650MW超臨界機組啟動加熱系統優化

申磊

摘? ?要：機組啟動加熱系統對于機組啟動過程的控制有著重要的作用，但因系統布置方式不合理，在系統投用時易出現管道振動、參數調節難度大等一系列問題。針對廠內供熱系統布置方式及運行情況，考慮充分利用供熱系統富裕容量，對高加進汽采用兩級降壓方式，縮短啟動加熱系統管道長度，進行啟動加熱系統改造，提高系統運行安全性及操作便利性。

關鍵詞：機組供熱? 啟動加熱系統? 管道振動? 系統改造? 操作方式

中圖分類號：TM62? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（a）-0104-02

1? 概述

我公司的汽輪機為東方汽輪機廠引進日立技術生產制造的超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機，通流改造后型號為：CLN650-24.2/566/566，最大連續出力為660MW， 額定出力650 MW。

供熱系統從1號機、2號機及3號機冷再抽汽母管各接出一根DN250蒸汽管道經減壓后并入至DN450蒸汽管道，再從DN450蒸汽管道接出一根DN250 蒸汽管道至污泥摻燒項目，DN450蒸汽管道主管敷設至廠圍墻外并入濱江熱力供熱蒸汽聯箱。電廠650MW 機組運行方式為單元制，供熱時 1號機組、2號機組及 3號機組互為備用。

供熱系統減壓閥前蒸汽管線參數為：操作參數：P=2.0～5.03MPa（G），T=300℃～330℃，設計參數： P=5.1MPa（G），T=350℃，減壓閥后蒸汽管線參數為：操作參數：P=1.6～2.0MPa（G），T=300℃～330℃。單臺機組最大流量為70t/h，供熱母管供熱總量最大值為210t/h。

2? 啟動加熱系統介紹及改造方案

三臺機間設置啟動加熱的聯絡母管，即從每臺機組二段抽汽止回閥后接出并形成聯絡母管，互為加熱熱源，加熱啟動機組的2號高壓加熱器，可以將給水溫度提高至210℃左右，2號高加疏水通過調節閥組疏水至3號高加正常疏水調節閥前。啟動加熱供汽管設計容量150t/h。

現場實際使用過程中，三臺機組聯系在一起，系統母管上布置疏水點較少（僅2個），母管較長，且各機組供加熱母管供汽使用電動門進行節流降壓，對蒸汽量的控制效果較差，在系統投用初期，導致管道振動嚴重。另外2號機啟動時使用啟動加熱時，1號機或3號機管道必然存在一段管段蒸汽不流通出現積水情況，更加加劇了管道的振動，對安全運行產生不利影響。三臺機組冷再管道通過加熱母管串在一起，某臺機組停運時增加了一套系統公用系統，需進行系統隔離，增加了一個風險點。3臺機組啟動加熱蒸汽管道設計為雙向流動介質，因此機組于啟動加熱母管間不能裝設逆止閥，操作中由于臨機二抽壓力高，導致在投用時閥門前后差壓較大不便于操作，并且操作不當時易造成2號高加本體壓力高，大量蒸汽進入3號高加或除氧器而引起超壓。3臺機組凝結水至除氧器入口管道之間的聯絡，因管道較長，水溫130℃左右，初期使用臨機為啟動機組除氧器供水時需限制流量，節流的閥門后因無壓力出現由水變汽的情況，導致管道振動。且進行補水時臨機補水量較大，不利于運行機組的正常運行，啟動機組使用除氧器加熱也可將水溫升高至150℃左右，建議此管路取消，減少系統故障點。

系統改造方案：取消原啟動加熱母管，單臺機組啟動加熱蒸汽均在供熱母管上進行接引;供熱管道至本機組啟動加熱管道上布置逆止閥;將啟動加熱系統電動閥改為調閥;取消機組間凝結水系統聯絡管道。

