660MW超超臨界機組帶給水旁路調(diào)頻抽汽回熱系統(tǒng)簡介

高家權(quán)

摘 ?要：660MW超超臨界二次再熱機組采用十級抽汽回熱系統(tǒng)，高加系統(tǒng)應用了高加調(diào)頻控制。介紹了抽汽回熱系統(tǒng)的主要構(gòu)成，分析了高加調(diào)頻技術(shù)。

關鍵詞：二次再熱;抽汽回熱;給水旁路;調(diào)頻

Abstract：the 660MW ultra supercritical secondary reheating unit adopts ten stage extraction steam regenerative system，and the high-pressure heater system applies frequency modulation control of high-pressure heater. This paper introduces the main structure of extraction steam regenerative system，and analyzes the frequency modulation technology of high pressure heater.

Key words：secondary reheating;extraction heat recovery;water supply bypass;frequency modulation

一、抽汽回熱系統(tǒng)的構(gòu)成與分布

1.抽汽回熱系統(tǒng)由4臺高壓加熱器及2號、4號高加外置蒸汽冷卻器，5臺低壓加熱器，1臺除氧器和1臺疏水冷卻器組成。

2.4臺高加和2臺外置蒸汽冷卻器設置一個大旁路，6號低加為單獨旁路，7號、#8低加設旁路，9號、10號低加及低加疏水冷卻器設旁路。高加正常疏水為逐級自流至除氧器，6號、7號低加正常疏水逐級自流至#8低加，#8低加正常疏水經(jīng)疏水泵升壓后打入#8低加出口凝水管道，9號、10號低加正常疏水分別經(jīng)低加疏水冷卻器流至凝汽器。

3.除了正常疏水外，各級高壓加熱器和6、7、8號低壓加熱器還設有危急疏水管路，當發(fā)生下述任何一種情況時，開啟有關加熱器事故疏水閥，將疏水直接排入凝汽器疏水立管經(jīng)擴容釋壓后排入凝汽器。除9、10號低加外，每個加熱器的疏水管路上均設有正常及危急疏水調(diào)節(jié)閥，根據(jù)人為設定水位自動控制加熱器正常水位。危急疏水管道上的調(diào)節(jié)閥受加熱器高水位信號控制。每個調(diào)節(jié)閥前后均裝有隔離閥。

4.每臺加熱器（包括除氧器）均設有啟動排氣和連續(xù)排氣，以排除加熱器中的不凝結(jié)氣體，其中連續(xù)排氣管路中設有節(jié)流孔板。所有高壓加熱器的汽側(cè)啟動和連續(xù)排氣均接至除氧器。低壓加熱器汽側(cè)的啟動排氣和連續(xù)排氣均單獨接至4號凝器立管然后排至高壓凝汽器中。所有加熱器的水側(cè)放氣都排大氣。除氧器的連續(xù)排氣和啟動排氣均排入大氣。連續(xù)排氣均設有節(jié)流孔板，其容量按能通過0.5%加熱器最大加熱流量選取。

5.該廠高加為臥式、表面式加熱器，主要由三部分組成：

5.1過熱蒸汽冷卻段：利用加熱蒸汽的過熱度的降低，釋放熱量來加熱給水。在該加熱器中，加熱蒸汽不允許被冷卻到飽和溫度，因為在達到該飽和溫度時，管外壁會形成水膜，使加熱器的過熱度因水膜吸附而消失，能量得不到利用，在此段的蒸汽都保留有剩余的過熱度被加熱水的出口溫度接近或略超過加熱蒸汽壓力下的飽和溫度。

