供熱機(jī)組高背壓技術(shù)改造分析

供熱機(jī)組高背壓技術(shù)改造分析李凱;王亞梅;張海峰;蔡磊;韋存?！菊繛榻档蜋C(jī)組冷源損失，介紹河北華電石家莊裕華熱電有限公司2號(hào)機(jī)組高背壓改造從低壓通流及軸瓦、凝汽器、給水泵汽輪機(jī)、熱網(wǎng)管道、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、化學(xué)精處理、冷卻水系統(tǒng)等方面分析改造方案和措施，由改造效果可知該技術(shù)改造可保證高背壓機(jī)組的安全運(yùn)行.【期刊名稱(chēng)】《河北電力技術(shù)》【年(卷)，期】2016(035)003【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P33-35)【關(guān)鍵詞】高背壓;供熱;機(jī)組改造;經(jīng)濟(jì)調(diào)整【作者】李凱;王亞梅;張海峰;蔡磊;韋存?！咀髡邌挝弧亢颖比A電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類(lèi)】TM621.4河北華電裕華熱電有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)〃裕華公司”)設(shè)計(jì)安裝2臺(tái)汽輪機(jī)，型號(hào)為亞臨界、一次中間再熱、凝汽式、雙抽供熱汽輪機(jī)，機(jī)組容量300MW，于2009年初投產(chǎn)，單機(jī)額定供熱抽汽流量為480t/h，2臺(tái)機(jī)組額定供熱能力為640MW。供熱能力由640MW提高到800MW，初步解決供熱能力不足的問(wèn)題。為了進(jìn)一步提高裕華公司供熱的安全可靠性，同時(shí)提高公司的經(jīng)濟(jì)效益，于2014年結(jié)合2號(hào)機(jī)組檢修，進(jìn)行了雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換循環(huán)水供熱改造，改造后2號(hào)機(jī)組凝汽器供熱工況下背壓升至45kPa，低壓缸排汽溫度升至78°C,凝汽器冷卻水采用熱網(wǎng)循環(huán)水，流量為13000t/h左右，經(jīng)過(guò)凝汽器加熱，熱網(wǎng)循環(huán)水溫度由48C提升至75C,供熱能力由640MW提高到800MW，初步解決供熱能力不足的問(wèn)題。2.1低壓缸雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換供熱期間使用動(dòng)靜葉片級(jí)數(shù)相對(duì)減少，效率較高的低壓轉(zhuǎn)子，機(jī)組高背壓運(yùn)行；非供熱期恢復(fù)至原純凝工況運(yùn)行，安全性較高。如果不換轉(zhuǎn)子效率下降很多，電熱比差，發(fā)電量少，排汽溫度上升很多，葉片容易產(chǎn)生顫振，影響機(jī)組安全運(yùn)行。2.2凝汽器改造適當(dāng)增大換熱面積以滿(mǎn)足高背壓條件下的換熱需求，同時(shí)解決凝汽器水室承壓、溫度升高造成管束與殼體膨脹不均勻以及與低壓缸之間的應(yīng)力過(guò)大的問(wèn)題。2.3給水泵汽輪機(jī)改造為能滿(mǎn)足純凝和高背壓2種工況下安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，進(jìn)行通流部分改造，更換全部高低壓噴嘴、調(diào)整汽門(mén)、轉(zhuǎn)子、隔板，增加排汽噴水減溫系統(tǒng)。2.4化學(xué)精處理改造由于凝結(jié)水溫度提高，更換適應(yīng)高溫的樹(shù)脂，提高配套設(shè)施的冗余量和耐高溫能力。2.5熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)改造滿(mǎn)足熱網(wǎng)改造后兩級(jí)加熱、流量、流速及管道膨脹要求。2.6循環(huán)開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)改造由于原有的循環(huán)水系統(tǒng)停止運(yùn)行，本機(jī)無(wú)法提供輔機(jī)設(shè)備所需的冷卻水源，需要從鄰機(jī)接引過(guò)來(lái)，為提高冷卻系統(tǒng)安全性，另增加一路備用冷卻水源。2.7軸加系統(tǒng)與凝結(jié)水系統(tǒng)改造保證采用熱網(wǎng)循環(huán)水回水作為冷卻水源后，大小機(jī)軸封供、回汽正常。從鄰機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)接引增加備用噴淋減溫水，防止超溫。2.8更改相應(yīng)熱工相關(guān)邏輯低壓缸排汽壓力高報(bào)警供熱期運(yùn)行時(shí)更改定值為50kPa。低壓缸排汽壓力高二報(bào)警供熱期運(yùn)行時(shí)更改定值為55kPa。低壓缸排汽壓力高三報(bào)警供熱期運(yùn)行時(shí)更改定值為60kPa。低壓缸排汽壓力供熱期運(yùn)行時(shí)更改定值為65kPa，汽輪機(jī)跳閘。低壓缸排汽溫度高報(bào)警供熱期運(yùn)行時(shí)更改定值為84°C。