張振群

【摘 要】 高壓加熱器具有能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少以及耗用材料省等多方面的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠非常有效的對疏水水位、疏水流速以及縮小疏水端差進(jìn)行嚴(yán)格的控制。但是在高壓加熱器的設(shè)計(jì)過程中，其中存在的問題也是不容忽視的。本文就針對珠江電廠高壓加熱器設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行有效的分析和試驗(yàn)治理。

【關(guān)鍵詞】 高壓加熱器 水位測量 端差 改進(jìn) 試驗(yàn) 治理

現(xiàn)階段高壓加熱器的安全性已經(jīng)成為重點(diǎn)關(guān)注的問題，在對高壓加熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)其中存在的問題來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。本文首先簡述給水回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和特點(diǎn)以及高壓加熱器設(shè)計(jì)中存在的問題，其次分析高壓加熱器水位測量改進(jìn)和水位試驗(yàn)及調(diào)整，最后得出水位測量和調(diào)整對端差影響及效果。

1 給水回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

隨著大容量機(jī)組投產(chǎn)比例的增大，給水回?zé)嵯到y(tǒng)加熱器運(yùn)行可靠性將更為嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和整個(gè)電網(wǎng)的安全，高壓加熱器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是提高機(jī)組效率保證出力和可靠性的關(guān)鍵。現(xiàn)代大容量機(jī)組為了提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性無一例外采用給水回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)，為了保證機(jī)組高壓加熱器的安全性和可靠性并適應(yīng)節(jié)能調(diào)度和經(jīng)濟(jì)減排的珠江三角洲地區(qū)嚴(yán)控要求，珠江電廠4×300MW汽輪機(jī)組高壓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一個(gè)大旁路和三個(gè)小旁路，各級高壓加熱器采用疏水逐級自流至除氧器；運(yùn)行中由于給水壓力、溫度較高且系統(tǒng)性較強(qiáng)，因此給水加熱器合理的水位和端差將嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性。

2 高壓加熱器設(shè)計(jì)存在問題

珠江電廠在機(jī)組投產(chǎn)初期，N300-16.7/537/537汽輪機(jī)各級抽汽的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，存在與機(jī)組高壓加熱器設(shè)計(jì)壓力不匹配的現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場的情況制造廠多次進(jìn)行核算，調(diào)整了高加熱器汽側(cè)運(yùn)行參數(shù)以滿足機(jī)組安全運(yùn)行，并將#1～3高壓加熱器汽側(cè)安全門運(yùn)行中的動作數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，具體的給水回?zé)嵯到y(tǒng)高壓加熱器的設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)整參數(shù)如表2-1。

3 高壓加熱器水位測量改進(jìn)和水位試驗(yàn)及調(diào)整

3.1 高壓加熱器水位測量的改進(jìn)

高壓加熱器水位測量采用變送器和DCS構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)以其測量準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)品質(zhì)好，維護(hù)量小，勞動強(qiáng)度低，并且投資少的優(yōu)勢，正在越來越受到多數(shù)電廠的接受。珠江電廠2001年起利用機(jī)組計(jì)劃檢修D(zhuǎn)CS控制系統(tǒng)改造，全部取消加熱器基地調(diào)節(jié)儀，將水位接入DCS控制，采用典型的PI單回路控制。

改造后原加熱器水位正常疏水門除具備調(diào)節(jié)功能外，還具保護(hù)功能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過DCS內(nèi)部超馳功能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)水位高于某一定值時(shí)，快速打開調(diào)整正常疏水門，2個(gè)系統(tǒng)各自獨(dú)立，每個(gè)系統(tǒng)有各自不同的液位定值，其水位取自同一個(gè)液位信號。高壓加熱器基調(diào)儀改造為DCS控制，運(yùn)行人員可以直接通過DCS手/自動操作。三臺高壓加熱器現(xiàn)場水位量程的工程值均調(diào)整改為（0～700）mm，0mm對應(yīng)每臺高壓加熱器的最底部，700mm對應(yīng)從高壓加熱器的最底部往上700mm，但具體的高低報(bào)警聯(lián)鎖值有所相同具體數(shù)據(jù)如下表3-1。

