減溫減壓器（RTP）運行中漏量大的處理方案

曲超,李麗麗,黃顯保,田修權,蔣傳軍

（1鞍鋼股份有限公司2遼寧科技大學,遼寧鞍山114001）

熱電

減溫減壓器（RTP）運行中漏量大的處理方案

曲超1,李麗麗2,黃顯保1,田修權1,蔣傳軍1

（1鞍鋼股份有限公司2遼寧科技大學,遼寧鞍山114001）

鞍鋼股份能源管控中心汽機作業(yè)區(qū)一期前置背壓式發(fā)電機組減溫減壓器（RTP）在運行熱備過程中，發(fā)生漏量大導致高品位能源損失、發(fā)電量減少的故障，經(jīng)過精確的熱力計算找到問題存在的基礎數(shù)據(jù)，并對減溫減壓器（RTP）的減溫水系統(tǒng)進行改造，改造后機組發(fā)電量每小時提高2564 kW。并進一步發(fā)展和完善了減溫減壓器（RTP）小流量調節(jié)技術。

減溫減壓器；減溫水；小流量調節(jié)

1 引言

減溫減壓器（RTP）是將具有較高參數(shù)的蒸汽的壓力和溫度降至所需要數(shù)值的設備。在發(fā)電廠中主要作為廠用蒸汽的來源，將降壓后的蒸汽用于加熱重油，或作除氧器的備用汽源；在單元式機組中還常用它構成旁路系統(tǒng)。在熱電廠中，它不僅可以用來作為調節(jié)抽汽機組或背壓機組向外界供熱的備用汽源，而且也能對外界熱用戶供熱[1]。在單元制前置背壓式發(fā)電機組的熱力系統(tǒng)中，減溫減壓器作為發(fā)電廠背壓發(fā)電機組的旁路系統(tǒng)，對高溫高壓鍋爐來說至關重要。鞍鋼能源管控中心汽機作業(yè)區(qū)的兩套高溫高壓鍋爐和前置背壓式發(fā)電機組都是采用單元制機組，高溫高壓蒸汽通過前置背壓式發(fā)電機組發(fā)電后，排汽并入廠內的中壓蒸汽管網(wǎng)供其他熱用戶使用。減溫減壓器作為單元式機組的旁路系統(tǒng)平時處于熱備用狀態(tài)，當背壓發(fā)電機組事故停機時，鍋爐產生的9.8 MPa、535℃的高溫高壓蒸汽通過減溫減壓器經(jīng)減溫減壓后并入中壓蒸汽管網(wǎng)，供中壓發(fā)電機組發(fā)電和汽動鼓風機組給高爐供風。

2 問題提出

如圖1所示為鞍鋼能源管控中心汽機作業(yè)區(qū)的一期前置背壓式發(fā)電機組熱力系統(tǒng)。25 MW的前置背壓式汽輪機發(fā)電機組[3]，設計額定進汽量440 t/h，配備兩臺高溫高壓減溫減壓器(RTP)，型號為8.83/ 535-3.2/410。在兩臺220 t/h高溫高壓鍋爐運行中汽輪機旁路系統(tǒng)的減溫減壓器(RTP)必須處于熱備用狀態(tài)，以保證汽輪機故障停機時鍋爐產生的高溫高壓蒸汽瞬間由旁路送出，確保鍋爐安全不超壓。但是實際生產運行中受生產條件制約，當前置背壓式發(fā)電機組停機檢修并且鍋爐受外網(wǎng)煤氣壓力和流量限制導致低負荷運行時，產生的高溫高壓蒸汽只能經(jīng)減溫減壓器減溫減壓后送入中壓蒸汽管網(wǎng)，此時減溫減壓器只能處于小流量調節(jié)范圍，16.5 MPa、158℃的高壓減溫水頻繁沖刷調節(jié)門，長時間的沖刷造成減溫減壓器(RTP)熱備狀態(tài)時減溫水調節(jié)門關不嚴有漏量，并且減溫減壓器(RTP)的減溫水調節(jié)設計為全流量時的調節(jié)裝置，這樣就造成鍋爐小負荷時減溫減壓器出口蒸汽溫度無法滿足中壓蒸汽管網(wǎng)參數(shù)的要求，每臺減溫減壓器(RTP)蒸汽最小流量超過20 t/h才能保證中壓蒸汽管網(wǎng)的參數(shù)要求。

圖1 一期前置背壓式發(fā)電機組熱力系統(tǒng)

此時要想保證中壓蒸汽管網(wǎng)的參數(shù)要求，一是減溫減壓器解列不備用，將減溫水調節(jié)門前后的截止閥關閉，但隨之而來的問題是一旦前置背壓式發(fā)電機組事故停機，減溫減壓器作為該系統(tǒng)的旁路不能馬上投入運行，高溫高壓鍋爐瞬間壓力急劇升高，存在鍋爐超壓的危險，造成惡性生產事故，后果不可想象；二是減溫減壓器保持備用狀態(tài)，近40 t/h高品位蒸汽不能進入背壓發(fā)電機組發(fā)電，只能經(jīng)過減溫減壓器變成低品位蒸汽而造成能源浪費，給安全生產和節(jié)能降耗工作帶來巨大影響。

