大型機(jī)組供熱改造后運(yùn)行特性變化與對(duì)策

鄒豐年 嚴(yán)華 楊波

【摘 要】隨著我國(guó)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，以及城市對(duì)供熱需求的不斷增長(zhǎng)，對(duì)現(xiàn)有供電機(jī)組進(jìn)行供熱改造成為了一舉兩得的高效應(yīng)對(duì)策略。但由于機(jī)組工況與設(shè)計(jì)值并不完全匹配，造成供熱改造后機(jī)組的運(yùn)行特性發(fā)生變化。本文以蘇州望亭發(fā)電廠供熱改造后的實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐，介紹了機(jī)組改造后可能出現(xiàn)的特性變化及應(yīng)對(duì)策略。

【關(guān)鍵詞】供電 改造 特性變化 對(duì)策

1 前言

隨著我國(guó)環(huán)境問(wèn)題的逐漸凸顯，國(guó)家對(duì)于節(jié)能環(huán)保的要求日益提高。近年來(lái)隨著電力工業(yè)迅速發(fā)展，一大批大型機(jī)組相繼建成投產(chǎn)，供電緊張的局面有所緩和。而同時(shí)熱負(fù)荷較集中的城市熱網(wǎng)的迅速發(fā)展和熱電廠供熱能力不足的問(wèn)題十分突出。[1]這就為大型供電機(jī)組的供熱改造打造了良好的基礎(chǔ)，也成為了目前電力企業(yè)改革的主要方向之一。

但是現(xiàn)代大型汽輪機(jī)是一套非常精密的系統(tǒng)，進(jìn)行局部改造后，將對(duì)其運(yùn)行特性帶來(lái)很大影響。同時(shí)相當(dāng)部分機(jī)組改造后，運(yùn)行時(shí)仍需要滿足電網(wǎng)調(diào)峰要求，即以保電供熱方式運(yùn)行。因此機(jī)組實(shí)際運(yùn)行將是極為復(fù)雜，發(fā)電和供熱經(jīng)常不是同步變化，很難達(dá)到設(shè)計(jì)工況，節(jié)能效果自然會(huì)有較大下降。[2]本文將以蘇州望亭發(fā)電廠一期供熱的主力機(jī)組11號(hào)機(jī)組的生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為例，介紹大型機(jī)組供熱改造后可能帶來(lái)的特性變化及相應(yīng)對(duì)策。

2 參考機(jī)組簡(jiǎn)介

本文作為參考的11號(hào)機(jī)組是亞臨界、中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸反動(dòng)、凝汽式機(jī)組。此次供熱改造，11號(hào)機(jī)組共提供兩路供汽汽源。一路為高壓汽源，取自再熱蒸汽熱段，設(shè)計(jì)壓力為3.23MPa，溫度為538℃，最大抽汽量為50t/h；另一路為低壓汽源，在中壓缸排汽聯(lián)通管道安裝閥門進(jìn)行抽汽供熱，設(shè)計(jì)壓力為0.9MPa，溫度為330℃，最大抽氣量為300t/h。

3 改造后的運(yùn)行特性變化與相應(yīng)對(duì)策

3.1供熱改造后機(jī)組總體經(jīng)濟(jì)性明顯提高

11號(hào)機(jī)組供熱改造后于2012年10月正式投產(chǎn)，在其正常供熱運(yùn)行至2013年6月，由華電集團(tuán)進(jìn)行了項(xiàng)目后評(píng)估報(bào)告，其數(shù)據(jù)顯示11號(hào)機(jī)組供電煤耗下降22.9 g/kWh，年節(jié)約標(biāo)煤約4.53萬(wàn)噸/年，減排二氧化碳約10萬(wàn)噸/年，大幅減少無(wú)錫市區(qū)粉塵、二氧化硫和氮氧化物污染。2013年上半年蒸汽銷售7646萬(wàn)元。其節(jié)能減排功效及經(jīng)濟(jì)效益均十分理想。

3.2 四級(jí)抽汽壓力上升

此次供熱改造，在中壓缸排汽聯(lián)通管道安裝閥門，即中低壓連通調(diào)門，以此對(duì)中排汽進(jìn)行升壓及分配，一部分進(jìn)入低壓缸繼續(xù)做功，另一部分進(jìn)入低壓供熱管道，對(duì)外供汽。這就使得中排蒸汽的壓力相較于供熱改造前，有很大的提高。而該機(jī)組的四級(jí)抽汽即取自此段，進(jìn)而造成四級(jí)抽汽壓力上升明顯。