3.2 高壓加熱器水位試驗(yàn)和調(diào)整完善及效果

為了確定高壓加熱器實(shí)際運(yùn)行最佳水位，首先記錄加熱器各項(xiàng)參數(shù)（給水進(jìn)出口溫度、疏水出口溫度、進(jìn)汽壓力、疏水調(diào)節(jié)閥開度、水位計(jì)讀數(shù)等），作為試驗(yàn)和調(diào)試初始參數(shù)，然后通過調(diào)整液位控制器的設(shè)定值，使水位以一定幅度上升。每次調(diào)整設(shè)定值后，必須穩(wěn)定5～15min，再記錄各參數(shù)，逐次抬高水位，直至水位顯示裝置滿水或?qū)⒁獫M水。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過綜合分析后決定，對現(xiàn)場零位的核實(shí)并對#1、2高壓加熱器的水位進(jìn)行提高，將正常水位提高并確定在中心線以下440mm。同時(shí)，根據(jù)#3高壓加熱器的設(shè)備狀態(tài)（堵管數(shù)量144根占10.35%）和運(yùn)行效果進(jìn)行整體改造更換處理，將其冷卻面積由原來得820m2增加到850m2。綜合上述試驗(yàn)結(jié)果和更換后#3高壓加熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定統(tǒng)一將正常運(yùn)行水位由設(shè)計(jì)要求中心線往下532mm提高到中心線以下440mm。經(jīng)過上述的改造完善處理后，再次對高壓加熱器水位進(jìn)行調(diào)整后運(yùn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表3-1。

高壓加熱器水位測量和#3高加整體改造更換以及水位試驗(yàn)調(diào)整后，加熱器上端差和給水溫度比較改造調(diào)整前分別下降6℃和上升5℃以上，而且與其它機(jī)組比較給水溫升約低4℃；#3高壓加熱器改進(jìn)更換和水位調(diào)整后，給水的溫升由28.2上升到35.9℃，運(yùn)行下端差由12.54下降到6.09℃。但#1高壓加熱器的端差變化不大，因此在機(jī)組計(jì)劃檢修再次對水側(cè)進(jìn)出口隔板墊片進(jìn)行徹底更換，而且根據(jù)#1高壓加熱器調(diào)整前后試驗(yàn)結(jié)果和綜合考慮機(jī)組的安全運(yùn)行，將#1高壓加熱器正常運(yùn)行水位確定在50mm。最后將#1高壓加熱器的上端差下降到10.45℃、給水溫升上升了約2℃。通過上述的改造試驗(yàn)調(diào)整后大大提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和安全性，改造試驗(yàn)調(diào)整完善后的測量和效果如圖3-3所示。

4 水位測量和調(diào)整對端差影響及效果

通過對#1～4機(jī)組高壓加熱器水位基調(diào)儀通過進(jìn)如DCS控制改進(jìn)和#3高壓加熱器改造更換后以及水位調(diào)整試驗(yàn)后，水位測量準(zhǔn)確能全量程顯示高壓加熱器內(nèi)部水位，水位自動調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，明顯優(yōu)于基調(diào)儀調(diào)節(jié)。因此運(yùn)行人員根據(jù)能夠負(fù)荷的變化，在CRT上進(jìn)行設(shè)定、調(diào)整效果很好。高壓加熱器水位改為變送器測水位，減少遲延、呆滯、死區(qū)等缺陷，提高靈敏度，將原來基調(diào)儀調(diào)節(jié)水位范圍±50mm，改為DCS控制后水位調(diào)節(jié)范圍精確到±10mm，穩(wěn)定加熱器運(yùn)行水位和降低端差，保證設(shè)計(jì)給水溫度。從而提高機(jī)組效率和降低煤耗，避免高壓加熱器水位開關(guān)溫度過高造成高壓加熱器誤解列。改造后，高壓加熱器水位的穩(wěn)定性對根據(jù)現(xiàn)場機(jī)組運(yùn)行參數(shù)估算，高壓加熱器水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定。

