300MW機(jī)組抽汽供熱控制

樊建平

(大唐渭河熱電廠,陜西咸陽(yáng) 712085)

300MW機(jī)組抽汽供熱控制

樊建平

(大唐渭河熱電廠,陜西咸陽(yáng) 712085)

本文介紹了大唐渭河熱電廠供熱抽汽系統(tǒng),對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析,提出了熱控設(shè)備控制方案,進(jìn)行了供熱的經(jīng)濟(jì)分析,對(duì)同類供熱機(jī)組有一定的借鑒作用。

熱網(wǎng) 邏輯 經(jīng)濟(jì)

伴隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，西咸一體化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市供熱嚴(yán)重不足。通過(guò)我國(guó)供熱現(xiàn)狀與國(guó)外供熱現(xiàn)狀的比較分析，集中供熱，特別是熱電聯(lián)產(chǎn)供熱將是發(fā)展的大趨勢(shì)。大唐渭河發(fā)電廠作為國(guó)有大型發(fā)電企業(yè)，承擔(dān)著西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)、涇渭開(kāi)發(fā)區(qū)，西安北郊冬季供熱的重任。2012年大唐渭河發(fā)電廠投入了機(jī)組抽汽供熱控制模式，實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)，解決了地區(qū)供熱的矛盾，又使企業(yè)獲得了更大的發(fā)展空間。

1 熱網(wǎng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 汽輪機(jī)供熱抽汽介紹

供熱蒸汽來(lái)自中壓缸5段抽汽，壓力為0.5Mpa，溫度為261.3度，流量為450t/h。熱網(wǎng)系統(tǒng)包括四臺(tái)熱網(wǎng)加熱器，四臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)泵，三臺(tái)疏水泵和一臺(tái)熱網(wǎng)除氧器。抽汽量由中低壓缸聯(lián)絡(luò)門控制，可手動(dòng)操作，也可投入自動(dòng)運(yùn)行。

1.2 熱網(wǎng)抽汽加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)用于將機(jī)組蒸汽引入加熱器，加熱供水，使供水溫度達(dá)到要求的定值范圍。

(1)抽汽逆止閥。用于汽輪機(jī)緊急停機(jī)時(shí)，防止熱網(wǎng)加熱管道內(nèi)的蒸汽和疏水倒流進(jìn)入汽輪機(jī)。采用CKH663Y-25C-DN800 快速關(guān)閉抽汽止回閥，利用氣壓儲(chǔ)能彈簧釋放能量關(guān)，快速關(guān)閉時(shí)間＜0.5S。電磁閥電源等級(jí)采用220V AC，單電控電磁閥，失電關(guān)閉、全關(guān)位置行程開(kāi)關(guān)及干接點(diǎn)信號(hào)，進(jìn)入SCS系統(tǒng)。(2)抽汽快關(guān)閥。供熱抽汽管道快關(guān)蝶閥安裝在機(jī)組抽汽管道上，起到限流、調(diào)節(jié)抽汽機(jī)組的作用，從而達(dá)到調(diào)節(jié)熱網(wǎng)首站加熱蒸汽量的要求；同時(shí)保證機(jī)組的安全運(yùn)行，防止蒸汽倒流進(jìn)入汽機(jī)，避免汽輪機(jī)發(fā)生進(jìn)水事故。采用型號(hào)為 QYKD761-25C-DN800電液聯(lián)動(dòng)快速關(guān)閉閥，為自帶油站的液壓閥門?？焖訇P(guān)閉時(shí)間＜0.5S，內(nèi)含24V DC單電控快關(guān)、慢關(guān)、慢開(kāi)電磁閥，電磁閥失電快關(guān)；點(diǎn)全開(kāi)、全關(guān)位置行程開(kāi)關(guān)及干接點(diǎn)信號(hào)；油站自帶就地控制系統(tǒng)，含有油壓低、油溫高、失電報(bào)警及活動(dòng)實(shí)驗(yàn)等功能，就地控制為220VAC熱工電源供電，進(jìn)入DEH系統(tǒng)控制。(3)抽汽調(diào)節(jié)閥。主要控制熱網(wǎng)對(duì)外供熱量，控制熱網(wǎng)循環(huán)水的溫度。采用LINITORQUE MX系列調(diào)整電動(dòng)執(zhí)行器，380VAC電源，4～20mA DC控制，4～20mA DC反饋；帶調(diào)節(jié)功能和全開(kāi)、全關(guān)行程開(kāi)關(guān)反饋，進(jìn)入DEH系統(tǒng)私服卡控制。(4)連通管調(diào)節(jié)閥。我供熱機(jī)組抽汽管道所配置的三偏心液動(dòng)蝶閥，采用質(zhì)量可靠的德國(guó)KROMBACH進(jìn)口蝶閥。該蝶閥為密封可調(diào)節(jié)的零泄漏雙向密封液動(dòng)蝶閥。其設(shè)計(jì)壓力為1.0Mpa，設(shè)計(jì)溫度為300℃，公稱直徑為DN1200，采用法蘭連接方式。在油站中設(shè)計(jì)了高、低壓限位繼電器，即高壓斷開(kāi)，低壓?jiǎn)?dòng)，從而控制液壓油在較為恒定的壓力下工作。該油站采用46號(hào)液壓油，經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器后，油品精度達(dá)到納斯7級(jí)及以上，可供閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用。主要控制中壓缸分缸壓力，防止壓力過(guò)低，對(duì)中壓缸末節(jié)葉片造成損傷。采用三偏心液動(dòng)蝶閥，為電液調(diào)節(jié)閥。動(dòng)力方面利用液壓管，彈簧開(kāi)，液壓使用汽輪機(jī)EH油驅(qū)動(dòng)，閥門接受D EH系統(tǒng)輸出的±2 0m DC信號(hào)控制。NYDKO2A電液伺服系統(tǒng)控制器，主要特點(diǎn)是漂移小、分辨率高、控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)，并且現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便。其設(shè)計(jì)充分考慮了行業(yè)用戶的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的針對(duì)性。蝶閥蝶板位置采用機(jī)械位置指示器，具有防止過(guò)開(kāi)和過(guò)關(guān)的開(kāi)度限位，并具有閥門開(kāi)、關(guān)兩個(gè)位置的信號(hào)輸出接點(diǎn)。蝶閥根據(jù)控制信號(hào)執(zhí)行開(kāi)/關(guān)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)到位后自動(dòng)停止。

