淺談660MW超超臨界燃煤機組低壓旁路閥頻繁內(nèi)漏處理方法

王福君

【摘? 要】汽輪機旁路系統(tǒng)是與汽輪機并聯(lián)的蒸汽減溫減壓系統(tǒng)，主要由旁路蒸汽管道、閥門、控制系統(tǒng)及執(zhí)行機構(gòu)組成，其作用是將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽不經(jīng)過汽輪機而引到下一級壓力和溫度的蒸汽管道或直接引入凝汽器。文章介紹了660MW超超臨界火電機組中低壓旁路閥內(nèi)漏問題的處理方法。

【關(guān)鍵詞】低壓旁路閥;頻繁內(nèi)漏;處理方法

燃煤發(fā)電機組熱力系統(tǒng)閥門內(nèi)漏，看似一個極為簡單問題，實際上它比外漏造成的后果更為嚴重。外漏的現(xiàn)象較明顯且對機組補水率有一定的影響，人們往往比較重視，而內(nèi)漏由于對機組的補水率影響不大且不易發(fā)現(xiàn)卻常常被忽視，實際上汽水系統(tǒng)有的閥門尤其是低壓旁路閥內(nèi)漏對機組經(jīng)濟性影響十分明顯，還威脅著凝結(jié)器的安全運行。

本機組汽輪機為哈爾濱輪機廠融合西屋，東芝，三菱技術(shù)進行自主設(shè)計、生產(chǎn)的N660-28/600/620間接空冷汽輪機。汽輪機型式：超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、中低壓缸雙流、表面式間接空冷凝汽式機組。

1概述

超超臨界火電機組一般采用高壓旁路和低壓旁路二級串聯(lián)的系統(tǒng)裝置，旁路系統(tǒng)的作用是協(xié)調(diào)汽輪機與鍋爐之間的運行，除回收工質(zhì)、消除噪聲、保護再熱器的安全運行外，還可使機組在冷態(tài)、熱態(tài)、滑壓和定壓等各種不同方式下啟動;在電網(wǎng)或機組故障時，旁路系統(tǒng)起保護作用，使機組快速甩負荷，并在短時間內(nèi)低負荷運行，帶廠用電。為了保持中壓缸進汽壓力穩(wěn)定，也需要低壓旁路閥經(jīng)常參與開關(guān)調(diào)節(jié)，多次動作沖刷后關(guān)閉不嚴致內(nèi)漏頻繁，經(jīng)多次檢修后始終無法徹底解決重新啟機后的低旁閥內(nèi)漏問題。

通過對低壓旁路閥解體檢查，發(fā)現(xiàn)閥芯、閥座密封面有缺口、麻點、溝槽等，經(jīng)堆焊研磨后裝復(fù)，機組開機運行后又發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏，經(jīng)過多次反復(fù)解體檢修，每次機組啟動后又內(nèi)漏，且每次解體發(fā)現(xiàn)閥座與閥芯的密封面損壞原因均是由于雜質(zhì)、異物等金屬硬物卡澀所致，堆焊研磨治標不治本。

2鍋爐概述

鍋爐本體是北京巴布科克·威爾科克斯有限公司設(shè)計、制造的超超臨界變壓運行本生直流SWUP（SpiralWoundUP）鍋爐，鍋爐為螺旋爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、前后墻對沖燃燒方式、Π型鍋爐、緊身封閉布置燃煤鍋爐;爐膛寬度21962.7mm，深度15935.7mm，爐膛總高度為66000mm。

省煤器為單級非沸騰式，位于尾部豎井前后煙道下部低煙溫區(qū)，前后煙道各有兩組與煙氣成逆流順列布置;爐膛水冷壁采用焊接膜式壁，由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁兩種不同的結(jié)構(gòu)組成，兩者間由過渡水冷壁和混合集箱轉(zhuǎn)換連接。

啟動系統(tǒng)采用兩個啟動分離器和一個貯水箱，鍋爐啟動過程中和低負荷運行時，啟動分離器進行有效的汽水分離，鍋爐30%B-MCR負荷以下起固定蒸發(fā)點、汽水分離作用，使給水、汽溫、燃料調(diào)節(jié)相對獨立;鍋爐30%B-MCR負荷以上呈干態(tài)運行，并不從系統(tǒng)中切除，只作為流通元件，鍋爐啟動系統(tǒng)為帶啟動循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)。

燃燒系統(tǒng)配有30只B&W公司研制的低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，分三層前、后墻對沖布置;最上層煤粉燃燒器上方，前后墻各布置1層燃燼風(fēng)口，每層布置7只，共14只燃燼風(fēng)口;A、F層煤粉燃燒器共配有10支等離子點火器，用于點火和助燃，實現(xiàn)無油點火。

3低旁壓力控制解決方案探索

3.1鍋爐啟動階段的操作

（1）最小開度控制：鍋爐點火時，開始產(chǎn)生蒸汽，低壓旁路閥門保持關(guān)閉（最小開度），直至再熱蒸汽壓力達至Pmin（0.2MPa）時，控制模式就轉(zhuǎn)變?yōu)樯龎耗Ｊ?