針對對300MW機(jī)組，根據(jù)理論計(jì)算和運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果：高壓加熱器疏水端差降低1℃，機(jī)組熱耗率將減少約0.06%。通過對#1～3高壓加熱器處理后和對汽側(cè)空氣進(jìn)行規(guī)范調(diào)節(jié)排盡后試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果見表4-1；改造調(diào)整后最終試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明：#1高壓加熱器端差下降8.5℃、#1高壓加熱器端差下降6.8℃、#1高壓加熱器端差下降18.6℃，經(jīng)計(jì)算一臺300MW機(jī)組一年可節(jié)省燃煤890噸以上計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果見表4-2，取得經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益可想而知。

此外，高壓加熱器運(yùn)行水位低，導(dǎo)致其疏水端差加大，使部分蒸汽進(jìn)入疏水冷卻段，對該段管束產(chǎn)生嚴(yán)重的沖蝕破壞，縮短整個(gè)加熱器壽命，而且對加熱器及其附屬設(shè)備的運(yùn)行安全性危害很大。疏水溫度偏高使疏水調(diào)節(jié)閥內(nèi)汽化加劇，一方面由于沖蝕閥芯導(dǎo)致其調(diào)節(jié)特性惡化，工作可靠性降低；另一方面，調(diào)節(jié)閥后的汽液兩相流動，嚴(yán)重時(shí)會引起疏水管道強(qiáng)烈振動，對設(shè)備和人身安全都造成很大威脅。

本文首先通過校核珠江電廠300MW機(jī)組汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)超標(biāo)對高壓加熱器安全性的影響及調(diào)整，接著經(jīng)過水位基地儀和DCS控制系統(tǒng)的水位基地儀進(jìn)行和水位控制邏輯保護(hù)進(jìn)行改造，再通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)綜合分析調(diào)整從安全經(jīng)濟(jì)性上達(dá)到最佳運(yùn)行水位，以達(dá)到機(jī)組運(yùn)行高壓加熱器端差最合適和水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定，最終可提高鍋爐給水溫度5℃，端差至少下降6.8℃以上，使機(jī)組煤耗可降低0.7kg/kWh；為同類型機(jī)組改進(jìn)和運(yùn)行指導(dǎo)提供重要參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國動力工程學(xué)會.火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊.火電站系統(tǒng)與輔機(jī)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[2]中華人民共和國電力工業(yè)部.300MW級汽輪機(jī)運(yùn)行導(dǎo)則.中國電力出版社，1997.

[3]國家電力公司熱工研究院.國產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組動力運(yùn)行情況及存在問題調(diào)查報(bào)告，1998.

[4]國電熱工研究院.廣州珠江電廠一期2×300MW發(fā)電機(jī)組狀況評估報(bào)告，2003.

[5]哈爾濱鍋爐廠.高壓加熱器產(chǎn)品強(qiáng)度計(jì)算書，2003.

[6]哈爾濱鍋爐廠.高壓加熱器產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用說明書，2003.

[7]廣州珠江電廠.集控運(yùn)行規(guī)程，2005.

[8]廣州珠江電廠.汽輪機(jī)檢修規(guī)程，2006.

【摘 要】 高壓加熱器具有能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少以及耗用材料省等多方面的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠非常有效的對疏水水位、疏水流速以及縮小疏水端差進(jìn)行嚴(yán)格的控制。但是在高壓加熱器的設(shè)計(jì)過程中，其中存在的問題也是不容忽視的。本文就針對珠江電廠高壓加熱器設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行有效的分析和試驗(yàn)治理。

【關(guān)鍵詞】 高壓加熱器 水位測量 端差 改進(jìn) 試驗(yàn) 治理

現(xiàn)階段高壓加熱器的安全性已經(jīng)成為重點(diǎn)關(guān)注的問題，在對高壓加熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)其中存在的問題來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。本文首先簡述給水回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和特點(diǎn)以及高壓加熱器設(shè)計(jì)中存在的問題，其次分析高壓加熱器水位測量改進(jìn)和水位試驗(yàn)及調(diào)整，最后得出水位測量和調(diào)整對端差影響及效果。