1.3 熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)

熱網(wǎng)換熱站采用了四臺(tái)熱網(wǎng)加熱器。熱網(wǎng)加熱器的作用是加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。采用加熱器類型為U型管管板式熱網(wǎng)加熱器，換熱量為160MW。熱網(wǎng)加熱器設(shè)計(jì)有疏水冷段，疏水冷段可以降低疏水溫度，改善疏水泵的氣蝕現(xiàn)象，保護(hù)泵體。熱網(wǎng)加熱器分別設(shè)有旁路管道，可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)運(yùn)行或串聯(lián)運(yùn)行。加熱器串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以采取不同的加熱溫度，其中一臺(tái)加熱器可以降低抽汽壓力，相應(yīng)提高低壓抽汽機(jī)組的發(fā)電能力。熱網(wǎng)加熱器換熱量的控制通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)水流量和溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.4 熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)

熱網(wǎng)加熱器疏水系統(tǒng)采用將冷凝水回收再利用。加熱器各設(shè)置三臺(tái)疏水泵，促進(jìn)疏水循環(huán)。疏水泵后再設(shè)置有再循環(huán)管道，在加熱器投入初期，凝結(jié)水量較少，需要將疏水返回加熱器，以保證疏水流量大于疏水泵最小流量，避免疏水泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，保證疏水泵可以安全運(yùn)行。

1.5 熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)

熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)和城市熱網(wǎng)相連，將高溫?zé)崴腿氤菂^(qū)熱網(wǎng)絡(luò)。熱網(wǎng)循環(huán)水量約4540t/h，對(duì)外連接點(diǎn)供回水壓力1.6、0.6Mpa。熱網(wǎng)供水溫度調(diào)節(jié)，通過(guò)溫度調(diào)節(jié)閥和連通管調(diào)節(jié)閥聯(lián)合調(diào)節(jié)抽汽流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。供回水管道加裝有熱量采集裝置，不間斷計(jì)算熱量，以便和熱力公司結(jié)算熱費(fèi)。

2 熱網(wǎng)控制系統(tǒng)

2.1 完善執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2.1.1 熱網(wǎng)抽汽逆止閥系統(tǒng)

熱網(wǎng)抽汽逆止閥聯(lián)關(guān)熱網(wǎng)解列信號(hào)三取二或者OPC動(dòng)作。

2.1.2 抽汽快關(guān)閥系統(tǒng)

DEH邏輯有幾點(diǎn)：汽輪機(jī)發(fā)生OPC或者跳閘快關(guān)抽汽快關(guān)閥產(chǎn)生了熱網(wǎng)投入；如果熱網(wǎng)解列慢關(guān)抽汽快關(guān)閥；抽汽快關(guān)閥開(kāi)閥許可條件就是抽汽投入。就地聯(lián)鎖有幾點(diǎn)：液壓系統(tǒng)油壓不高過(guò)下限，油泵電機(jī)準(zhǔn)備工作，液壓油壓力開(kāi)始逐漸提高，與上限一致時(shí)，停止油泵電機(jī)的工作，液壓油具有工作壓力；與此同時(shí)，如有事故趕緊關(guān)聯(lián)鎖，機(jī)組主氣門關(guān)閉接到指令后或油開(kāi)關(guān)跳閘信號(hào)時(shí)，快關(guān)閥趕快關(guān)掉。快關(guān)閥應(yīng)該如期開(kāi)展活動(dòng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)閥門狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是全開(kāi)位置，快關(guān)閥得到就地操作指令或者CRT下發(fā)指令，對(duì)閥門要求從全開(kāi)位置至慢關(guān)直到設(shè)定位置，在指定位置的中間行程進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，收到該信號(hào)反饋后，閥門從指定位置返程全開(kāi)位。小行程作為活動(dòng)實(shí)驗(yàn)的范圍，大約是全行程的15%。