機(jī)組改造后運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。根據(jù)裕華公司以往供熱期機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，熱網(wǎng)供水溫度最低為72C，最高為94C,平均回水溫度為48C,有利于高背壓改造的安全性和經(jīng)濟(jì)性，凝汽器背壓設(shè)計(jì)45kPa,發(fā)電量最大可以達(dá)到270MW，在鍋爐蒸發(fā)量為980t/h情況下，2號(hào)機(jī)組發(fā)電煤耗降低到150g/kWh左右，熱耗達(dá)到3850kJ/kWh以下，排汽冷源損失降至為零。機(jī)組改造后典型工況的運(yùn)行方式：2號(hào)機(jī)組蒸發(fā)量980t/h、供熱抽汽為零，熱網(wǎng)水流量12500t/h、凝汽器循環(huán)水進(jìn)水溫度48C,出水溫度為75.7C,供熱量達(dá)到413.6MW，發(fā)電功率為272MW。此時(shí)當(dāng)1號(hào)機(jī)組供熱抽汽量為480t/h時(shí)，熱網(wǎng)供水溫度可達(dá)到98.4C,可以滿(mǎn)足較冷氣候條件下的供熱需求。當(dāng)天氣極冷時(shí)，2號(hào)機(jī)組通過(guò)增大供熱抽汽量，減少低壓缸的排汽量，同時(shí)配合減小熱網(wǎng)水流量的方法，提高熱網(wǎng)水溫度加大熱網(wǎng)供熱量。此時(shí)熱網(wǎng)水流量從12500t/h減小到9500t/h時(shí)，2號(hào)機(jī)組在鍋爐蒸發(fā)量不變的情況下，抽汽量為420t/h,凝汽器供熱量為195.56MW，供熱量會(huì)從413.6MW提高到480.7MW，增加67.1MW，出水溫度可達(dá)到103.2C，發(fā)電功率從272MW減少到205MW。當(dāng)1號(hào)機(jī)組抽汽480t/h時(shí)，此時(shí)供水溫度進(jìn)一步提高到130C,完全可以滿(mǎn)足極冷氣候條件對(duì)供熱的需求，總供熱負(fù)荷達(dá)到800MW。4改造后注意事項(xiàng)4.1設(shè)備啟停啟動(dòng)掛閘前確認(rèn)低壓缸噴水兩路全部開(kāi)啟（該公司低壓缸排汽處新增一路凝結(jié)水供水的低壓缸噴水）。更換轉(zhuǎn)子后，整個(gè)軸系臨界轉(zhuǎn)速可能有變化，注意監(jiān)視振動(dòng)、瓦溫；并網(wǎng)、帶負(fù)荷至正常期間注意事項(xiàng)：高背壓機(jī)組在掛閘、沖轉(zhuǎn)期間真空不應(yīng)高于20kPa，隨著機(jī)組電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機(jī)組凝汽器真空才會(huì)跟著逐漸降低，雖然真空數(shù)值不超限，但由于流量低也應(yīng)注意按防顫振軟件提示內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行調(diào)整；主蒸汽流量達(dá)到580t/h時(shí)方能投運(yùn)中壓缸抽汽供熱。4.2經(jīng)濟(jì)安全調(diào)整供熱初期及末期：2號(hào)機(jī)組高背壓運(yùn)行供熱，1號(hào)機(jī)組純凝運(yùn)行；隨著供熱量增大，2號(hào)機(jī)組高背壓運(yùn)行不能滿(mǎn)足熱網(wǎng)需求，1號(hào)機(jī)組熱網(wǎng)再投入抽汽；如果供熱不足需要增加供熱量（發(fā)電會(huì)減少，效益降低），可以適當(dāng)減少熱網(wǎng)循環(huán)水量，增加2號(hào)機(jī)組熱網(wǎng)抽汽量，以達(dá)到要求的供水溫度，達(dá)到增加供熱量的目的。2號(hào)機(jī)組按照以熱定電的原則，機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式高背壓運(yùn)行，正常運(yùn)行負(fù)荷在250-260MW，除供熱初末期外，基本滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況及回水溫度情況進(jìn)行調(diào)整，要有一定的預(yù)見(jiàn)性，盡量保持回水溫度不大于50°C,否則影響電負(fù)荷，降低經(jīng)濟(jì)效益。若1號(hào)機(jī)組故障停機(jī)時(shí)，2號(hào)機(jī)組及時(shí)投入熱網(wǎng)抽汽，保證單機(jī)運(yùn)行最大供熱量；可減少熱網(wǎng)循環(huán)水量（關(guān)小進(jìn)低壓缸進(jìn)汽調(diào)門(mén)），增大中壓缸排汽至熱網(wǎng)加熱器抽汽量。若2號(hào)機(jī)組故障停機(jī)時(shí)，維持凝汽器水側(cè)正常運(yùn)行，值長(zhǎng)及時(shí)聯(lián)系省調(diào)，1號(hào)機(jī)組帶最大抽汽量運(yùn)行，確保單機(jī)運(yùn)行最大供熱量；若2號(hào)機(jī)組凝汽器水側(cè)發(fā)生故障不能投入凝汽器水側(cè)，應(yīng)及時(shí)打開(kāi)循環(huán)水供熱總切換閥，回水通過(guò)5臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入2號(hào)機(jī)組、1號(hào)機(jī)組熱網(wǎng)加熱器，供水至熱網(wǎng)系統(tǒng)。