1 給水回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

隨著大容量機(jī)組投產(chǎn)比例的增大，給水回?zé)嵯到y(tǒng)加熱器運(yùn)行可靠性將更為嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和整個(gè)電網(wǎng)的安全，高壓加熱器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是提高機(jī)組效率保證出力和可靠性的關(guān)鍵。現(xiàn)代大容量機(jī)組為了提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性無一例外采用給水回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)，為了保證機(jī)組高壓加熱器的安全性和可靠性并適應(yīng)節(jié)能調(diào)度和經(jīng)濟(jì)減排的珠江三角洲地區(qū)嚴(yán)控要求，珠江電廠4×300MW汽輪機(jī)組高壓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一個(gè)大旁路和三個(gè)小旁路，各級高壓加熱器采用疏水逐級自流至除氧器；運(yùn)行中由于給水壓力、溫度較高且系統(tǒng)性較強(qiáng)，因此給水加熱器合理的水位和端差將嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性。

2 高壓加熱器設(shè)計(jì)存在問題

珠江電廠在機(jī)組投產(chǎn)初期，N300-16.7/537/537汽輪機(jī)各級抽汽的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，存在與機(jī)組高壓加熱器設(shè)計(jì)壓力不匹配的現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場的情況制造廠多次進(jìn)行核算，調(diào)整了高加熱器汽側(cè)運(yùn)行參數(shù)以滿足機(jī)組安全運(yùn)行，并將#1～3高壓加熱器汽側(cè)安全門運(yùn)行中的動作數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，具體的給水回?zé)嵯到y(tǒng)高壓加熱器的設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)整參數(shù)如表2-1。

3 高壓加熱器水位測量改進(jìn)和水位試驗(yàn)及調(diào)整

3.1 高壓加熱器水位測量的改進(jìn)

高壓加熱器水位測量采用變送器和DCS構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)以其測量準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)品質(zhì)好，維護(hù)量小，勞動強(qiáng)度低，并且投資少的優(yōu)勢，正在越來越受到多數(shù)電廠的接受。珠江電廠2001年起利用機(jī)組計(jì)劃檢修D(zhuǎn)CS控制系統(tǒng)改造，全部取消加熱器基地調(diào)節(jié)儀，將水位接入DCS控制，采用典型的PI單回路控制。

改造后原加熱器水位正常疏水門除具備調(diào)節(jié)功能外，還具保護(hù)功能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過DCS內(nèi)部超馳功能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)水位高于某一定值時(shí)，快速打開調(diào)整正常疏水門，2個(gè)系統(tǒng)各自獨(dú)立，每個(gè)系統(tǒng)有各自不同的液位定值，其水位取自同一個(gè)液位信號。高壓加熱器基調(diào)儀改造為DCS控制，運(yùn)行人員可以直接通過DCS手/自動操作。三臺高壓加熱器現(xiàn)場水位量程的工程值均調(diào)整改為（0～700）mm，0mm對應(yīng)每臺高壓加熱器的最底部，700mm對應(yīng)從高壓加熱器的最底部往上700mm，但具體的高低報(bào)警聯(lián)鎖值有所相同具體數(shù)據(jù)如下表3-1。

