1 000MW超超臨界機組回熱系統加熱器運行經濟性分析

靖長財，張偉，劉四海

（1.神華國華（北京）電力研究院有限公司，北京 100025；2.神華綏中發電有限責任公司，遼寧 綏中 125222；3.神華浙江國華浙能發電有限公司，浙江 寧波 315612）

0 概 述

機組回熱系統利用汽輪機抽汽加熱鍋爐給水和凝結水，可提高電廠熱效率，節省燃料，并有助于機組安全運行。高壓加熱器和低壓加熱器（低加）是回熱系統的重要組成部分，描述加熱器性能的主要指標是加熱器的上下端差和溫升，加熱器自身及運行缺陷均會反映在加熱器的端差和溫升上。通常情況下，電廠也將加熱器的上下端差和溫升作為小指標考核的重要內容。一般而言，上端差對機組經濟性的影響大于下端差的影響，1號高壓加熱器（高加）的上端差對機組經濟性的影響最大，約為其它加熱器的兩倍。1號高加上端差的每度變化對機組經濟性的影響約為0.024%，即0.08g／kW·h。

大多數1 000MW機組的高加為2×50%雙列配置，少數機組的高加為單列配置。從整個機組運行的經濟性和可靠性分析，雙列高加比單列高加更有優越性。高加的設置是為了降低汽輪機的熱耗和有利于鍋爐的可靠運行。一旦高加解列，將增加汽機熱耗和影響鍋爐的運行。簡化高加系統，更有利于運行，現高加一般采用大旁路系統。如采用單列布置，一旦高加發生事故，整個高加系列將解列。此時鍋爐進水溫度將大約從294.4℃降低到189.6℃，降低了104.8℃，這對鍋爐的工況影響很大。如采用雙列高加，若某列高加發生事故，可將故障高加解列，還有另一列高加繼續運行，其鍋爐進口水溫度將降為244.1℃，僅下降了51.3℃。根據大型機組高加出力對機組熱耗的影響研究，高加出口溫度下降1℃ ，將使汽機熱耗上升2kJ／kw·h左右。

實際生產中，運行人員對加熱器水位偏高都很重視，因為加熱器高水位運行可能引起汽輪機進水事故，且因部分管束被淹，有效傳熱面積減少，使加熱器性能下降，給水溫度降低，運行經濟性降低。運行人員往往過多的從安全角度考慮，水位一定不能高，盡量在低水位運行。在機組運行中常存在高、低壓加熱器運行水位偏低的情況，很多運行人員沒有認識到高、低加水位合理的重要性，且部分機組高、低加正常水位的定值就不是很合理。高、低加低水位運行的危害，不但使高品位蒸汽從上一級串入下級加熱器，運行的經濟性將降低，且使疏水段的水中帶汽，使加熱器管束受高速汽流沖刷，疏水段水中帶汽造成疏水管系振動和沖刷等。現對國華電力所屬的寧海B廠、綏中B廠1 000MW機組高、低壓加熱器運行經濟性進行評估，分析其是否達到設計值，并提出針對性的技術措施措施和建議。

1 寧海B廠加熱器運行經濟性分析

根據統計和計算，寧海B廠1 000MW超超臨界機組，加熱器上、下端差變化10℃時對機組經濟性的影響量分別見表1、表2。從表1、表2中可知，上端差比下端差對機組經濟性影響要大。

表1 寧海B廠1 000 MW超超臨界機組加熱器上端差對機組經濟性影響

表2 寧海B廠1 000 MW超超臨界機組加熱器下端差對機組經濟性影響

表3、表4給出了5號和6號機組各加熱器的實際運行數據。從表3、表4可知，寧海B廠5號和6號機組各加熱器上端差正常，說明加熱器換熱性能良好。運行數據顯示個別加熱器下端差偏大，說明運行水位偏低。通過對5號機組的5號低加水位進行了調整，水位從－22mm上調至14.6mm，疏水端差由8.5℃降至6.6℃，說明設備狀況良好，運行中可適當調高水位，將疏水端差控制在合理范圍內。據核算，回熱系統對機組經濟性的負面影響不足0.5g／kW·h。

表3 寧海B廠5號機組1 000 MW工況加熱器數據

表4 寧海B廠6號機組1 000 MW工況加熱器數據

2 綏中B廠加熱器運行經濟性分析

根據統計和計算，在綏中B廠1 000MW超超臨界機組中，加熱器上、下端差變化10℃時對機組經濟性的影響量分別見表5、表6，由數據分析可知，加熱器上端差影響比下端差要大。

表5 綏中B廠1 000 MW超超臨界機組加熱器上端差對機組經濟性影響

表6 綏中B廠1 000 MW超超臨界機組加熱器下端差對機組經濟性影響

表7、表8給出了3號和4號機組各加熱器的實際運行數據。由表7、表8可知，綏中B廠3號和4號機組各加熱器的上端差正常，說明設備換熱性能良好。加熱器下端差也較好，僅個別加熱器端差偏大，運行中應注意調整。據核算，回熱系統對機組經濟性的負面影響不足0.5g／kW·h。

表7 綏中B廠3號機組1000MW試驗工況加熱器數據

表8 綏中B廠4號機組1 000 MW試驗工況加熱器數據

3 1 000 MW機組加熱器運行經濟性評估及改進建議

通過寧海、綏中1 000MW機組高、低壓加熱器運行經濟性指標分析，即加熱器的實際上、下端差，溫升與設計值進行對比分析，可知1 000MW機組高、低加熱器性能基本達到了設計值，但在運行中應強調精細管理，還有部分加熱器稍偏離設計值，說明還有改善和提升的節能空間。為此，特提出一些針對性技術措施。

（1）加熱器水位調整準備工作。機組負荷1 000 MW保持穩定（確保抽汽參數達到額定），檢查校核水位監測裝置，相關保護正確、可靠。試驗時，解除高加“水位達高Ⅱ值開啟事故疏水門”的自動聯鎖條件。

（2）疏水端差調整試驗方法。通過調整高加水位定值的方法，以5mm／10min的速度逐級分段提高高加水位，調整水位定值時觀察水位曲線，待水位調節穩定后進行下一次定值修改。期間觀察相應一列高加出口給水溫度及所調高加正常疏水溫度變化趨勢。當高加下端差達到設計值（≤5.6℃），且上端差無明顯減低時，停止水位調整。試驗過程中，加強監視下一級高加水位，應保持穩定。通過調整試驗，確定高加最佳水位。兩列高加水位調整應依次進行，整個試驗過程中，高加水位高Ⅲ保護為投入狀態。

（3）加熱器熱控水位定值調整。根據調整水位試驗結果，修改相應高壓加熱器水位定值，以達到提升運行水位的目的。水位定值修改原則為保持原水位的保護值不變，保護邏輯不變；水位修改后DCS顯示加熱器基準水位仍為“0”；加熱器高Ⅲ對應水位不變；對高加的基準水位（“0”水位）／低Ⅰ／低Ⅱ／高Ⅰ／高Ⅱ值分別提升試驗確定值。

4 結 語

在發電機組的實際運行中，經過經濟性分析和評估，高加、低加端差對機組經濟性影響不足0.5 g／kW·h。如加熱器下端差不符合要求，將使疏水冷卻段的進汽對換熱管造成的劇烈沖刷，因此必須認真分析和仔細調整加熱器水位，以控制加熱器的端差。同時，建議設計單位對加熱器水位零位設定也要認真研究和分析，減少加熱器端差對機組熱經濟性的影響。