（2）升壓控制模式：隨著燃燒的增強，蒸汽流量的增加，再熱蒸汽壓力根據(jù)冷態(tài)啟動曲線、溫態(tài)啟動曲線、熱態(tài)啟動曲線定義的速率不斷增加，直至達至最終啟動壓力，壓力設(shè)定值按照冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)啟動曲線的速率增加，直至汽機沖轉(zhuǎn)目標值P，操作模式將轉(zhuǎn)變?yōu)槎▔嚎刂颇Ｊ剑?/p>

冷態(tài)升壓率：0.016MPa/min

溫態(tài)升壓率：0.034MPa/min

熱態(tài)升壓率：0.067MPa/min

P：1.4MPa（冷態(tài)）、1.4MPa（熱態(tài)）

（3）定壓控制模式：控制再熱蒸汽壓力為P，汽機進行掛閘、升速、并網(wǎng)、帶負荷。隨著汽機組進汽，旁路閥門將相應(yīng)的關(guān)閉。當?shù)蛪号月烽y門關(guān)閉，當檢測至“發(fā)電機并網(wǎng)”信號時，操作模式轉(zhuǎn)換至滑壓模式;

（4）滑壓控制模式：蒸汽壓力根據(jù)鍋爐的負荷滑動，設(shè)定值按一定速率跟蹤實際壓力。除非蒸汽壓力發(fā)生特殊擾動，旁路閥門應(yīng)維持關(guān)閉位置。此時的設(shè)定值為再熱蒸汽壓力加上△P（0.5MPa），如果由于蒸汽壓力增長較快并超過設(shè)定值，旁路閥門將開啟。此時轉(zhuǎn)為定壓控制，設(shè)定值的變化率為零，直至旁路閥門關(guān)閉。低旁壓力設(shè)定值的上限為P（5.5MPa）。表1滑壓模式下壓力設(shè)定值變化率曲線：

3.2低旁停爐階段的操作

（1）減負荷控制

停爐指令由操作員發(fā)出或由APS順控來;隨著燃燒減弱，蒸汽量減少，再熱蒸汽壓力及設(shè)定值根據(jù)鍋爐的負荷逐漸降低;設(shè)定值為實際的再熱蒸汽壓力與△P之和，因此低旁閥始終保持關(guān)閉，操作方式仍為滑壓控制模式。當蒸汽的產(chǎn)生量>蒸汽的消耗量，壓力就上升;升壓率dP/dt>0.016MPa/min，操作模式將切換至定壓控制模式。

（2）低旁停機控制

汽機打閘停機后，蒸汽不再流經(jīng)汽機，旁路閥門將相應(yīng)開啟;閥門處于定壓控制模式下。

鍋爐滅火：當爐膛滅火時，操作模式切換至滑壓控制模式;目標設(shè)定值為實際的再熱蒸汽壓力。因此低旁閥門始終保持關(guān)閉。

鍋爐的重新啟動：鍋爐重新點火，蒸汽發(fā)生器開始產(chǎn)生蒸汽。這個流程與鍋爐冷態(tài)啟動時所描述的操作是一致的。

（3）低旁快速功能

低旁快開：當高旁閥快速開啟時，聯(lián)鎖低壓旁路閥快速開啟;在快開的過程中，壓力設(shè)定值跟蹤實際的過程量，控制器的輸出跟蹤實際位置;快開功能在所有低旁閥達至預(yù)定的位置時停止，或從最初發(fā)出低旁快開指令后6s鐘停止;快開功能在所有低旁閥達至預(yù)定位置再減去10%時停止。

低旁快關(guān)：為了防止凝汽器超溫、超壓、滿水位，低旁閥快速關(guān)閉能起至保護凝汽器的作用;當出現(xiàn)機組背壓低、凝汽器溫度高、凝汽器水位高、減溫水壓力低任一情況時，低旁快關(guān)，當?shù)团蚤y達至關(guān)閉位置，或者初始快關(guān)命令發(fā)出6s后，快關(guān)停止;在快關(guān)的過程中，蒸汽壓力設(shè)定值跟蹤實際壓力，控制器輸出跟蹤閥門實際位置;操作員要改變設(shè)定值，可以將LOC/REM切換至就地位置，輸入所需的壓力值。

3.3低旁溫度控制

（1）減溫水閥門開度控制：通過控制減溫水閥門的開度，調(diào)節(jié)減溫水流量，來控制低旁出口蒸汽溫度;操作員可根據(jù)實際需要，設(shè)定一個減溫后的蒸汽溫度值;減溫水閥門開度的設(shè)定值是通過低旁蒸汽閥的開度、蒸汽閥前后蒸汽的焓值、減溫水的焓值以及減溫水閥門的特性曲線計算得至的;在低旁蒸汽閥快速動作時，減溫水閥門被聯(lián)鎖也快速動作。

（2）減溫水截止閥控制：低旁蒸汽閥離開關(guān)閉位置后，將聯(lián)鎖開啟減溫水隔離閥;低旁蒸汽閥達至全關(guān)位置后，減溫水隔離閥將延時15s關(guān)閉;減溫水隔離閥也可以根據(jù)操作員的指令開關(guān);低旁蒸汽閥開啟：位置反饋>3%;低旁蒸汽閥關(guān)閉：位置反饋<2.5%。

結(jié)語

為防范于未然，視情況每次開停機時，利用低旁全開對再熱器進行吹掃，逐步減少和消除蒸汽殘留硬物;做好汽水品質(zhì)監(jiān)督管理，確保汽水品質(zhì)合格，鍋爐受熱面更換后，應(yīng)嚴格按照標準吹掃，盡可能防止蒸汽系統(tǒng)新增雜物。

（作者單位：神華國華寧東發(fā)電有限責(zé)任公司）