3.2 高壓加熱器水位試驗(yàn)和調(diào)整完善及效果

為了確定高壓加熱器實(shí)際運(yùn)行最佳水位，首先記錄加熱器各項(xiàng)參數(shù)（給水進(jìn)出口溫度、疏水出口溫度、進(jìn)汽壓力、疏水調(diào)節(jié)閥開度、水位計(jì)讀數(shù)等），作為試驗(yàn)和調(diào)試初始參數(shù)，然后通過調(diào)整液位控制器的設(shè)定值，使水位以一定幅度上升。每次調(diào)整設(shè)定值后，必須穩(wěn)定5～15min，再記錄各參數(shù)，逐次抬高水位，直至水位顯示裝置滿水或?qū)⒁獫M水。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過綜合分析后決定，對現(xiàn)場零位的核實(shí)并對#1、2高壓加熱器的水位進(jìn)行提高，將正常水位提高并確定在中心線以下440mm。同時(shí)，根據(jù)#3高壓加熱器的設(shè)備狀態(tài)（堵管數(shù)量144根占10.35%）和運(yùn)行效果進(jìn)行整體改造更換處理，將其冷卻面積由原來得820m2增加到850m2。綜合上述試驗(yàn)結(jié)果和更換后#3高壓加熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定統(tǒng)一將正常運(yùn)行水位由設(shè)計(jì)要求中心線往下532mm提高到中心線以下440mm。經(jīng)過上述的改造完善處理后，再次對高壓加熱器水位進(jìn)行調(diào)整后運(yùn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表3-1。

高壓加熱器水位測量和#3高加整體改造更換以及水位試驗(yàn)調(diào)整后，加熱器上端差和給水溫度比較改造調(diào)整前分別下降6℃和上升5℃以上，而且與其它機(jī)組比較給水溫升約低4℃；#3高壓加熱器改進(jìn)更換和水位調(diào)整后，給水的溫升由28.2上升到35.9℃，運(yùn)行下端差由12.54下降到6.09℃。但#1高壓加熱器的端差變化不大，因此在機(jī)組計(jì)劃檢修再次對水側(cè)進(jìn)出口隔板墊片進(jìn)行徹底更換，而且根據(jù)#1高壓加熱器調(diào)整前后試驗(yàn)結(jié)果和綜合考慮機(jī)組的安全運(yùn)行，將#1高壓加熱器正常運(yùn)行水位確定在50mm。最后將#1高壓加熱器的上端差下降到10.45℃、給水溫升上升了約2℃。通過上述的改造試驗(yàn)調(diào)整后大大提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和安全性，改造試驗(yàn)調(diào)整完善后的測量和效果如圖3-3所示。

4 水位測量和調(diào)整對端差影響及效果

通過對#1～4機(jī)組高壓加熱器水位基調(diào)儀通過進(jìn)如DCS控制改進(jìn)和#3高壓加熱器改造更換后以及水位調(diào)整試驗(yàn)后，水位測量準(zhǔn)確能全量程顯示高壓加熱器內(nèi)部水位，水位自動調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，明顯優(yōu)于基調(diào)儀調(diào)節(jié)。因此運(yùn)行人員根據(jù)能夠負(fù)荷的變化，在CRT上進(jìn)行設(shè)定、調(diào)整效果很好。高壓加熱器水位改為變送器測水位，減少遲延、呆滯、死區(qū)等缺陷，提高靈敏度，將原來基調(diào)儀調(diào)節(jié)水位范圍±50mm，改為DCS控制后水位調(diào)節(jié)范圍精確到±10mm，穩(wěn)定加熱器運(yùn)行水位和降低端差，保證設(shè)計(jì)給水溫度。從而提高機(jī)組效率和降低煤耗，避免高壓加熱器水位開關(guān)溫度過高造成高壓加熱器誤解列。改造后，高壓加熱器水位的穩(wěn)定性對根據(jù)現(xiàn)場機(jī)組運(yùn)行參數(shù)估算，高壓加熱器水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定。

針對對300MW機(jī)組，根據(jù)理論計(jì)算和運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果：高壓加熱器疏水端差降低1℃，機(jī)組熱耗率將減少約0.06%。通過對#1～3高壓加熱器處理后和對汽側(cè)空氣進(jìn)行規(guī)范調(diào)節(jié)排盡后試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果見表4-1；改造調(diào)整后最終試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明：#1高壓加熱器端差下降8.5℃、#1高壓加熱器端差下降6.8℃、#1高壓加熱器端差下降18.6℃，經(jīng)計(jì)算一臺300MW機(jī)組一年可節(jié)省燃煤890噸以上計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果見表4-2，取得經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益可想而知。

