9FA燃氣-蒸汽聯合循環機組余熱鍋爐保溫保壓能力提升

杭州華電半山發電有限公司 奚凌峰

某公司燃機二期輔汽自供至2020年投運以來，機組停機后保溫保壓的能力一直較一期機組弱，一期機組保溫保壓至軸封自供參數合格階段有6～7h，二期機組僅僅有4h，日開夜停的二期機組幾乎沒有投用輔汽自供的可能，只能運用啟動鍋爐提供輔助蒸汽才能開機，造成了較大的經濟損失。針對該情況，通過每日開停機試驗，對二期機組輔汽自供操作手法、關聯設備缺陷、歷史運行經驗進行分析，確定了操作手法優化、設備缺陷整改兩項重點工作。

1 操作對輔汽自供滿足時間的影響

經分析，自二期輔汽自供實施以來，存在輔汽母管暖管疏水時間逐步增加、軸封汽進入后溫度上升達標較慢、軸封汽溫度易急跌等現象存在，造成自投失敗或時間條件滿足不夠。以上問題通過人員操作調整進行優化。通過安排多次試驗，發現部分可以改進的地方。在實施操作后，機組輔汽滿足時間有較大提升。

1.1 操作改進

1.1.1 縮短軸封汽投入至開機條件滿足時間

汽機熱態開機前投用軸封汽參數的要求，一般是滿足高于軸封段及高中壓末級葉片處汽缸溫度，有50℃的過熱度，并沒有對投用軸封汽時間的硬性要求。主要根據高壓缸差脹的大小決定投用時間，負向較大可以投用時間較長，否則較短。針對二期各機組的熱態缸溫，進行投軸封時間試驗，發現機組在較短的投用時間對啟機安全性沒有任何影響，不會造成開機振動或別的異常。從表1中看出投入軸封汽時間在15～60min，熱態開機的振動情況與高壓差脹情況都正常。

表1 縮短軸封投用時間機組振動情況記錄

因此，開機時要求運行人員縮短軸封投入時間，在軸封汽壓力、溫度參數達標的情況下，根據高壓差脹和缸溫，及時START 開機，此部分時間15～20min，較以前可減少30min。提高了輔汽自供利用的保壓裕度。

1.1.2 縮短輔助蒸汽母管暖管時間

啟動爐供輔汽時暖管：停機后開啟給泵房內輔汽母管隔離閥MS315前后疏水閥；開啟廠房內下透平輔汽管MOV6605疏水閥、軸封調節閥前啟動疏水MOV6607（或加開連續疏水）、全開至凝汽器除氧閥，以及軸封調節閥后安全門下的手動疏水閥；啟機前輔汽暖管至軸封調節閥前，至就地排污箱無大量水為止；當至除氧管溫度測點大于160℃以上且穩定，略關小軸封調節閥后安全門下的手動疏水閥，開啟軸封調節閥通軸封汽，檢查輔汽頁面上高壓軸封連續疏水測溫點在100℃以上，軸封調節閥后安全門不冒水，就不會積水沖擊。

輔汽自供時暖管：停機后開啟廠房下透平輔汽管MOV6605疏水閥、軸封調節閥前啟動疏水MOV6607（或加開連續疏水）、全開至凝汽器除氧閥、軸封調節閥后安全門下的手動疏水閥；暖管程序先開啟中過出口集箱疏水MOV5108，2～3min后關閉（不要常開）。開啟中透平處中過疏水閥MOV6608以及其旁路閥，待此處輔汽溫度與中過出口汽溫接近且無波動后，關小或關閉疏水閥MOV6608；開啟中旁至輔汽閥MOV6602，調整PCV6601，其后溫度逐漸上升到175℃以上，當至除氧管溫度測點大于160℃以上且穩定，關小或關閉至除氧管閥。開啟軸封調節閥，關小軸封調節閥前啟動疏水MOV6607、軸封調節閥后安全門下的手動疏水閥，直至全關，減少余汽耗汽量。檢查輔汽頁面上高壓軸封連續疏水測溫點在100℃以上。

