650MW超临界机组启动加热系统优化
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作者:申磊
摘 要：机组启动加热系统对于机组启动过程的控制有着重要的作用，但因系统布置方式不合理，在系统投用时易出现管道振动、参数调节难度大等一系列问题。针对厂内供热系统布置方式及运行情况，考虑充分利用供热系统富裕容量，对高加进汽采用两级降压方式，缩短启动加热系统管道长度，进行启动加热系统改造，提高系统运行安全性及操作便利性。
关键词：机组供热 启动加热系统 管道振动 系统改造 操作方式
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（a）-0104-02
1 概述
我公司的汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机，通流改造后型号为：CLN650-24.2/566/566，最大连续出力为660MW， 额定出力650 MW。
供热系统从1号机、2号机及3号机冷再抽汽母管各接出一根DN250蒸汽管道经减压后并入至DN450蒸汽管道，再从DN450蒸汽管道接出一根DN250 蒸汽管道至污泥掺烧项目，DN450蒸汽管道主管敷设至厂围墙外并入滨江热力供热蒸汽联箱。电厂650MW 机组运行方式为单元制，供热时 1号机组、2号机组及 3号机组互为备用。
供热系统减压阀前蒸汽管线参数为：操作参数：P=2.0～5.03MPa（G），T=300℃～330℃，设计参数： P=5.1MPa（G），T=350℃，减压阀后蒸汽管线参数为：操作参数：P=1.6～2.0MPa（G），T=300℃～330℃。单台机组最大流量为70t/h，供热母管供热总量最大值为210t/h。
2 启动加热系统介绍及改造方案
三台机间设置启动加热的联络母管，即从每台机组二段抽汽止回阀后接出并形成联络母管，互为加热热源，加热启动机组的2号高压加热器，可以将给水温度提高至210℃左右，2号高加疏水通过调节阀组疏水至3号高加正常疏水调节阀前。启动加热供汽管设计容量150t/h。
现场实际使用过程中，三台机组联系在一起，系统母管上布置疏水点较少（仅2个），母管较长，且各机组供加热母管供汽使用电动门进行节流降压，对蒸汽量的控制效果较差，在系统投用初期，导致管道振动严重。另外2号机启动时使用启动加热时，1号机或3号机管道必然存在一段管段蒸汽不流通出现积水情况，更加加剧了管道的振动，对安全运行产生不利影响。三台机组冷再管道通过加热母管串在一起，某台机组停运时增加了一套系统公用系统，需进行系统隔离，增加了一个风险点。3台机组启动加热蒸汽管道设计为双向流动介质，因此机组于启动加热母管间不能装设逆止阀，操作中由于临机二抽压力高，导致在投用时阀门前后差压较大不便于操作，并且操作不当时易造成2号高加本体压力高，大量蒸汽进入3号高加或除氧器而引起超压。3台机组凝结水至除氧器入口管道之间的联络，因管道较长，水温130℃左右，初期使用临机为启动机组除氧器供水时需限制流量，节流的阀门后因无压力出现由水变汽的情况，导致管道振动。且进行补水时临机补水量较大，不利于运行机组的正常运行，启动机组使用除氧器加热也可将水温升高至150℃左右，建议此管路取消，减少系统故障点。
系统改造方案：取消原启动加热母管，单台机组启动加热蒸汽均在供热母管上进行接引;供热管道至本机组启动加热管道上布置逆止阀;将启动加热系统电动阀改为调阀;取消机组间凝结水系统联络管道。
此种方式优点如下：供热系统运行稳定，压力和温度参数恒定，投用启动加热时不受临机负荷变化影响，便于启动加热汽量及压力控制;取消启动加热管道，机组启动阶段2号高加供汽管道长度大大减短，更加便于系统暖管投用，系统暖管期间，只需要进行供热管道至启动加热手动阀之间的管道暖管，（此处加温度测点），高加汽侧投入时使用调阀缓慢进行暖管及暖投高加操作，系统操作方式简单，不受临机影响且降低了投运阶段管道振动的风险，同时系统简化;供热管道蒸汽压力相比冷再压力大大降低，便于系统阀门操作。2号高加投入时使用本机启动加热调阀按照系统投运参数控制要求，对供热系统来汽再次进行降压调节及供汽流量调节，降低了投运阶段3号高加及除氧器超压的风险[1]。
3 改造前系统运行方式
机组启动阶段使用本系统，因暖管期间除进行供汽管道暖管外，高加本体及二抽管道均需进行暖管，因此待机组真空建立后进行系统暖管操作，具体操作为：开启待启动机组2号高加事故疏水电动阀和气动阀、开启启动加热母管疏水阀、开启待启动机组二抽电动阀后疏水，微开待启动机组启动加热手动阀及电动阀。选择一台运行机组做为启动加热供汽机组，微开本机组至启动加热母管供汽手动阀及电动阀，进行系统暖管。锅炉上水使用除氧器加热，高加通水后逐步开大辅汽至除氧器进汽调阀，缓慢提高给水温度，使高加系统和锅炉水冷壁系统温度缓慢上升，因锅炉点火至建立蒸汽流量阶段，锅炉水质合格无系统排水，锅炉无需进行上水，2号高加无系统换热需求，此时启动加热系统不必投运，待锅炉蒸发量大于50t/h，锅炉有上水需求时开大启动机组和供汽机组启动加热手动阀及调阀，2号高加进汽，一般控制2号高加进汽压力1.2～1.7MPa之间，控制高加水侧温升不大于70℃。由于未设置调阀，使用电动阀进行调节时蒸汽量控制不精准，高加温升控制难度较大。当2号高加进汽压力稳定后，将2号高加启动加热系统疏水阀开启，将高加疏水切换至除氧器，建立2号高加汽侧水位，提高换热效果[2]。
4 改造后系统运行方式
各台机组启动加热系统汽源均改至供热母管后，取消启动加热母管，各台机2号高加启动期间的加热汽源管道长度大大缩短，减小了管道振动的风险。且汽源压力稳定便于调节控制，操作方法为（以1号机投入为例）：
检查1号机凝汽器真空建立，确认1号机供热管至辅汽联箱阀组关闭;1号机供热管至2号高加加热阀组关闭，阀组前疏水开启;1号机供热管至小机备用汽源阀组关闭，两台小机高压供汽电动阀前疏水开启，小机高压汽源逆止阀前疏水开启。系统具备暖管条件后，缓慢开启供热母管至系统供汽手动总阀，进行管道暖管，检查供热至2号高加供汽手动阀前温度暖至200℃以上，系统暖管结束。检查2号高加具备投入加热条件，开启供热至2号高加供汽手动阀，通过调阀控制系统进汽量，通过2号高加供汽管前压力和温度测点及高加温升控制高加进汽量。高加投入正常，系统稳定后，将2号高加疏水由事故疏水切换至疏水至除氧器。
机组并网切缸后，高加系统投入正常后，本套加热系统退出，关闭2号高加相应的供汽阀组及系统供汽手动总阀，开启系统疏水，待系统无压力显示时（参照2号高加进汽手动阀前压力测点），关闭系统疏水，系统停运结束。
5 结语
启动加热系统对于机组启动期间的耗材控制、机组启动参数控制方面均有重要的作用，系统布置方式进行改造后，从系统运行安全性、运行操作便利性、参數控制的精准性方面均会有较大幅度提升，对于生产现场的操作是有利的。
参考文献
[1] 黄军军，周杰.汉川电厂Ⅲ期临机加热系统分析[J].能源与环境，2011（6）：30-31.
[2] 牛利权.邻机加热系统在超临界机组的应用[J].华电技术，2015（8）：56-58.
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