此外，高壓加熱器運(yùn)行水位低，導(dǎo)致其疏水端差加大，使部分蒸汽進(jìn)入疏水冷卻段，對該段管束產(chǎn)生嚴(yán)重的沖蝕破壞，縮短整個(gè)加熱器壽命，而且對加熱器及其附屬設(shè)備的運(yùn)行安全性危害很大。疏水溫度偏高使疏水調(diào)節(jié)閥內(nèi)汽化加劇，一方面由于沖蝕閥芯導(dǎo)致其調(diào)節(jié)特性惡化，工作可靠性降低；另一方面，調(diào)節(jié)閥后的汽液兩相流動，嚴(yán)重時(shí)會引起疏水管道強(qiáng)烈振動，對設(shè)備和人身安全都造成很大威脅。

本文首先通過校核珠江電廠300MW機(jī)組汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)超標(biāo)對高壓加熱器安全性的影響及調(diào)整，接著經(jīng)過水位基地儀和DCS控制系統(tǒng)的水位基地儀進(jìn)行和水位控制邏輯保護(hù)進(jìn)行改造，再通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)綜合分析調(diào)整從安全經(jīng)濟(jì)性上達(dá)到最佳運(yùn)行水位，以達(dá)到機(jī)組運(yùn)行高壓加熱器端差最合適和水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定，最終可提高鍋爐給水溫度5℃，端差至少下降6.8℃以上，使機(jī)組煤耗可降低0.7kg/kWh；為同類型機(jī)組改進(jìn)和運(yùn)行指導(dǎo)提供重要參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[4]國電熱工研究院.廣州珠江電廠一期2×300MW發(fā)電機(jī)組狀況評估報(bào)告，2003.

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[6]哈爾濱鍋爐廠.高壓加熱器產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用說明書，2003.

[7]廣州珠江電廠.集控運(yùn)行規(guī)程，2005.

[8]廣州珠江電廠.汽輪機(jī)檢修規(guī)程，2006.

【摘 要】 高壓加熱器具有能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少以及耗用材料省等多方面的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠非常有效的對疏水水位、疏水流速以及縮小疏水端差進(jìn)行嚴(yán)格的控制。但是在高壓加熱器的設(shè)計(jì)過程中，其中存在的問題也是不容忽視的。本文就針對珠江電廠高壓加熱器設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行有效的分析和試驗(yàn)治理。

【關(guān)鍵詞】 高壓加熱器 水位測量 端差 改進(jìn) 試驗(yàn) 治理

現(xiàn)階段高壓加熱器的安全性已經(jīng)成為重點(diǎn)關(guān)注的問題，在對高壓加熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)其中存在的問題來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。本文首先簡述給水回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和特點(diǎn)以及高壓加熱器設(shè)計(jì)中存在的問題，其次分析高壓加熱器水位測量改進(jìn)和水位試驗(yàn)及調(diào)整，最后得出水位測量和調(diào)整對端差影響及效果。

1 給水回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

隨著大容量機(jī)組投產(chǎn)比例的增大，給水回?zé)嵯到y(tǒng)加熱器運(yùn)行可靠性將更為嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和整個(gè)電網(wǎng)的安全，高壓加熱器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是提高機(jī)組效率保證出力和可靠性的關(guān)鍵?，F(xiàn)代大容量機(jī)組為了提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性無一例外采用給水回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)，為了保證機(jī)組高壓加熱器的安全性和可靠性并適應(yīng)節(jié)能調(diào)度和經(jīng)濟(jì)減排的珠江三角洲地區(qū)嚴(yán)控要求，珠江電廠4×300MW汽輪機(jī)組高壓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一個(gè)大旁路和三個(gè)小旁路，各級高壓加熱器采用疏水逐級自流至除氧器；運(yùn)行中由于給水壓力、溫度較高且系統(tǒng)性較強(qiáng)，因此給水加熱器合理的水位和端差將嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性。

2 高壓加熱器設(shè)計(jì)存在問題

珠江電廠在機(jī)組投產(chǎn)初期，N300-16.7/537/537汽輪機(jī)各級抽汽的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，存在與機(jī)組高壓加熱器設(shè)計(jì)壓力不匹配的現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場的情況制造廠多次進(jìn)行核算，調(diào)整了高加熱器汽側(cè)運(yùn)行參數(shù)以滿足機(jī)組安全運(yùn)行，并將#1～3高壓加熱器汽側(cè)安全門運(yùn)行中的動作數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，具體的給水回?zé)嵯到y(tǒng)高壓加熱器的設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)整參數(shù)如表2-1。

