮空氣隔離門關閉，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行機構的壓縮空氣氣源而可能引發汽輪機的超速事故。

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暖，預暖時溫升率要控制好，運行經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 結論

通過以上試驗和隨后多次啟動參數看，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，沒有燃油節省費用，總計成本在10萬元左右。但是并網提前一個小時所帶來的經濟效益可就大的多了。

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

[2]馮偉忠.帶爐水循環泵直流鍋爐鄰汽加熱鍋爐的啟動方法[P].申請號/專利號：200710046960.

[3]國產1000MW級機組調試技術新突破陳模嘉[D].2009年超超臨界機組技術交流會論文集，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電廠，職務：運行部集控長，主要從事發電廠集控運行工作