4.3設(shè)備運(yùn)行必須保證外網(wǎng)有充足的換熱能力，充分體現(xiàn)高背壓供熱工況的經(jīng)濟(jì)效益；必須保證回水溫度可控，才能保證機(jī)組高背壓安全穩(wěn)定運(yùn)行。低壓缸在強(qiáng)擾動(dòng)氣流中長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。所以在運(yùn)行中進(jìn)行監(jiān)測(cè)盡量躲避機(jī)組進(jìn)入顫振工況，安裝防顫振軟件，在機(jī)組啟停、運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)督，保證低壓葉片的安全，低壓缸進(jìn)汽表壓力與真空關(guān)系見(jiàn)圖1。圖1變負(fù)荷動(dòng)應(yīng)力曲線(xiàn)調(diào)整熱網(wǎng)管網(wǎng)閥門(mén)操作時(shí)要緩慢操作，以保證供、回水壓力不出現(xiàn)大幅波動(dòng)，保證熱網(wǎng)循環(huán)水回水壓力不得低于0.25MPa，不得超過(guò)0.35MPa。真空泵由于壓差增大，抽氣量明顯增大，雖然溢流管道進(jìn)行加粗，但仍存在分離器水位高的現(xiàn)象，且由于持續(xù)溢流造成了少量熱量和工質(zhì)損失，需要進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改造。高背壓方式投入運(yùn)行后，隨著電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機(jī)組凝汽器真空也會(huì)跟著逐漸降低，應(yīng)注意在加負(fù)荷過(guò)程中，若出現(xiàn)〃背壓超限”報(bào)警應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)備用真空泵提高機(jī)組真空，必要時(shí)手動(dòng)開(kāi)大低壓缸噴水減溫調(diào)閥，控制低壓排汽溫度<79°C來(lái)保護(hù)汽輪機(jī)末級(jí)葉片安全。雙轉(zhuǎn)子雙背壓改造投資偏大，變工況時(shí)，溫度略有增加（85^左右），有的機(jī)組，本身抽汽量達(dá)不到要求的溫度，天氣極冷時(shí)仍需要其它機(jī)組抽汽提高供水溫度。每年需要例行更換低壓轉(zhuǎn)子2次（檢修工期每次約22天）。如果需要其他機(jī)組抽汽時(shí)，熱電比變差。5結(jié)束語(yǔ)在保證外網(wǎng)有充足的換熱能力，且保證外網(wǎng)回水溫度、壓力可控的前提下，可以保證高背壓機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)電煤耗降低到150g/kWh左右，熱耗達(dá)到3850kJ/kWh以下，排汽冷源損失降至為零，明顯提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性；總供熱負(fù)荷達(dá)到800MW，有效的提高了供熱能力。趙常興.汽輪機(jī)組技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].北京：水利電力出版社，2001.本文責(zé)任編輯：丁力ReformationAnalysisonHighBackPressureTechnologyofThermalPowerPlantLiKai,WangYamei,ZhangHaifeng,CaiLei,WeiCunhai(HebeiHuadianShijiazhuangYuhuaThermalPowerCo.Ltd.,Shijiazhuang,051430,China)Abstract:Forreducingunitcoldenergyloss,thispaperintroduceshighbackpressurereformationofNo.2UnitinHebeiHuadianShijiazhuangYuhuaThermalCompany,analyzesthereformationprojectandmeasuresfromlowpressureflow-throughandbearingbush,condenser,feed-waterturbine,heatsupplynetwork,lubricatingoilsystem,andsoon,thereformationresultknowsthatthisreformationcanensuresafeoperationofhighbackpressure.Keywords:highbackpressure;heat-supply;unitreformation;economicadjustment收稿日期：2016-03-12作者簡(jiǎn)介：李凱(1974-)，男，工程師，主要從事電廠檢修及管理工作。中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1001-9898(2016)03-0033-034.1設(shè)備啟停啟動(dòng)掛閘前確認(rèn)低壓缸噴水兩路全部開(kāi)啟（該公司低壓缸排汽處新增一路凝結(jié)水供水的低壓缸噴水）。