5.2凝結(jié)段：加熱蒸汽在此段中為凝結(jié)放熱，其出口的凝結(jié)水溫是加熱蒸汽壓力下的飽和溫度，因此被加熱水的出口溫度，低于該飽和溫度

5.3疏水冷卻段：設置該段冷卻器的作用，是使凝結(jié)段來的疏水進一步冷卻，進入凝結(jié)段前的被加熱水溫得到提高，其結(jié)果一方面使本級抽汽量有所減少，另一方面，由于流入下一級加熱器的疏水溫度降低，從而降低本級疏水對下一級抽汽的排擠，提高了系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性。加熱器設置疏水冷卻段不但能提高經(jīng)濟性，而且對系統(tǒng)的安全運行也有好處。因為原來的疏水是飽和水，在流向下一級壓力較低的加熱器時，必須經(jīng)過節(jié)流減壓，而飽和水一經(jīng)節(jié)流減壓，就會產(chǎn)生蒸汽而形成兩相流動，這將對管道和下一級加熱器產(chǎn)生沖擊、引發(fā)振動等不良后果。經(jīng)冷卻后的疏水是欠飽和水，這樣在節(jié)流過程中產(chǎn)生的兩相流動的可能性就大大地減小。疏水冷卻段是一種水-水熱交換器，該段加熱器出口的疏水溫度，低于加熱蒸汽壓力下的飽和溫度。

5.4高加三通閥介紹：660MW汽輪機高壓加熱器進口和出口處使用的是高加聯(lián)成閥，當高壓加熱器發(fā)生故障時，水位超過允許水位，緊急切換給水到旁路，保證高壓加熱器安全解列，從而起到防止汽輪機水沖擊和保護高壓加熱器的作用。

二、給水旁路調(diào)頻：

1、隨著特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的建設，受端電網(wǎng)低頻故障風險加劇叫根據(jù)歷次直流閉鎖后區(qū)域內(nèi)火力發(fā)電機組的一次調(diào)頻動作情況分析和統(tǒng)調(diào) 機組一次調(diào)頻摸底試驗結(jié)果顯示，超（超）臨界機組 正常運行下的一次調(diào)頻平均能力不足2%Pe/min。目前大型燃煤機組多為超（超）臨界機組，全程滑壓運行，主汽調(diào)門開度大，蓄熱能力和利用率較低。直接有效的提升一次調(diào)頻效果的方法是降低 主汽調(diào)節(jié)閥開度，用經(jīng)濟性置換機組調(diào)頻能力;上汽-西門子汽輪機組采用補汽閥的方式獲得額外功率，但在實際運行時補汽閥易引起高壓缸的軸 系振動加劇;部分機組采用凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻也該 技術(shù)受限于其低壓加熱器金屬材料、抽汽品質(zhì)、除氧器蓄熱能力及除氧器水位波動，調(diào)頻特性并不理想。

2、高加抽汽調(diào)頻技術(shù)

高加抽汽調(diào)頻技術(shù)其本質(zhì)是通過排擠高壓加熱器的抽汽，快速增加汽輪機通流量，達到機組負荷短時間內(nèi)的快速提升，減少抽汽量導致的給 水溫度的下降，通過鍋爐省煤器完成能量補充，提升了鍋爐的換熱效率。高加抽汽量與機組負荷成正比，高加抽汽調(diào)節(jié)是有效的負荷激勵手段，主要有以下幾種實現(xiàn)方式：

（1）設置可快速調(diào)節(jié)流量的給水旁路，通過 分配流經(jīng)主路的給水流量，來排擠高加抽汽。

（2）設置可快速調(diào)節(jié)的抽汽調(diào)節(jié)閥，改變抽 汽閥開度控制抽汽量。

該方式在部分具備0號高加（對應宿遷電廠1號高加）的回熱系統(tǒng)中有設計。高壓回熱系統(tǒng)設置可調(diào)節(jié)給水旁路和1級可調(diào)節(jié)回熱抽汽閥，系統(tǒng)從4號高加出口設置給水小旁路至1號高加出口，其旁路流量約為主給水管道的25%，旁路管道上設置汽動調(diào)節(jié)閥，用于控制流經(jīng)高加主路的給水流量。

調(diào)頻旁路開度設置為：轉(zhuǎn)速偏差5轉(zhuǎn)開始開啟，最大偏差達到11轉(zhuǎn)時，調(diào)頻閥全開;對應的調(diào)頻負荷為最大26.4MW。