改進鍋爐水壓試驗方法

曾勇生

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改進鍋爐水壓試驗方法

曾勇生

（廣東粵華發電有限責任公司，廣東 廣州 510730）

從生產實際出發，闡明黃埔發電廠2臺330 MW單元機組鍋爐水壓試驗的操作方法，并對系統改造后的操作方法進行分析比較。改造后簡便了操作步驟，節約了廠用電，提高了經濟效益，另外，延長了汽輪機檢修時間，保證了相關設備的檢修質量。

鍋爐；水壓試驗；操作方法；機組效率

黃埔發電廠1990-11投產2臺30萬千瓦亞臨界一次中間再熱單軸四缸四排汽沖動凝汽式燃煤汽輪發電機組。鍋爐1 025 t/h亞臨界壓力中間再熱露天布置燃煤UP型直流鍋爐，之后改進為33萬千瓦汽輪發電機組。

1 鍋爐水壓試驗的必要性

鍋爐水壓試驗是檢查鍋爐承壓部件的嚴密性試驗，是保證鍋爐安全運行的重要措施之一，根據《電力工業部鍋爐壓力容器監察規程》規定，每次大小一修，局部受熱面臨修后，均應對鍋爐承壓元件進行工作壓力的水壓試驗，因此，做好水壓試驗的每一項操作，對機組的安全運行非常重要。

2 鍋爐水壓試驗的有關設備簡介及運行方式

黃埔發電廠2臺330 MW機組，2臺機組之間都統一配置相同型號、性能相近的設備，每臺機組的運行控制方式為一機一爐配置，機爐電整體監視和集中控制的單元制機組，配SG-1025/16.7-M313直流N330-165/535/535汽輪機，汽機主要輔助設備有2臺并聯凝結水泵，2臺并聯凝升泵，正常運行時單臺凝結水泵和單臺凝升泵串聯運行，另1臺備用，在給水系統中配置2臺汽動給水泵，1臺電動給水泵作備用。其運行流程為凝結水泵串凝升泵經低壓加熱器至除氧器，再由給水泵從除氧器經高壓加熱器到鍋爐。其中高壓加熱器凝結疏水直接回收除氧器，低加疏水由低加疏水泵打至除氧器回收利用。

2.1 水壓試驗的有關設備的技術參數

水壓試驗水泵參數如表1所示。

G6-7（165）-3型小汽輪機參數：最大功率為6 MW；正常轉速范圍為4 000～5 750 r/min；油動機行程為低壓0～122 mm，高壓0～48.75 mm；電泵額定功率為5 500 kW；循泵額定功率為1 600 kW；凝泵額定功率為315 kW；凝升泵額定功率為630 kW。

回熱抽汽工況與抽汽點如表2所示。

表1 水壓試驗水泵參數

水泵參數 電壓/V額定電流/A流量/（T/H）揚程/MPA 凝結水泵600036.48100.824 凝升泵6000727952 電動給水泵600059054524

表2 回熱抽汽工況與抽汽點

加熱器參數抽汽 1段2段3段4段5段6 段7段8段 對應加熱器#3高加#2高加#1高加除O2#4低加#3低加#2低加#1低加 抽汽量49.686.838.221.53151.438.3 加熱器出口溫度263239.6194.816514712587 上級疏水量13549.22 3183.2 本級疏水量17213549.22 31.383.212220.3

2.2 水壓試驗的操作步驟

每次爐水壓試驗汽機必須按以下順序進行：①必須具備循環水、工業冷卻水。②建立凝汽器水位。③凝結水系統啟動運行。④除氧器建立正常水位。⑤凝結水系統循環及除氧加熱。⑥啟動給水泵向鍋爐送水。⑦鍋爐的低流量進水查漏。⑧給水升壓工作壓力檢查。

要完成鍋爐的水壓試驗，不僅操作系統復雜繁多，而且操作過程時間長。特別是當任一環節、任一設備不能滿足運行要求時，都會使整個過程中止而延誤整個試水壓過程。由實際操作過程可知，從建立凝汽器水位到啟動給水泵階段，由于系統檢查操作步驟多，加上升溫升壓的限制，這個過程往往需要3～4 h完成。

