某350 MW超臨界機(jī)組低壓缸零出力運(yùn)行分析

劉文達(dá)

(吉林電力股份有限公司長(zhǎng)春熱電分公司，長(zhǎng)春 130607)

低壓缸零出力供熱技術(shù)是指通過(guò)少量的設(shè)備改造，主要包括中低壓連通管改造、低壓缸冷卻蒸汽改造、低壓缸噴水系統(tǒng)改造、熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)改造、熱控測(cè)點(diǎn)改造及系統(tǒng)組態(tài)邏輯改造，采用可完全密封的液壓蝶閥在運(yùn)行過(guò)程中切除低壓缸全部進(jìn)汽，僅通入10～15 t/h少量冷卻蒸汽用于帶走低壓轉(zhuǎn)子運(yùn)行產(chǎn)生的鼓風(fēng)熱量，提高機(jī)組供熱能力。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)供熱機(jī)組在抽汽凝汽式運(yùn)行方式與高背壓運(yùn)行方式的靈活切換，使機(jī)組同時(shí)具備高背壓機(jī)組供熱能力大、抽汽凝汽式供熱機(jī)組運(yùn)行方式靈活的特點(diǎn)。在供熱量不變的情況下，可顯著降低機(jī)組發(fā)電功率，實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰。

本文以某電廠350 MW超臨界機(jī)組為例，介紹了低壓缸零出力的改造方案、運(yùn)行情況、注意事項(xiàng)及經(jīng)濟(jì)性分析。

1 低壓缸零出力運(yùn)行情況

該電廠350 MW超臨界機(jī)組，汽輪機(jī)型號(hào)為CLN350/284-24.2/0.4/566/566型超臨界、兩缸兩排汽、一次中間再熱、濕冷、抽汽凝汽式汽輪機(jī)，于2018年10月完成低壓缸零出力改造，2018年供暖期完成首次投運(yùn)。該機(jī)組低壓缸零出力改造措施完善，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，低壓缸零出力運(yùn)行后，機(jī)組振動(dòng)、脹差、軸承溫度、排汽溫度、真空等各項(xiàng)參數(shù)平穩(wěn)，無(wú)明顯變化。低壓缸零出力首次投入運(yùn)行，熱網(wǎng)供水溫度提高20 ℃，電負(fù)荷降低10 MW,首次運(yùn)行前、后主要參數(shù)參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。截至目前為止兩個(gè)供暖期累計(jì)安全運(yùn)行1 160 h，累計(jì)調(diào)峰收入增加約5×107元。低壓缸投入運(yùn)行狀態(tài)，電負(fù)荷287 MW可抽汽500 t/h,電負(fù)荷120 MW可抽汽200 t/h；低壓缸切除運(yùn)行狀態(tài)，電負(fù)荷200 MW可抽汽500 t/h，72 MW可抽汽210 t/h。對(duì)比相同抽汽量，低壓缸切除運(yùn)行電負(fù)荷下降顯著。

表1 機(jī)組低壓缸零出力首次運(yùn)行前、后參數(shù)對(duì)比

2 低壓缸零出力運(yùn)行注意事項(xiàng)

機(jī)組低壓缸零出力運(yùn)行期間，出現(xiàn)了2個(gè)問(wèn)題，一是某次低壓缸零出力退出時(shí)，因液位調(diào)節(jié)閥(LV)開(kāi)度過(guò)快，造成四段抽汽壓力迅速下降。同時(shí)因?yàn)樗亩纬槠脸跗髂嬷归T(mén)卡澀，造成除氧器內(nèi)部大量飽和蒸汽迅速返回至給水泵汽輪機(jī)。給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度下降，造成給水泵出力不足，導(dǎo)致鍋爐給水流量低保護(hù)動(dòng)作停機(jī)事件。二是某次低壓缸零出力運(yùn)行期間，因一臺(tái)汽動(dòng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵跳閘，導(dǎo)致低壓缸中排壓力迅速升高至0.6 MPa,立即降低該機(jī)組負(fù)荷，同時(shí)降低其他運(yùn)行機(jī)組抽汽量。消除熱網(wǎng)循環(huán)水泵故障后，機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行。