3 高壓加熱器水位測量改進(jìn)和水位試驗(yàn)及調(diào)整

3.1 高壓加熱器水位測量的改進(jìn)

高壓加熱器水位測量采用變送器和DCS構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)以其測量準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)品質(zhì)好，維護(hù)量小，勞動強(qiáng)度低，并且投資少的優(yōu)勢，正在越來越受到多數(shù)電廠的接受。珠江電廠2001年起利用機(jī)組計(jì)劃檢修D(zhuǎn)CS控制系統(tǒng)改造，全部取消加熱器基地調(diào)節(jié)儀，將水位接入DCS控制，采用典型的PI單回路控制。

改造后原加熱器水位正常疏水門除具備調(diào)節(jié)功能外，還具保護(hù)功能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過DCS內(nèi)部超馳功能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)水位高于某一定值時(shí)，快速打開調(diào)整正常疏水門，2個(gè)系統(tǒng)各自獨(dú)立，每個(gè)系統(tǒng)有各自不同的液位定值，其水位取自同一個(gè)液位信號。高壓加熱器基調(diào)儀改造為DCS控制，運(yùn)行人員可以直接通過DCS手/自動操作。三臺高壓加熱器現(xiàn)場水位量程的工程值均調(diào)整改為（0～700）mm，0mm對應(yīng)每臺高壓加熱器的最底部，700mm對應(yīng)從高壓加熱器的最底部往上700mm，但具體的高低報(bào)警聯(lián)鎖值有所相同具體數(shù)據(jù)如下表3-1。

3.2 高壓加熱器水位試驗(yàn)和調(diào)整完善及效果

為了確定高壓加熱器實(shí)際運(yùn)行最佳水位，首先記錄加熱器各項(xiàng)參數(shù)（給水進(jìn)出口溫度、疏水出口溫度、進(jìn)汽壓力、疏水調(diào)節(jié)閥開度、水位計(jì)讀數(shù)等），作為試驗(yàn)和調(diào)試初始參數(shù)，然后通過調(diào)整液位控制器的設(shè)定值，使水位以一定幅度上升。每次調(diào)整設(shè)定值后，必須穩(wěn)定5～15min，再記錄各參數(shù)，逐次抬高水位，直至水位顯示裝置滿水或?qū)⒁獫M水。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過綜合分析后決定，對現(xiàn)場零位的核實(shí)并對#1、2高壓加熱器的水位進(jìn)行提高，將正常水位提高并確定在中心線以下440mm。同時(shí)，根據(jù)#3高壓加熱器的設(shè)備狀態(tài)（堵管數(shù)量144根占10.35%）和運(yùn)行效果進(jìn)行整體改造更換處理，將其冷卻面積由原來得820m2增加到850m2。綜合上述試驗(yàn)結(jié)果和更換后#3高壓加熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定統(tǒng)一將正常運(yùn)行水位由設(shè)計(jì)要求中心線往下532mm提高到中心線以下440mm。經(jīng)過上述的改造完善處理后，再次對高壓加熱器水位進(jìn)行調(diào)整后運(yùn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表3-1。

高壓加熱器水位測量和#3高加整體改造更換以及水位試驗(yàn)調(diào)整后，加熱器上端差和給水溫度比較改造調(diào)整前分別下降6℃和上升5℃以上，而且與其它機(jī)組比較給水溫升約低4℃；#3高壓加熱器改進(jìn)更換和水位調(diào)整后，給水的溫升由28.2上升到35.9℃，運(yùn)行下端差由12.54下降到6.09℃。但#1高壓加熱器的端差變化不大，因此在機(jī)組計(jì)劃檢修再次對水側(cè)進(jìn)出口隔板墊片進(jìn)行徹底更換，而且根據(jù)#1高壓加熱器調(diào)整前后試驗(yàn)結(jié)果和綜合考慮機(jī)組的安全運(yùn)行，將#1高壓加熱器正常運(yùn)行水位確定在50mm。最后將#1高壓加熱器的上端差下降到10.45℃、給水溫升上升了約2℃。通過上述的改造試驗(yàn)調(diào)整后大大提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和安全性，改造試驗(yàn)調(diào)整完善后的測量和效果如圖3-3所示。