從鍋爐進水到最后進行工作檢查，主要受升壓速度的限制，根據《330 MW運行規程》規定，鍋爐進水時控制給水流量60～150 t/h緩慢進水，放清爐本體空氣，查漏，控制升壓速度0.2～0.3 MPa/min，對工作壓力進行檢查。在此階段又要消耗3～4 h。

整個水壓試驗過程，不但操作復雜、耗時過長，而且啟動輔機設備多，從而造成廠用電損失巨大，這也是造成廠用電損失大的最主要原因。因此在鍋爐水壓試驗過程中簡化操作過程，節約廠用電，有著極其重要的意義。

3 解決方法及提出方案

要解決以上問題，只有通過系統改造來實現。從現實情況來看，在單元制機組中，幾臺機組同時檢修的可能性不大，因此水壓試驗機組可充分利用運行機組的潛力。根據《鍋爐監察規程》規定，鍋爐進水溫度控制在20～70 ℃。因此我們可在運行機組（鄰機）中的#2低加進口處互相設置聯通管，各機之間用聯絡門加以控制。然后在聯通管又各接管至試水壓爐（本爐）的給水母管給水調整門后，之間再用門控制。這樣就可以從運行機組中引水至本爐，作為本爐冷態低流量進水。當低流量進水滿水時，改用鄰機給水升壓門作為本爐給水升壓。為方便區別和操作，我們把加裝聯絡門編號為#5機試水壓1門和2門，#6機編號為試水壓3門和4門。在給水母管處聯絡門編號為#5爐升壓1門和2門，#6爐升壓3門和4門。水壓試驗相關系統如圖1所示。

再熱器的水壓試驗，可在鄰機給水泵中間抽頭中接聯通管至本爐再熱器。本爐再熱器水壓試驗時用鄰機給水泵中間抽頭作為本爐試水壓。

圖1 水壓試驗相關系統

4 方案分析

理論上分析，黃埔發電廠2臺330 MW機組，帶額定負荷時，由表1可知，鍋爐的給水流量為1 025 t/h，凝結水系統中凝升泵額定出力為800 t/h，電流為72 A，而#1～#3段抽汽所對應高加凝結疏水共135 t/h，直接排到除氧器，而#4～#7段抽汽所對應的除氧器及低加疏水通過疏水泵也打至除氧器，這8段的疏水總量在帶額定負荷時足有350 t/h，扣除凝結水系統中冷卻密封水。因而凝結水系統中凝結水流量只需700 t/h，就可滿足帶額定負荷，這也說明凝結水泵凝升泵有足夠出力富余。在實際生產中也證明了，帶額定負荷時凝結水泵電流在26～28 A之間，凝升泵電流為52～60 A，凝結水流量在650～700 t/h。理論和實踐都證明了系統中有100多噸富余。按《規程》規定，鍋爐進水時流量為60～150 t/h，升壓速率0.2～0.3 MPa/min的要求，因此從運行的凝結水系統中取水可滿足運行要求。

當鍋爐滿水后，壓力升至2 MPa時，改用鄰機給水母管對本爐進行升壓。從我廠330 MW機組給水泵及小汽輪機技術參數可知，給泵的流量出力為580 t/h，小機最大功率為6 MW，連續運行轉速范圍4 000～5 750 r/min。出口壓力24 MPa，而實際運行中，帶額定負荷時，給泵流量為450 t/h左右，小機轉速在5 200～5 400 r/min范圍，出口壓力21～22 MPa之間，因此運行給水泵也能滿足鍋爐水壓試驗升壓的基本要求。

