660MW機組給水泵汽輪機汽源優(yōu)化分析

Summary：浙能蘭溪發(fā)電有限責任公司660MW機組給水泵汽輪機汽源分為四抽、輔汽兩路，正常運行中負荷變化時存在汽源切換問題，影響主設備安全，同時輔汽汽源經(jīng)冷再節(jié)流后提供，導致熱耗損失較大。本文針對給水泵汽輪機汽源進行優(yōu)化實施，在確保安全性的基礎上進一步提高機組的經(jīng)濟性?！綤eys】小機汽源輔汽優(yōu)化引言浙能蘭溪電廠給水泵汽輪機（小機）為東方汽輪機廠生產(chǎn)的G9.6-1.104凝汽式汽輪機，該轉子包括調節(jié)級在內共7級葉輪，所有葉輪為等厚截面葉輪。進汽分高低壓兩路，高壓進汽由主汽提供，低壓進汽由四抽提供，低壓汽源和高壓汽源之間采用自動內切換的方式，另外在低壓進汽管路上又接入了一路調試用汽，由輔汽供。經(jīng)過系統(tǒng)改造，蘭溪電廠四臺機組的小機高壓汽源已全部取消。小機的汽源在機組正常運行時分別由四抽和高溫輔汽兩路提供。輔汽系統(tǒng)介紹單元制機組均設置輔汽系統(tǒng)。輔汽系統(tǒng)作為機組和全廠的公用汽系統(tǒng)，向有關輔助設備和系統(tǒng)提供輔助蒸汽，以滿足機組啟動、正常運行、加減負荷、甩負荷和停機等各種運行工況的要求。輔汽系統(tǒng)主要包括：輔汽聯(lián)箱（分高溫輔汽聯(lián)箱、低溫輔汽聯(lián)箱）、供汽汽源、用汽支管、減溫減壓裝置、疏水裝置及其連接管道和閥門等。其中高溫輔汽聯(lián)箱是其核心部件，設計壓力為0.5-1.0MPa，設計溫度為320℃-370℃。正常運行中存在的問題小機輔汽汽源經(jīng)濟性不佳當機組負荷低于400MW，輔汽系統(tǒng)切入小機供汽，影響機組經(jīng)濟性。蘭電輔汽母管的壓力設定值為0.8MPa，從四抽的運行參數(shù)可以看出，機組負荷400MW左右四抽壓力與輔汽壓力基本一致，機組負荷繼續(xù)下降的話，四抽壓力低于輔汽壓力，小機的進汽汽源由四抽供汽逐漸切至輔汽供汽，而輔汽本身是由冷再節(jié)流供汽，相當于通過冷再這路高品質汽源節(jié)流后對小機供汽，從而影響機組的經(jīng)濟性。小機輔汽汽源安全性不佳此外，機組負荷較高時，由于高溫輔汽用戶少，高溫輔汽母管內蒸汽流動不充分，容易造成輔汽母管內蒸汽溫度低，特別是#1、#4機組因處于兩端流動性差而更為明顯。當負荷降低，四抽壓力低于輔汽壓力后，小機用汽將切至輔汽供，這種低溫的汽源將對小機的安全運行造成極大威脅。在機組負荷高負荷階段，一直存在高溫輔汽母管溫度偏低的現(xiàn)象，在環(huán)境溫度低時，各臺機組的高溫輔汽溫度都偏低，雖然其溫度值高于輔汽壓力對應的飽和溫度，但是跟小機四抽的進汽溫度相差很大（小機四抽進汽溫度一般在360℃-380℃之間）。當機組負荷降低時，小機汽源切換至輔汽供后，由于輔汽聯(lián)箱溫度偏低，小機進汽管道可能出現(xiàn)水擊，同時蒸汽帶水也對小機葉片的安全構成威脅。解決措施前期試驗及具體實施進行四抽儀用氣失去對小機出力影響摸底試驗，試驗表明運行中四抽逆止閥儀用氣失氣情況下會造成逆止閥關小，但是不會完全關閉，可以保證汽泵組的正常運行供汽。切換前狀態(tài)：機組負荷設定為240MW，A、B汽泵再循環(huán)開度維持在66%、71%。將小機用汽由輔汽供切至四抽供，關閉高溫輔汽聯(lián)箱至A、B小機用汽隔離閥，小機由四抽單獨供汽。此時檢查兩臺小機振動無異常變化，各軸承溫度、回油溫度均正常。切換前后，小機運行參數(shù)穩(wěn)定，進汽過熱度明顯提高，做功能力變強。汽源優(yōu)化后小機運行正常，排汽溫度升高15/11℃,低壓主汽閥開度變大6%左右，均屬正常范圍內變化。但是輔汽母管由于失去大用戶，溫度會緩慢降至180℃的飽和溫度，此時需加強輔汽系統(tǒng)的疏水，保證可靠備用。小機輔汽汽源隔離操作步驟機組運行穩(wěn)定，負荷在450MW～500MW之間，全廠輔汽母管聯(lián)通運行，壓力設定值0.65MPa，各輔汽聯(lián)箱溫度大于250℃。