此問題一直沒有得到很好的解決，經(jīng)常造成中壓蒸汽管網(wǎng)汽溫下降與前置背壓式發(fā)電機組無法達到額定負荷。

3 解決方案

要想解決該問題：第一必須對該系統(tǒng)進行精確的計算，找到該問題存在的最基本的數(shù)據(jù)。

第二必須對鍋爐、汽輪機、高壓給水系統(tǒng)有充分的理解。

根據(jù)計算：

(1)物質平衡[1]：Qm+Qm,W=Qm,RTP+ψQm,W

(2)熱平衡[1]：

Qm×h+Qm,W×hw=Qm,RTP×hRTP+ψ×Qm,W×hRTPS

式中ψ—RTP中未蒸發(fā)的水量占噴水量的比例，一般取0.3～0.35；

Qm—進入RTP的蒸汽量

Qm,W—所需減溫水量

h—減溫減壓前蒸汽的比焓，kJ/kg;

hw—噴水的比焓，kJ/kg;

hRTP—減溫減壓后蒸汽的比焓，kJ/kg;

hRTPS—減溫減壓后的飽和水的比焓，kJ/kg;

Qm,RTP—減溫減壓后蒸汽的流量，kg/h;

查表得：h=3486.073kJ/kg、hw=685 kJ/kg、hRTP= 3272.22 kJ/kg、hRTPS=677 kJ/kg

代入兩平衡式得方程組：

Qm,RTP=20000+0.7Qm,W

2000×3486.073+Qm,W×685=Qm,RTP×3272.22+0.3× 677×Qm,W

解方程組得：Qm,W=2365 kg/h=2.365 t/h

根據(jù)熱力計算結果和熱力系統(tǒng)整體的特性，并考慮以后生產運行中減壓閥小流量調節(jié)的要求，在減溫水原調節(jié)閥旁路系統(tǒng)中增設流量為5 t/h的減溫水小流量調節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)在小流量情況下的調節(jié)，避免了高參數(shù)減溫水對調節(jié)門的沖刷。既滿足減壓閥的熱備用，又實現(xiàn)前置背壓式汽輪發(fā)電機組多發(fā)電的節(jié)能措施，并可保證前置背壓發(fā)電機組停機后鍋爐低負荷情況下減壓閥后排汽參數(shù)滿足中壓蒸汽管網(wǎng)的要求。改造前后系統(tǒng)分別見圖2、圖3。

圖2 改造前系統(tǒng)

圖3 改造后系統(tǒng)

4 效益

經(jīng)改造后兩臺減壓閥可節(jié)約40 t/h的蒸汽量，這樣前置背壓機組每小時就可多進蒸汽40 t，按汽耗率15.6 kg/kWh計算,每小時可多發(fā)電2564 kW。按年平均運行4000 h、按0.5元kWh計算，年創(chuàng)效益：4000h× 2564kW×0.5元/kWh=512.8萬元

5 結論

5.1 通過對該系統(tǒng)精確的熱力計算找到問題存在的基礎數(shù)據(jù)，并對減溫減壓器（RTP）的減溫水系統(tǒng)進行改造，增設旁路小流量調節(jié)系統(tǒng)，而且取得了良好的效果。

5.2 以上工作進一步發(fā)展和完善減溫減壓器（RTP）小流量調節(jié)技術,同時也為同類減溫減壓器的優(yōu)化設計、合理運行提供技術指導。

[1]王國清，汽輪機設備運行，北京，中國電力出版社，2005，P513-514

Treatment M easures for Excessive Leakage in RTP Operation

Qu Chao1,Li Lili2,Huang Xianbao1,Tian Xiuquan1,Jiang Chuanjun1
(1.Anshan Iron and Steel Co.,Ltd.;2.University of Science and Technology Liaoning,Anshan,Liaoning 114001,China)

Excessive steam leakage during hot standby of the temperature and pressure reducers(RTP)in the BP Turbo-generator unit at the energy management and control center of AnSteel caused high-grade energy loss and reduction of power generation.Basic data of the problem was obtained through accurate thermodynamic calculation,based on which the desuperheating water system in the RTP was modified.Results showed that electricity generation has increased by 2564 kW each hour.Low-flow control technique of the RTP has been also further developed and improved since then.

temperature and pressure reducers(RTP);desuperheating water;low-flow control technique.

TK37

B

1006-6764（2015）02-0024-03

2014-12-06

曲超（1981-），男，工程碩士，熱能動力主管工程師，現(xiàn)從事鋼鐵冶金企業(yè)的節(jié)能管理工作。