1000MW超超臨界機(jī)組熱控技術(shù)分析

馬亮（華電漯河發(fā)電有限公司，河南漯河 462000）

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1000MW超超臨界機(jī)組熱控技術(shù)分析

馬亮
（華電漯河發(fā)電有限公司，河南漯河 462000）

【摘要】提高蒸汽參數(shù)和增大機(jī)組容量是節(jié)約單位成本以及降低機(jī)組熱耗的一個(gè)有效方向，超超臨界機(jī)組可以有效提升熱效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排功能。本文從熱控方面入手，對(duì)比超超臨界機(jī)組（以典型的1000 MW為例）與超臨界機(jī)組（以典型的600MW為例），力爭(zhēng)對(duì)超臨界機(jī)組有一個(gè)更加深入的認(rèn)知，找出更多的研究突破點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】1000MW 超超臨界機(jī)組 熱控技術(shù)

1 引言

我國(guó)作為一次能源大國(guó)，煤炭資源占據(jù)了主導(dǎo)地位，這也是我國(guó)火力發(fā)電長(zhǎng)期占發(fā)電總量首位，遙遙領(lǐng)先的決定性因素。目前運(yùn)行的超超臨界機(jī)組多為600MW和1000MW，目前我國(guó)超超臨界機(jī)組無(wú)論從數(shù)量還是從容量參數(shù)方面都處于世界先進(jìn)水平。但是對(duì)于超超臨界的認(rèn)知仍然有一些認(rèn)知誤區(qū)，比如從業(yè)人員一般認(rèn)為在熱控設(shè)計(jì)方面與超臨界機(jī)組相比沒(méi)有太大的改進(jìn)，除了工藝參數(shù)方面的區(qū)別，其他方面的差別均不是很大。這一方面是因?yàn)樵缜拔覈?guó)國(guó)內(nèi)投入運(yùn)行的超超臨界機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)都是從國(guó)外引進(jìn)導(dǎo)致，另一方面也是由于從業(yè)人員對(duì)超超臨界機(jī)組熱控設(shè)計(jì)認(rèn)知水平不熟悉導(dǎo)致。因此，本文從熱控方面入手，對(duì)比超超臨界機(jī)組（以典型的1000 MW為例）與超臨界機(jī)組（以典型的600MW為例），力爭(zhēng)對(duì)超臨界機(jī)組有一個(gè)更加深入的認(rèn)知，找出更多的研究突破點(diǎn)。

2 1000MW超超臨界機(jī)組概述

1000MW超超臨界機(jī)組的鍋爐選用上海鍋爐廠制造的型號(hào)為SG-3044/27.46-M535型單爐膛塔式爐。一次風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)均采用軸流式風(fēng)機(jī)。除塵方式是用電除塵，每臺(tái)鍋爐配置 6 臺(tái)mps（Mill，Parter ，Ship）中速磨煤機(jī)（穩(wěn)定性好，電耗低，振動(dòng)小），采用正壓直吹式制粉系統(tǒng) 內(nèi)置式汽水分離器 帶再循環(huán)泵的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)。

汽輪機(jī)的型號(hào)為 N1000-26.25/600/600，由上海汽輪機(jī)有限公司和德國(guó)西門(mén)子公司聯(lián)合制造，是國(guó)內(nèi)最大的單機(jī)功率發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)組流通部分包含4個(gè)汽缸，發(fā)電機(jī)規(guī)格為49*16*7.75（m，長(zhǎng)*寬*高），進(jìn)汽方式為全周方式， 高壓和中壓分別有2個(gè)全開(kāi)全關(guān)型主汽門(mén)2個(gè)全行程可調(diào)調(diào)節(jié)門(mén)此外還有1個(gè)全行程可調(diào)補(bǔ)汽閥無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)，給水系統(tǒng)配2臺(tái)50%額定容量的汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)35%額定容量的電動(dòng)給水泵，旁路系統(tǒng)（可監(jiān)視蒸汽壓力）由兩級(jí)分別是100%BMCR容量的高壓旁路和65%BMCR容量的低壓旁路組成。

DCS（Distributed Control System）系統(tǒng)采用OVATION分散控制系統(tǒng)每臺(tái)機(jī)組配置27對(duì)冗余的控制器，DEH（Digital Electric Hydraulic Control System）系統(tǒng)為上海汽輪機(jī)有限公司配套提供采用SPPA-T3000分散控制系統(tǒng)，每臺(tái)配置3對(duì)冗余控制器。

3 1000MW超超臨界機(jī)組熱控特點(diǎn)