1.2 注意點

開啟軸封調節閥后安全門下的手動疏水閥，保證進入汽機軸封段的水及時疏出，不使軸封汽溫度突降；軸封汽送入汽機后，檢查輔汽頁面上高壓軸封連續疏水測溫點在100℃以上；至就地疏水鐵箱檢查無明顯水流，可將機房內所有疏水閥關閉，減少損失。

中過進出口集箱疏水閥MOV5104常開對提高暖管溫度效果不大，反而影響中壓汽包保壓，建議不開。中過出口集箱疏水閥MOV5108位于爐頂，對自供暖管疏水影響較大，但僅僅用于開啟幾分鐘，疏盡爐頂剩水。中壓蒸汽管道至機組輔助蒸汽母管的最低點在中透平，應保持該處疏水閥MOV6608的開啟，才能迅速將暖管溫度提高。目前，#7號機的MOV6608全開后通流量較小，建議增開其旁路無壓回水。

廠房下透平輔汽管MOV6605疏水閥，至凝汽器除氧疏水閥位于機組輔汽管最低部，停機后建議全開，疏盡停機后的積水。經過試驗，輔汽自供暖管階段時間從以前的40～50min 下降到5～20min。投軸封到滿足開機條件一般15～20min，同時要求運行人員在抽真空時就進水，可以減少大量等待時間。試驗結果，輔助蒸汽暖管及投軸封滿足開機的時間優化后可達20～40min，節約50～70min。也就是說靠操作方法優化機組保溫能力提升約50～70min。

2 影響保溫保壓時間的設備因素

2.1 現狀分析

對燃機二期機組停機后保溫包壓能力進行試驗，采取的手段是分別在停機后關閉爐側電動閥、關閉煙道擋板、關閉高壓給水管道系統閥門、關閉給泵倒暖閥、關閉高壓旁路閥等，同時通過PI 比較各機組停機后煙道溫度、高中壓汽包壓力的下降程度尋找漏點。試驗發現機組保壓能力#9機組較好，#9＞#7＞#8機組。各項影響因素中，高壓給水管道停役后倒漏至低壓系統對保溫保壓能力影響最大，高壓給水管道倒漏＞提前關閉高壓旁路電動閥＞爐側電動主汽門微漏＞煙道擋板＞高壓汽水系統閥門漏。

2.2 煙道擋板對二期機組保壓能力的影響

燃機二期機組煙道擋板在機組停役以后關閉，早上開機前打開作為保壓手段之一。由于二期煙道結構與一期不一樣，停機后煙道高壓蒸發器模塊處煙溫較一期下降速率快，達到12～15℃（一期煙道此處溫降速率達3～5℃）；停機后二期機組煙道中壓蒸發器處煙溫下降與一期機組一樣，較為緩慢。從1個月的試驗看，關閉煙道擋板對機組煙溫下降速率減少影響不大。主要原因是透平葉輪、壓氣機葉片、IGV 開度27°、煙道受熱面密集布置使通流拔風效應差異不明顯，另外試驗期間對各機組的煙道外墻點溫槍檢查，除#7爐頂棚細裂紋和膨脹節細裂紋外，無較大旁通漏點。

通過試驗對照，#9機停機后關煙道擋板，高壓蒸發器處煙溫下降速率13℃/h，#7號機停機后未關煙道擋板，高壓蒸發器處煙溫下降速率15℃/h，#9機組關閉擋板后煙道煙溫下降速度與不關的#7號機一樣，但#9號機的保壓能力達6h 以上，說明煙道擋板的關閉狀態不是重要因素。

2.3 高壓旁路電動閥對二期機組保壓能力的影響

停機過程中高壓旁路的關閉時機對熄火后高壓汽包最高壓力、高壓汽包壓力維持高壓力的時間、投軸封前的保壓時間有較大的影響。經過試驗，發現停機過程中降速至1500rpm 前關閉高壓旁路，可以大幅提升熄火后高壓汽包最高壓力，對于#9機組壓力可達10MPa。如發現壓力升高較多，可開啟主汽管疏水降壓，防止汽包安全門動作。