5 改進后的操作步驟

改進后的鍋爐滿足以下進水條件（以#6爐試水壓為例）：①檢查關閉本爐（#6爐）試水壓3、4門，開啟鄰爐（#5爐）試水壓1、2門。②檢查鄰爐本爐升壓門關閉。③緩慢開啟本爐（#6爐）升壓3、4門，控制進水流量60～150 t/h，壓力升速率0.2～0.3 MPa。④當鍋爐水壓升至1 MPa時，暫停升壓，查漏人員對受壓進行全面檢查。⑤當鍋爐水壓升至2 Pa時，全面檢查后鄰爐（#5爐）給水升壓門進行升壓。⑥關閉鄰機試水壓1、2門。⑦緩慢開啟鄰（#5）升壓1、2門，控制升壓速率至工作壓力。

再熱器的水壓試驗：①汽機有關進汽管道加裝堵板。②檢查本機給泵中間抽頭試水壓門關閉。③開啟鄰機給泵中間抽頭試水壓門進行試水壓。

6 改進后的操作注意事項及有關防范措施

系統改造后，進行水壓試驗的各項操作，一定要認真細致，必須檢查清楚。當開啟運行中（鄰機）系統時，應注意運行機組的參數變化，操作要緩慢。在有影響運行機組安全行為時，應立即停止操作，同時迅速采取措施，以免影響運行機組安全運行。水壓試驗必須統一接受指揮，要有專人監視壓力，嚴防超壓。升壓速率要控制平穩，不參與試驗的部分要做好隔絕措施。

系統改造后可能容易出現的問題及針對性防范措施主要有以下幾點：①由于利用運行機組的凝結水進行進水，當運行機組的凝結水泵凝升泵電流超限、流量不足時，可啟動運行機組中的備用凝升泵來加大凝結水出力，以滿足運行機組和試水壓機組的要求。當關小試水壓的進水仍無法消除時，應立即停止試水壓的各項操作，確保運行機組的安全。②當運行機組出現凝汽器水位、除氧器水位下降較快時，應及時加大凝汽器補水，開啟補水泵，同時減小試水壓的進水流量，無法消除時停止試水壓的操作。③在開啟運行中的給水升壓門時，應注意關注給水泵運行情況，檢查泵的出力、轉速、震動、壓力等參數不超限。必要時可啟動電動給水泵，當無法維持時停止試水壓的操作。④當開啟運行中給水升壓門時，應檢查運行中和水壓試驗機組的水壓試驗門是否關閉嚴密，以防高壓給水進入凝結水系統中，使低壓系統不能承受而損壞設備。

7 帶來的經濟效益

系統改造后，降低了啟動循環水系統、凝結水系統、給水系統的頻率。簡化了操作步驟，同時帶來可觀的經濟效益。以下粗略計算帶來的經濟效益。

根據額定負荷各泵電流，電壓的實際情況如下。

凝結水泵P1 =1.732 Iucos&=1.732×30×6 000×COS&=265 000=265 kW。

凝升泵P2=1.732 Iucos&=1.732×60×6 000×COS&=530 000=530 kW。

電動給水泵P3 =1.732 Iucos&=1.732×450×6 000×COS&=39 749 400=3 975 kW。

循環水泵P4 =1.732 Iucos&=1.732×165×6 000×COS&=1 457 478=1 475 kW。

節省總電量=P1+P2+P3+P4=265+530+3 975+1 475=6 245 kW。

扣除運行中凝結水泵，凝升泵帶額定功率損耗=（315+630）－（265+530）=150 kW。所以整個試水壓過程按8 h計算，節約總電量約為48 000 kW/h。當然其中還應扣除2臺小機帶額定負荷所消耗的汽耗。

8 結束語

系統經過改造后，機組檢修工期的時間很充裕，可以對關鍵汽輪機相關設備繼續進行檢修，從而保證檢修質量。另外，機組效率得到提高，也取得了一定經濟效益。在現階段燃煤電廠經營壓力較大的情況下，是一個相對較好的技術改造方案。

［1］鄭偉林，馮國強，何國鋒.廣東粵華發電有限責任公司330 MW機組鍋爐運行規程及系統圖［Z］.廣州：廣東粵華發電有限責任公司，2007.

2095－6835（2018）23－0097－03

TM621.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.097

〔編輯：嚴麗琴〕