根據(jù)該機(jī)組低壓缸零出力運(yùn)行期間發(fā)生問(wèn)題，總結(jié)低壓缸零出力運(yùn)行注意事項(xiàng)如下。

a.低壓缸零出力投入運(yùn)行必須有足夠的熱網(wǎng)循環(huán)水流量，且熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；單機(jī)熱網(wǎng)循環(huán)水流量大于3 000 t/h，且熱網(wǎng)循環(huán)水泵運(yùn)行不少于2臺(tái)。

b.低壓缸零出力投入和退出運(yùn)行操作過(guò)程要緩慢。低壓缸LV閥開(kāi)度關(guān)到20%，穩(wěn)定運(yùn)行15 min以上，熱網(wǎng)供水網(wǎng)溫度仍不能滿(mǎn)足運(yùn)行時(shí)，才允許低壓缸零出力運(yùn)行。低壓缸零出力退出運(yùn)行時(shí)，LV閥應(yīng)從0%逐漸開(kāi)至10%，監(jiān)視中壓缸排汽壓力，四段抽汽壓力，給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力、溫度，除氧器進(jìn)汽壓力、溫度穩(wěn)定后，再逐漸開(kāi)大LV閥至20%。

c.四段抽汽至除氧器逆止門(mén)要?jiǎng)幼髡！５蛪焊琢愠隽ν度脒\(yùn)行期間，保持除氧器壓力0.2～0.3 MPa運(yùn)行，防止四段抽汽壓力突降時(shí)，除氧器內(nèi)部蒸汽返汽。除氧器正常運(yùn)行時(shí)，投入表面加熱蒸汽，關(guān)閉除氧器底部加熱蒸汽。

3 低壓缸零出力運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

3.1 調(diào)峰電量影響

a.供熱初、末期。低壓缸零出力運(yùn)行工況，雙機(jī)總負(fù)荷為205 MW，能夠保證供熱。每小時(shí)完成一檔調(diào)峰電量7×104kW·h,二檔調(diào)峰電量7.5×104kW·h,一檔調(diào)峰電價(jià)0.4元/ (kW·h),二檔調(diào)峰電價(jià)1元/ (kW·h),每小時(shí)可獲得調(diào)峰補(bǔ)償金額1.03×105元。2018年11月該廠二檔調(diào)峰57 h,同比2017年可增加調(diào)峰補(bǔ)償收入5.871×106元。

b.供熱中期。未進(jìn)行低壓缸零出力改造時(shí)，為保證每天完成4×104J供熱量，機(jī)組按最小運(yùn)行方式運(yùn)行，雙機(jī)總負(fù)荷400 MW，無(wú)法參與電網(wǎng)深度調(diào)峰，電網(wǎng)深度調(diào)峰時(shí)會(huì)承擔(dān)分?jǐn)傎M(fèi)用。低壓缸零出力改造后，雙機(jī)總負(fù)荷328 MW，抽汽量可滿(mǎn)足每天完成4×104J供熱量；且每小時(shí)完成一檔調(diào)峰電量2.2×104kW·h，一檔調(diào)峰電價(jià)0.4元/(kW·h)，每小時(shí)增加調(diào)峰補(bǔ)償收入8.8×103元。

3.2 發(fā)電煤耗影響

低壓缸零出力未投入時(shí)，該機(jī)組12月份平均發(fā)電煤耗206 g/(kW·h) ，低壓缸零出力運(yùn)行后發(fā)電煤耗160 g/(kW·h) ，低壓缸零出力運(yùn)行發(fā)電煤耗下降46 g/(kW·h)，平均每小時(shí)節(jié)約標(biāo)煤5.5 t，標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)按700元/t計(jì)算，每小時(shí)節(jié)約燃煤成本約3 850元。

4 結(jié)論

a.低壓缸零出力可以達(dá)到熱電解耦目的，對(duì)汽輪機(jī)本體參數(shù)影響均可控制在正常參數(shù)范圍，機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期切缸運(yùn)行。

b.低壓缸零出力運(yùn)行既可節(jié)約煤耗，又可增加機(jī)組調(diào)峰收入，經(jīng)濟(jì)性好，適合供熱機(jī)組改造。

c.經(jīng)過(guò)兩個(gè)供熱期觀察，汽輪機(jī)末級(jí)葉片水蝕有加劇趨勢(shì)，建議采暖期停機(jī)后對(duì)機(jī)組末級(jí)葉片進(jìn)行檢查，有必要的話，對(duì)葉片重新進(jìn)行噴涂處理，增強(qiáng)葉片抗水蝕能力。