660MW超超臨界機(jī)組啟停調(diào)峰運(yùn)行方式的優(yōu)化分析

張興龍　蔡勇

摘 要：以十里泉電廠#9機(jī)組為研究對(duì)象，通過對(duì)660MW超超臨界機(jī)組在啟停調(diào)峰過程蒸汽與缸溫等參數(shù)變化的整理和分析，總結(jié)660MW超超臨界機(jī)組啟停調(diào)峰的經(jīng)驗(yàn)。跟據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和分析，對(duì)660MW超超臨界機(jī)組啟停調(diào)峰運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，減小啟停調(diào)峰對(duì)汽輪機(jī)壽命的影響。

關(guān)鍵詞：啟停調(diào)峰;停機(jī)不停爐;缸溫;壽命;沖轉(zhuǎn)參數(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.132

1 引言

華電國際十里泉發(fā)電廠“上大壓小”2×660MW級(jí)超超臨界發(fā)電機(jī)組工程為抽凝供熱燃煤電廠。汽輪機(jī)型號(hào)為：C660/612-28/0.5/600/620，為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日本日立公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造的高效超超臨界汽輪機(jī)，該汽輪機(jī)為高效超超臨界、一次中間再熱、沖動(dòng)式、單軸、四缸四排汽、九級(jí)回?zé)帷纬槟健Ｓ捎陔娏κ袌龅男枰?60MW超超臨界機(jī)組也參與到啟停調(diào)峰中，停機(jī)滑參數(shù)時(shí)間過短，機(jī)組停止和啟動(dòng)時(shí)間相差時(shí)間短，汽溫的變化幅度較大，對(duì)于我廠超超臨界機(jī)組的鍋爐受熱面影響較大。

2 啟停調(diào)峰中的弊端分析

極熱態(tài)啟動(dòng)的主要特點(diǎn)是機(jī)組啟動(dòng)前金屬溫度非常高，高中壓缸內(nèi)壁溫度大于480℃，因此控制好主、再熱蒸汽溫度與汽機(jī)高、中壓內(nèi)缸金屬溫度相匹配是極熱態(tài)啟動(dòng)的關(guān)鍵，而且啟動(dòng)時(shí)間非常短。沖轉(zhuǎn)升速率設(shè)置為300r/min，不進(jìn)行暖機(jī)，沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)應(yīng)盡快進(jìn)行并使機(jī)組負(fù)荷帶至與高壓缸第一級(jí)內(nèi)上缸金屬溫度相對(duì)應(yīng)的負(fù)荷水平。由于機(jī)組啟停調(diào)峰，缸溫較高，導(dǎo)致沖轉(zhuǎn)時(shí)必須有足夠高蒸汽參數(shù)，這是機(jī)組停機(jī)不停爐的主要原因。但鍋爐長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，燃料和廠用電的消耗對(duì)節(jié)能降耗帶來很大的影響。同時(shí)停機(jī)滑參數(shù)時(shí)間過短，機(jī)組停止和啟動(dòng)時(shí)間相差4小時(shí)，汽溫的變化幅度較大，對(duì)于超超臨界機(jī)組的鍋爐受熱面影響較大，在過熱器和再熱器內(nèi)部易造成氧化皮的產(chǎn)生和剝落，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行產(chǎn)生了很大的影響。

3 停機(jī)不停爐啟停調(diào)峰主要參數(shù)對(duì)比

通過對(duì)660MW超超臨界機(jī)組啟停調(diào)峰的弊端分析，嘗試采用停機(jī)不停爐的運(yùn)行方式，并對(duì)各項(xiàng)重要參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.1 機(jī)組滑停至解列時(shí)汽溫及汽缸主要參數(shù)變化

在整個(gè)機(jī)組滑停過程中，為了達(dá)到控制較低缸溫，盡量采取低蒸汽參數(shù)運(yùn)行，主汽溫、再熱汽溫和高中壓缸內(nèi)壁溫降幅較大。高壓缸脹差變化較大，最大值到-4.1，同時(shí)也是限制降低汽溫和汽缸溫度的主要原因，其他主要參數(shù)如振動(dòng)，偏心、缸溫差和軸向位移控制較好，未發(fā)現(xiàn)異常波動(dòng)。

3.2 啟動(dòng)過程中汽溫及汽缸主要參數(shù)變化

機(jī)組選擇為中壓缸極熱態(tài)啟動(dòng)，沖轉(zhuǎn)時(shí)再熱蒸汽參數(shù)為517℃，中壓缸缸溫由498℃緩慢下降至497℃后緩慢回升。機(jī)組進(jìn)行缸切換時(shí)，高壓缸開始進(jìn)汽，主蒸汽溫度為535℃，高壓缸內(nèi)上壁溫由494.7℃下降至493.8℃后緩慢上升（藍(lán)線所示），紫線為上下缸壁溫差。高壓脹差在高壓缸進(jìn)汽后緩慢上升至正常。由于鍋爐未停止運(yùn)行，使得蒸汽參數(shù)選擇較為合適，中壓缸和高壓缸的壁溫未出現(xiàn)大幅度下降，避免極熱態(tài)啟動(dòng)對(duì)汽輪機(jī)壽命的影響。

4 啟停調(diào)峰運(yùn)行方式的優(yōu)化措施

（1）選擇合適的沖轉(zhuǎn)參數(shù)和切缸參數(shù)使之與高、中壓內(nèi)缸金屬溫度相匹配，減少機(jī)組極熱態(tài)啟停對(duì)汽輪機(jī)壽命的影響。采用停機(jī)不停爐的方式，保證了在機(jī)組解列后維持較高蒸汽參數(shù)。

（2）熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，軸封是受到熱沖擊最嚴(yán)重的部位之一。汽輪機(jī)軸封處的轉(zhuǎn)子溫度很高，一般只比高壓缸第一級(jí)內(nèi)壁溫低30-50℃，如果軸封溫度過低，會(huì)使轉(zhuǎn)子軸頸遇冷收縮而產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，使前幾級(jí)軸向間隙變小，嚴(yán)重時(shí)引起動(dòng)靜摩擦，投入主汽至軸封用汽，軸封溫度控制在370℃左右，低壓缸軸封溫度控制在121-177℃。

（3）嚴(yán)格控制停調(diào)峰過程中過、再熱蒸汽降溫速度在：<1-1.5℃/min，汽缸金屬溫降率：<1℃/min;主、再熱蒸汽溫差<28℃，平均能控制在10℃以內(nèi);主汽門室內(nèi)外壁金屬溫差<80℃;

5 結(jié)束語

停機(jī)不停爐的運(yùn)行方式解決了汽溫與缸溫的匹配難題，最大程度上緩解汽溫大幅度波動(dòng)，減少氧化皮的剝落。同時(shí)該運(yùn)行方式存在經(jīng)濟(jì)性較差的缺點(diǎn)，如何在啟停調(diào)峰中減小耗油、耗電和耗水將是下一步繼續(xù)總結(jié)和探索的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：張興龍（1985-），男，山東棗莊人，本科，工程師，熱機(jī)專工，主要從事集控運(yùn)行工作。