2.1.3 連通管調(diào)節(jié)閥和抽汽調(diào)節(jié)閥

熱網(wǎng)進(jìn)行投入時(shí)：汽機(jī)OPC或者跳閘，立即把抽汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。汽機(jī)OPC，連通管調(diào)節(jié)閥立即關(guān)閉；熱網(wǎng)沒(méi)有投入時(shí)：汽機(jī)立即跳閘，閉鎖連通管調(diào)節(jié)閥。連通管抽汽壓力大于0.8Mpa時(shí)，連通管調(diào)節(jié)閥的伺服閥進(jìn)行自動(dòng)閉鎖，連通管調(diào)節(jié)閥強(qiáng)性打開(kāi)。在熱網(wǎng)解列時(shí)候，連通管調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，抽汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。抽汽調(diào)節(jié)閥和連通管調(diào)節(jié)閥自動(dòng)投入時(shí)，采取壓力調(diào)節(jié)回路；手動(dòng)進(jìn)行投入時(shí)，采取閥位調(diào)節(jié)回路。投入抽汽自動(dòng)時(shí)，抽汽調(diào)節(jié)閥和連通管調(diào)節(jié)閥依據(jù)閥門相配的曲線，結(jié)合指定的速率動(dòng)作，對(duì)汽輪機(jī)組的沖擊開(kāi)始減少。為使機(jī)組能安全運(yùn)行，低壓缸要持續(xù)相當(dāng)?shù)耐髁?。連通管調(diào)節(jié)閥全關(guān)位置要預(yù)留相對(duì)的余量的開(kāi)度設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)，確保低壓缸最小流量保護(hù)。

2.2 熱網(wǎng)主要輔機(jī)

疏水泵A、B、C。熱網(wǎng)加熱器液位高于二值三取二后延時(shí)，或熱網(wǎng)疏水泵A事故開(kāi)始跳閘，同時(shí)開(kāi)啟熱網(wǎng)疏水泵B；熱網(wǎng)加熱器液位高于二值三取二發(fā)出后延時(shí)，或熱網(wǎng)疏水泵B事故開(kāi)始跳閘，同時(shí)開(kāi)啟熱網(wǎng)疏水泵A。

2.3 熱網(wǎng)大聯(lián)鎖

機(jī)組負(fù)荷大于150MW時(shí)，熱網(wǎng)抽汽部分接受投入運(yùn)行；負(fù)荷小于150MW且油開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)，或抽汽手動(dòng)切斷，或汽輪機(jī)開(kāi)始跳閘，或抽汽壓力發(fā)生故障，熱網(wǎng)推出機(jī)組抽汽運(yùn)行，轉(zhuǎn)移到凝汽器工況開(kāi)始運(yùn)行。LV閥超馳開(kāi)具備條件：退出抽汽控制模式。LV閥超馳關(guān)具備條件：汽輪機(jī)未掛閘。中壓缸排氣壓力很高具備保護(hù)條件：在使用抽汽的模式下，模擬量三取中后DEH邏輯里進(jìn)行判斷，報(bào)警值確定686KPa，動(dòng)作值確定882KPa。

3 效益分析

機(jī)組運(yùn)行時(shí)煤耗為325g/kwh，供熱期間，由于機(jī)組冷段損傷減小，發(fā)電煤耗可打42g/kwh。同時(shí)，供暖機(jī)組在電網(wǎng)調(diào)度中享有優(yōu)惠政策，機(jī)組發(fā)電小時(shí)利用增加100h。供熱期間向市區(qū)供熱，機(jī)組保持較高負(fù)荷工況時(shí)間加長(zhǎng)，減少了低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，機(jī)組熱效率提高。

4 結(jié)語(yǔ)

供熱機(jī)組符合國(guó)家集中供熱的政策，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)保護(hù)環(huán)境起到了積極的作用，滿足了西安北郊冬季取暖要求。改造過(guò)程中控制邏輯的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的投入提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性，為300MW純凝汽器機(jī)組改供熱機(jī)組提供了技術(shù)上的借鑒和經(jīng)驗(yàn)。

[1]高偉.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].中國(guó)電力出版社.

[2]鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].中國(guó)電力出版社.

[3]林文孚.單元機(jī)組自動(dòng)控制技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社.

樊建平(1984—),男,漢族,陜西韓城人,助理工程師,現(xiàn)就職于大唐渭河熱電廠工作。