1000MW機(jī)組的分散熱控系統(tǒng)相比超臨界機(jī)組最顯著的特點(diǎn)是就精細(xì)程度提升帶來(lái)的數(shù)量方面的提升。首先從熱控測(cè)點(diǎn)數(shù)量來(lái)看，統(tǒng)計(jì)包含DCS，DEH，鍋爐小DAS（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）以及汽機(jī)小DAS，1000mw機(jī)組有9094個(gè)，600mw超臨界機(jī)組為7280個(gè)，超超臨界機(jī)組較超臨界機(jī)組多出1814個(gè)熱控測(cè)點(diǎn)。其次從控制器數(shù)量來(lái)看，統(tǒng)計(jì)包含mcs（模擬量控制系統(tǒng)），fsss（鍋爐側(cè)安全監(jiān)控系統(tǒng)）以及ecs（電氣控制系統(tǒng)）等系統(tǒng)，1000mw合計(jì)共27個(gè)對(duì)比600mw機(jī)組的17個(gè)，多出10個(gè)。最后從熱控自動(dòng)套數(shù)也可以看出差別，超超臨界機(jī)組約180套比超臨界機(jī)組110套多出近70套。從上述對(duì)比可以看出，1000mw機(jī)組熱控有寬度廣，精度高，復(fù)雜度高的特點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)也要求從業(yè)人員必須具有較高的職業(yè)素質(zhì)才能更大限度的發(fā)揮系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

3.1 爐側(cè)熱控特點(diǎn)

鍋爐測(cè)熱控主要考慮旁路系統(tǒng)，因?yàn)榕月房梢员O(jiān)視蒸汽壓力因而占據(jù)重要地位，區(qū)別于超臨界機(jī)組，高壓旁路安裝位置位于鍋爐74m層，有快開(kāi)功能無(wú)快關(guān)功能，高壓容量配置為100%BMCR ，低壓容量配置為65%BMCR ，這種容量配置的旁路系統(tǒng)結(jié)合再熱器安全閥（為液動(dòng)全行程可調(diào)節(jié)安全閥）能夠適用各種情況下的機(jī)組運(yùn)行方式。

3.2 機(jī)側(cè)熱控特點(diǎn)

熱控在汽輪機(jī)測(cè)體現(xiàn)的更加明顯，本文主要從一次調(diào)頻和跳閘保護(hù)系統(tǒng)方面進(jìn)行分析。

（1）加入補(bǔ)氣閥實(shí)現(xiàn)機(jī)組一次調(diào)頻能力。系統(tǒng)有功和頻率關(guān)聯(lián)，汽輪機(jī)組一次調(diào)頻能力也是一個(gè)重要指標(biāo)，以往機(jī)組的一次調(diào)頻是采用全周進(jìn)氣節(jié)流方式，采用這種方式除了有節(jié)流損失外，成本也較高，本文討論的1000MW的機(jī)組通過(guò)加裝補(bǔ)氣閥（全行程可調(diào)）來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)頻能力，具體安裝位置位于原高主門(mén)后，高調(diào)門(mén)前。具體工作流程如下：在機(jī)組達(dá)到額定工況后，補(bǔ)氣閥開(kāi)啟，引入額定進(jìn)氣量5%-10%的新蒸汽，在蒸汽溫度約降低30度后進(jìn)入高壓第5級(jí)動(dòng)葉后空間，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻功能。可以看出補(bǔ)氣閥在具體工作時(shí)，不用通過(guò)主調(diào)門(mén)的節(jié)流就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，這樣不僅避免了節(jié)流的缺點(diǎn)，還有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，從而可以更好的增加電網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性。這屬于1000mw機(jī)測(cè)熱控的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。（2）ETS（跳閘保護(hù)系統(tǒng)）保護(hù)條件較多。本文所論述的超超臨界機(jī)組共有31項(xiàng)ETS保護(hù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一般600mw機(jī)組所設(shè)計(jì)的ETS保護(hù)，新增加了如電機(jī)勵(lì)磁機(jī)熱風(fēng)溫度高、凝汽器水位高等保護(hù)項(xiàng)，這些保護(hù)一方面加大了對(duì)機(jī)組監(jiān)控能力，提升了系統(tǒng)的安全運(yùn)行能力，另一方面這些保護(hù)的設(shè)計(jì)均是在理論最嚴(yán)格的條件下設(shè)計(jì)所得，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際，在和汽輪機(jī)廠家協(xié)調(diào)后，適當(dāng)進(jìn)行退出部分項(xiàng)，避免不必要的誤動(dòng)作，這就必須要求運(yùn)行人員具有較高的理論知識(shí)。此外本機(jī)組無(wú)ETS在線試驗(yàn)組件，因?yàn)楸緳C(jī)ETS保護(hù)在DEH中進(jìn)行判斷，省去了在線試驗(yàn)步驟，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析可以看出，與600mw機(jī)組相比，1000mw機(jī)組在工藝流程方面變化不大，但是在熱控方面有眾多獨(dú)特的特點(diǎn)，總體而言自動(dòng)化程度更高，測(cè)量保護(hù)精度更高，相應(yīng)的系統(tǒng)更加復(fù)雜。此外，如今超超臨界機(jī)組是火力發(fā)電機(jī)組的大趨勢(shì)，我國(guó)雖然進(jìn)步巨大，但也應(yīng)該看到不足，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握機(jī)組的核心技術(shù)，在系統(tǒng)軟硬件方面均需要深入分析學(xué)習(xí)國(guó)外最先進(jìn)的設(shè)計(jì)成果，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)完全國(guó)產(chǎn)化。

參考文獻(xiàn)：

［1］趙琪.國(guó)內(nèi)百萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組汽機(jī)旁路選型情況介紹［J］.熱力透平，2008（2）：77-81.