此種方式優點如下：供熱系統運行穩定，壓力和溫度參數恒定，投用啟動加熱時不受臨機負荷變化影響，便于啟動加熱汽量及壓力控制;取消啟動加熱管道，機組啟動階段2號高加供汽管道長度大大減短，更加便于系統暖管投用，系統暖管期間，只需要進行供熱管道至啟動加熱手動閥之間的管道暖管，（此處加溫度測點），高加汽側投入時使用調閥緩慢進行暖管及暖投高加操作，系統操作方式簡單，不受臨機影響且降低了投運階段管道振動的風險，同時系統簡化;供熱管道蒸汽壓力相比冷再壓力大大降低，便于系統閥門操作。2號高加投入時使用本機啟動加熱調閥按照系統投運參數控制要求，對供熱系統來汽再次進行降壓調節及供汽流量調節，降低了投運階段3號高加及除氧器超壓的風險[1]。

3? 改造前系統運行方式

機組啟動階段使用本系統，因暖管期間除進行供汽管道暖管外，高加本體及二抽管道均需進行暖管，因此待機組真空建立后進行系統暖管操作，具體操作為：開啟待啟動機組2號高加事故疏水電動閥和氣動閥、開啟啟動加熱母管疏水閥、開啟待啟動機組二抽電動閥后疏水，微開待啟動機組啟動加熱手動閥及電動閥。選擇一臺運行機組做為啟動加熱供汽機組，微開本機組至啟動加熱母管供汽手動閥及電動閥，進行系統暖管。鍋爐上水使用除氧器加熱，高加通水后逐步開大輔汽至除氧器進汽調閥，緩慢提高給水溫度，使高加系統和鍋爐水冷壁系統溫度緩慢上升，因鍋爐點火至建立蒸汽流量階段，鍋爐水質合格無系統排水，鍋爐無需進行上水，2號高加無系統換熱需求，此時啟動加熱系統不必投運，待鍋爐蒸發量大于50t/h，鍋爐有上水需求時開大啟動機組和供汽機組啟動加熱手動閥及調閥，2號高加進汽，一般控制2號高加進汽壓力1.2～1.7MPa之間，控制高加水側溫升不大于70℃。由于未設置調閥，使用電動閥進行調節時蒸汽量控制不精準，高加溫升控制難度較大。當2號高加進汽壓力穩定后，將2號高加啟動加熱系統疏水閥開啟，將高加疏水切換至除氧器，建立2號高加汽側水位，提高換熱效果[2]。

4? 改造后系統運行方式

各臺機組啟動加熱系統汽源均改至供熱母管后，取消啟動加熱母管，各臺機2號高加啟動期間的加熱汽源管道長度大大縮短，減小了管道振動的風險。且汽源壓力穩定便于調節控制，操作方法為（以1號機投入為例）：

檢查1號機凝汽器真空建立，確認1號機供熱管至輔汽聯箱閥組關閉;1號機供熱管至2號高加加熱閥組關閉，閥組前疏水開啟;1號機供熱管至小機備用汽源閥組關閉，兩臺小機高壓供汽電動閥前疏水開啟，小機高壓汽源逆止閥前疏水開啟。系統具備暖管條件后，緩慢開啟供熱母管至系統供汽手動總閥，進行管道暖管，檢查供熱至2號高加供汽手動閥前溫度暖至200℃以上，系統暖管結束。檢查2號高加具備投入加熱條件，開啟供熱至2號高加供汽手動閥，通過調閥控制系統進汽量，通過2號高加供汽管前壓力和溫度測點及高加溫升控制高加進汽量。高加投入正常，系統穩定后，將2號高加疏水由事故疏水切換至疏水至除氧器。

機組并網切缸后，高加系統投入正常后，本套加熱系統退出，關閉2號高加相應的供汽閥組及系統供汽手動總閥，開啟系統疏水，待系統無壓力顯示時（參照2號高加進汽手動閥前壓力測點），關閉系統疏水，系統停運結束。

5? 結語

啟動加熱系統對于機組啟動期間的耗材控制、機組啟動參數控制方面均有重要的作用，系統布置方式進行改造后，從系統運行安全性、運行操作便利性、參數控制的精準性方面均會有較大幅度提升，對于生產現場的操作是有利的。

參考文獻

[1] 黃軍軍，周杰.漢川電廠Ⅲ期臨機加熱系統分析[J].能源與環境，2011（6）：30-31.

[2] 牛利權.鄰機加熱系統在超臨界機組的應用[J].華電技術，2015（8）：56-58.