這對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行主要有以下三方面的影響：

第一、造成四級(jí)抽汽壓力用戶（如除氧器、汽動(dòng)給泵）均處在高壓工況下運(yùn)行。加速設(shè)備老化，且改造后運(yùn)行壓力與設(shè)備壓力高限差距小，一旦供熱出現(xiàn)波動(dòng)，存在誤動(dòng)作可能。

第二、使得汽動(dòng)給泵的安全運(yùn)行范圍增大，縮短電動(dòng)給泵的運(yùn)行時(shí)間。按照原設(shè)計(jì)在機(jī)組120MW投用一臺(tái)汽動(dòng)給泵，240MW投用第二臺(tái)汽動(dòng)給泵。供熱改造后，100MW時(shí)即可投用第一臺(tái)汽動(dòng)給泵。經(jīng)過(guò)對(duì)過(guò)往機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)的電動(dòng)給泵運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)（本文統(tǒng)計(jì)工況為熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)間），供熱改造前，電動(dòng)給泵在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中運(yùn)行約20小時(shí)。供熱改造后，電動(dòng)給泵在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中約運(yùn)行14小時(shí)。節(jié)約了近1/3的工作時(shí)間，有效降低廠用電消耗。

第三、中排蒸汽壓力提高，使得高中壓缸的蒸汽焓降較少，即汽輪機(jī)高中壓缸做功量減少。使得機(jī)組經(jīng)濟(jì)性變差，且隨著中排壓力的增加，這種趨勢(shì)越明顯。故在調(diào)節(jié)供熱參數(shù)時(shí)，應(yīng)盡可能控制好中排壓力，不能一味的追求供熱量，而使得機(jī)組的效率下降太多。

3.3中低壓連通調(diào)門受低頻振動(dòng)影響

中低壓連通調(diào)門是安裝在中壓缸排汽區(qū)，靠截流來(lái)進(jìn)行中排汽的壓力提升與流量分配。這就使得其工況相當(dāng)惡劣，有十分嚴(yán)重的低頻振動(dòng)現(xiàn)象。曾發(fā)生過(guò)吊配震斷打壞控制機(jī)構(gòu)、控制模塊因長(zhǎng)期低頻振動(dòng)后機(jī)構(gòu)失靈、執(zhí)行機(jī)構(gòu)減速齒輪中的彈子軸承振碎等事故。為此經(jīng)過(guò)我廠認(rèn)真研究后確定了將原控制、執(zhí)行一體式的閥門結(jié)構(gòu)改造為分體式結(jié)構(gòu)。即將閥門的控制機(jī)構(gòu)解體，安裝至周邊工況更好的地點(diǎn)。并且對(duì)吊裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行加固。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，其受低頻振動(dòng)的影響大大降低。

3.4 凝結(jié)水明顯補(bǔ)水量增多

供熱改造后另一個(gè)明顯變化是凝結(jié)水補(bǔ)水量大幅增大。供熱改造后，由于一部分蒸汽輸送至熱網(wǎng)，不再回到機(jī)組，故凝結(jié)水補(bǔ)水量視供熱量大大增加。這就給機(jī)組凝汽器的除氧效果及鍋爐水質(zhì)控制，帶來(lái)極大壓力。為此，在供熱改造時(shí)，我廠即對(duì)機(jī)組凝汽器加裝鼓泡除氧裝置。其原理是從中排供熱管路中抽取一定量的蒸汽，直接進(jìn)入凝汽器。與化學(xué)輸送過(guò)來(lái)的補(bǔ)水共同進(jìn)入鼓泡除氧裝置，進(jìn)行充分混合，以達(dá)到提高凝汽器效率的作用。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行調(diào)試，對(duì)凝水含氧量的降低有一定幫助，但對(duì)爐水水質(zhì)控制幫助不大。在供熱量大時(shí)，其金屬離子濃度明顯上升。為此，我廠增加了爐水定排次數(shù)。由原來(lái)的每月3-5次，增加至每月8次。提高了爐水品質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)有設(shè)計(jì)余量的大型機(jī)組進(jìn)行供熱改造，確實(shí)可以提高其經(jīng)濟(jì)性。但在改造后的運(yùn)行中，仍需認(rèn)真分析其帶來(lái)的影響。本文所提及的措施，能夠一定程度上控制改造所產(chǎn)生的問(wèn)題。但如何徹底消除上述問(wèn)題，仍需進(jìn)一步的數(shù)據(jù)收集與分析，并且進(jìn)行一定的技術(shù)改造。以便能進(jìn)一步提高供熱改造的經(jīng)濟(jì)性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]周海龍.某凝汽機(jī)組供熱改造及改造前后的熱經(jīng)濟(jì)性分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（02）：92.

[2]鄭莆燕，柴國(guó)旭，任建興.供熱改造機(jī)組運(yùn)行性能研究[J].華東電力，2013年6月第41卷第6期：1393.