檢查A、B小機四抽汽源投入運行正常。檢查高溫輔汽聯(lián)箱至小機用汽管道疏水器前、后隔離閥處于開啟狀態(tài)。緩慢關閉高溫輔汽聯(lián)箱至A小機用汽隔離閥，檢查A汽泵流量穩(wěn)定，總給水流量穩(wěn)定。待高溫輔汽聯(lián)箱至A小機用汽隔離閥全關后，全面檢查A小機調門開度、振動、流量穩(wěn)定。按上述方法隔離B小機輔汽汽源。小機汽源保持四抽供汽狀態(tài)，機組按正常方式運行24小時。在此期間，檢查各臺機組輔汽母管壓力穩(wěn)定，若輔汽母管溫度低于250℃應開啟疏水器旁路閥進行疏水。運行機組的小機輔汽汽源全部隔離后，檢查各臺機組輔汽母管壓力穩(wěn)定。在隔離最后一臺機組小機輔汽汽源時，注意全廠輔汽母管壓力穩(wěn)定。若輔汽母管溫度低于250℃應開啟疏水器旁路閥進行疏水。小機輔汽汽源隔離運行期間注意事項四抽逆止閥活動性試驗正常執(zhí)行。密切關注輔汽母管壓力、溫度的變化，特別注意溫度的下降趨勢，通過加強疏水控制溫度在250℃以上，若疏水閥全開仍無法提高溫度，可微開該機組冷再至輔汽供汽調閥，通過通流方式疏水、提高輔汽溫度。各機組的兩臺小機應同路汽源供汽，不允許一臺小機四抽、一臺小機輔汽供汽的方式長期運行。進行小機汽源切換時，應檢查四抽、輔汽壓力偏差小于0.2MPa，同時管路疏水充分，溫度高于300℃。小機輔汽汽源隔離后，保持高溫輔汽聯(lián)箱至小機隔離總閥開啟狀態(tài)，高溫輔汽聯(lián)箱至A、B小機用汽隔離閥關閉狀態(tài)，開啟高溫輔汽聯(lián)箱至A、B小機用汽管道疏水器前后隔離閥，保證輔汽汽源可靠備用。機組負荷低于240MW時，注意兩臺小機低壓主汽閥開度，如低壓主汽閥開度大于60%，則可適當關小汽泵再循環(huán)調節(jié)閥進行調節(jié)。效益評估經(jīng)濟性小機汽源優(yōu)化實施后，由浙江省浙能技術研究院出具的試驗報告：在50%THA工況處，小機汽源為冷再蒸汽時熱耗率為8040.69kJ/kW·h，汽源為四抽時熱耗率為8005.63kJ/kW·h，減少約35.06kJ/kW·h，折合節(jié)省標煤約1.3g/kW·h，按年發(fā)電量100億千瓦時計算，負荷率在50%以下的時間按一半計。因此機組全年可以節(jié)約標煤通過以下公式計算可得：1.3×10-6×4×1010×0.5=26000t小機汽源切換后，年節(jié)能量達26000噸標準煤。按每噸標煤800元/噸計，年可節(jié)約資金在2000萬元左右，節(jié)能效果非?？捎^。安全性小機汽源優(yōu)化后，輔汽汽源隔離，四抽單供小機用汽，這樣輔汽溫度偏低問題及各機組負荷差別較大時全廠輔汽竄供引起的壓力波動對小機正常運行毫無影響，上述安全隱患得到消除。結論小機汽源優(yōu)化通過實際試驗得到機組可安全、穩(wěn)定運行的最高及最低負荷限值，為單臺機組滿出力運行及深度調峰作技術支持。同時創(chuàng)新機組啟停及各負荷段小機汽源運行的科學組合方式，根據(jù)試驗研究小機運行能耗特性，結合單、雙路汽源能耗損失及小機汽源切換臨界時間，作為小機汽源優(yōu)化的依據(jù)。通過小機汽源適應性優(yōu)化，提高機組運行的經(jīng)濟性及安全性。根據(jù)機組低負荷安全性試驗研究結果，以小機運行穩(wěn)定性作為約束條件，在30%~100%升降負荷過程中，兩臺小機及給水泵均能能安全穩(wěn)定運行。本項目由小機汽源優(yōu)化試驗，通過單臺機組小機不同汽源供汽熱耗率比對，得出汽源由四抽單供后的熱耗率明顯低于之前的四抽、輔汽汽源同供。22%～30%超低負荷運行時，經(jīng)實際試驗，四抽汽源可以維持兩臺小機用汽，從而適應深度調峰的需求。本項目研究成果在浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責任公司4臺超臨界660MW機組上得到了具體應用，指導機組經(jīng)濟運行，為