4 水位測量和調(diào)整對端差影響及效果

通過對#1～4機(jī)組高壓加熱器水位基調(diào)儀通過進(jìn)如DCS控制改進(jìn)和#3高壓加熱器改造更換后以及水位調(diào)整試驗(yàn)后，水位測量準(zhǔn)確能全量程顯示高壓加熱器內(nèi)部水位，水位自動調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，明顯優(yōu)于基調(diào)儀調(diào)節(jié)。因此運(yùn)行人員根據(jù)能夠負(fù)荷的變化，在CRT上進(jìn)行設(shè)定、調(diào)整效果很好。高壓加熱器水位改為變送器測水位，減少遲延、呆滯、死區(qū)等缺陷，提高靈敏度，將原來基調(diào)儀調(diào)節(jié)水位范圍±50mm，改為DCS控制后水位調(diào)節(jié)范圍精確到±10mm，穩(wěn)定加熱器運(yùn)行水位和降低端差，保證設(shè)計(jì)給水溫度。從而提高機(jī)組效率和降低煤耗，避免高壓加熱器水位開關(guān)溫度過高造成高壓加熱器誤解列。改造后，高壓加熱器水位的穩(wěn)定性對根據(jù)現(xiàn)場機(jī)組運(yùn)行參數(shù)估算，高壓加熱器水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定。

針對對300MW機(jī)組，根據(jù)理論計(jì)算和運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果：高壓加熱器疏水端差降低1℃，機(jī)組熱耗率將減少約0.06%。通過對#1～3高壓加熱器處理后和對汽側(cè)空氣進(jìn)行規(guī)范調(diào)節(jié)排盡后試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果見表4-1；改造調(diào)整后最終試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明：#1高壓加熱器端差下降8.5℃、#1高壓加熱器端差下降6.8℃、#1高壓加熱器端差下降18.6℃，經(jīng)計(jì)算一臺300MW機(jī)組一年可節(jié)省燃煤890噸以上計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果見表4-2，取得經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益可想而知。

此外，高壓加熱器運(yùn)行水位低，導(dǎo)致其疏水端差加大，使部分蒸汽進(jìn)入疏水冷卻段，對該段管束產(chǎn)生嚴(yán)重的沖蝕破壞，縮短整個(gè)加熱器壽命，而且對加熱器及其附屬設(shè)備的運(yùn)行安全性危害很大。疏水溫度偏高使疏水調(diào)節(jié)閥內(nèi)汽化加劇，一方面由于沖蝕閥芯導(dǎo)致其調(diào)節(jié)特性惡化，工作可靠性降低；另一方面，調(diào)節(jié)閥后的汽液兩相流動，嚴(yán)重時(shí)會引起疏水管道強(qiáng)烈振動，對設(shè)備和人身安全都造成很大威脅。

本文首先通過校核珠江電廠300MW機(jī)組汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)超標(biāo)對高壓加熱器安全性的影響及調(diào)整，接著經(jīng)過水位基地儀和DCS控制系統(tǒng)的水位基地儀進(jìn)行和水位控制邏輯保護(hù)進(jìn)行改造，再通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)綜合分析調(diào)整從安全經(jīng)濟(jì)性上達(dá)到最佳運(yùn)行水位，以達(dá)到機(jī)組運(yùn)行高壓加熱器端差最合適和水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定，最終可提高鍋爐給水溫度5℃，端差至少下降6.8℃以上，使機(jī)組煤耗可降低0.7kg/kWh；為同類型機(jī)組改進(jìn)和運(yùn)行指導(dǎo)提供重要參考價(jià)值。

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