圖1 #9機停機過程1500rpm 關閉高壓旁路后高壓汽包壓力變化情況

2.4 高壓汽水系統閥門漏對二期機組保壓能力的影響

經過排查，#7爐高壓主汽疏水閥7GV5001、#7爐高壓汽包緊急放水電動閥7MOV5002、#7爐高壓過熱器2疏水電動閥7MOV5006、#7爐再熱減溫器出口疏水閥7MOV5113有中度泄漏，#8爐中壓汽包安全門內漏至消音器較大，#9爐中壓汽包安全門法蘭面外漏，#7、#8爐高壓汽包至中壓補汽電動閥微漏。這些閥門的漏點對保溫保壓影響中等。

2.5 聯合主汽門門桿漏氣對二期機組保壓能力的影響

燃機二期聯合主汽門在停機后的門桿漏汽相較一期的大，但從技術部門了解閥門結構尺寸正常，二期漏氣量為設計值。所以，在試驗中安排每日停機解列后馬上關閉爐側電動主汽門，根據試驗數據，關閉該閥以及配合高旁閥關閉，#7號機高壓汽包最高壓力上升到9.8MPa。

2.6 高壓給水管道倒漏對二期機組保壓能力的影響

高壓給水管道閥門停機后存在泄漏是一個較大因素。#9機組在停機以后關閉爐側主汽門、高旁電動門后，保壓情況良好，高壓汽包壓力停機6h 后最高達6.0MPa，低壓汽包壓力維持較低0.3MPa。說明沒有高壓汽通過高壓給水泵系統導入低壓汽包。同時，停機停給泵，關閉高壓主給水電動閥、給水調閥、給泵出口電動閥進行保壓操作，#9機組高壓給水母管壓力0.234MPa，高壓省煤器入口水壓7.07MPa，說明#9機組整個高壓給水系統電動閥和逆止閥嚴密補漏，對高壓保壓有較大正面影響。

#7、#8號機組高壓給水系統閥門泄漏嚴重，停機關閉高壓主給水電動閥、給水調閥、給泵出口電動閥后高壓蒸汽通過給泵最小流量閥泄至低壓汽包。某日#8機停機后低壓汽包壓力上升到0.6MPa，低壓汽包安全門動作兩次。#7機停機后低壓汽包壓力上升到0.62MPa，低壓汽包安全門動作三次。關閉主給水電動門后，給水母管壓力和給泵出口壓力隨之一起下降。判斷#7、#8機組高壓主給水電動閥、給水調閥、給泵出口電動閥、給泵最小流量閥、給水逆止閥泄漏嚴重。

2.7 設備整改情況

對于排查出的泄漏閥門，以及泄漏嚴重的#7、#8機的高壓主給水電動閥、給水逆止閥，及時聯系檢修部門在日常消缺中進行整改消缺，大幅減少了設備缺陷對于保溫保壓能力的影響。

3 項目成效成果

保溫保壓能力提升情況。通過操作手法優化及設備缺陷整改兩項措施同步開展后，項目成果明顯，二期機組的輔汽自率得到大幅提高，通過迎峰度夏期間機組保溫保壓統計，二期機組輔汽自供保溫保壓時間達6～7h，與一期機組相當。

輔汽自供提升情況。統計了自項目實施1年來的二期輔汽自供情況。期間，二期機組共開機401次，輔汽自供總次數182次。查詢歷史數據，自輔汽自供改造完成后，二期3臺機組原輔汽自供率分別為#7機15.9%，#8機2.17%，#9機11.4%，自本項目實施后的對比數據見表2。自本項目實施后，二期#7、#8、#9機輔汽自供率分別提升了30.72%，34.74%，44.37%。

表2 機組輔汽自供統計

經濟效益。經過前期測算數據，利用啟動鍋爐供輔汽，機組熱態啟動爐平均每次耗氣約0.26萬m3/次，耗用廠用電約314kWh/次，化補水約45t/次。按當年度公司天然氣價均價3.61元/m3，電價均價763.77元/MWh，化補水22元/t 計算，項目實施后當年度二期共減少啟動鍋爐啟動125臺次，共計節省費用152.2萬元。