更換轉(zhuǎn)子后，整個(gè)軸系臨界轉(zhuǎn)速可能有變化，注意監(jiān)視振動(dòng)、瓦溫；并網(wǎng)、帶負(fù)荷至正常期間注意事項(xiàng)：高背壓機(jī)組在掛閘、沖轉(zhuǎn)期間真空不應(yīng)高于20kPa，隨著機(jī)組電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機(jī)組凝汽器真空才會(huì)跟著逐漸降低，雖然真空數(shù)值不超限，但由于流量低也應(yīng)注意按防顫振軟件提示內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行調(diào)整；主蒸汽流量達(dá)到580t/h時(shí)方能投運(yùn)中壓缸抽汽供熱。4.2經(jīng)濟(jì)安全調(diào)整供熱初期及末期：2號(hào)機(jī)組高背壓運(yùn)行供熱，1號(hào)機(jī)組純凝運(yùn)行；隨著供熱量增大，2號(hào)機(jī)組高背壓運(yùn)行不能滿(mǎn)足熱網(wǎng)需求，1號(hào)機(jī)組熱網(wǎng)再投入抽汽；如果供熱不足需要增加供熱量（發(fā)電會(huì)減少，效益降低），可以適當(dāng)減少熱網(wǎng)循環(huán)水量，增加2號(hào)機(jī)組熱網(wǎng)抽汽量，以達(dá)到要求的供水溫度，達(dá)到增加供熱量的目的。2號(hào)機(jī)組按照以熱定電的原則，機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式高背壓運(yùn)行，正常運(yùn)行負(fù)荷在250-260MW，除供熱初末期外，基本滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況及回水溫度情況進(jìn)行調(diào)整，要有一定的預(yù)見(jiàn)性，盡量保持回水溫度不大于50°C,否則影響電負(fù)荷，降低經(jīng)濟(jì)效益。若1號(hào)機(jī)組故障停機(jī)時(shí)，2號(hào)機(jī)組及時(shí)投入熱網(wǎng)抽汽，保證單機(jī)運(yùn)行最大供熱量；可減少熱網(wǎng)循環(huán)水量（關(guān)小進(jìn)低壓缸進(jìn)汽調(diào)門(mén)），增大中壓缸排汽至熱網(wǎng)加熱器抽汽量。若2號(hào)機(jī)組故障停機(jī)時(shí)，維持凝汽器水側(cè)正常運(yùn)行，值長(zhǎng)及時(shí)聯(lián)系省調(diào)，1號(hào)機(jī)組帶最大抽汽量運(yùn)行，確保單機(jī)運(yùn)行最大供熱量；若2號(hào)機(jī)組凝汽器水側(cè)發(fā)生故障不能投入凝汽器水側(cè)，應(yīng)及時(shí)打開(kāi)循環(huán)水供熱總切換閥，回水通過(guò)5臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入2號(hào)機(jī)組、1號(hào)機(jī)組熱網(wǎng)加熱器，供水至熱網(wǎng)系統(tǒng)。4.3設(shè)備運(yùn)行必須保證外網(wǎng)有充足的換熱能力，充分體現(xiàn)高背壓供熱工況的經(jīng)濟(jì)效益；必須保證回水溫度可控，才能保證機(jī)組高背壓安全穩(wěn)定運(yùn)行。低壓缸在強(qiáng)擾動(dòng)氣流中長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。所以在運(yùn)行中進(jìn)行監(jiān)測(cè)盡量躲避機(jī)組進(jìn)入顫振工況，安裝防顫振軟件，在機(jī)組啟停、運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)督，保證低壓葉片的安全，低壓缸進(jìn)汽表壓力與真空關(guān)系見(jiàn)圖1。調(diào)整熱網(wǎng)管網(wǎng)閥門(mén)操作時(shí)要緩慢操作，以保證供、回水壓力不出現(xiàn)大幅波動(dòng)，保證熱網(wǎng)循環(huán)水回水壓力不得低于0.25MPa，不得超過(guò)0.35MPa。真空泵由于壓差增大，抽氣量明顯增大，雖然溢流管道進(jìn)行加粗，但仍存在分離器水位高的現(xiàn)象，且由于持續(xù)溢流造成了少量熱量和工質(zhì)損失，需要進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改造。高背壓方式投入運(yùn)行后，隨著電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機(jī)組凝汽器真空也會(huì)跟著逐漸降低，應(yīng)注意在加負(fù)荷過(guò)程中，若出現(xiàn)〃背壓超限”報(bào)警應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)備用真空泵提高機(jī)組真空，必要時(shí)手動(dòng)開(kāi)大低壓缸噴水