彭鈺君

(華電國際奉節(jié)發(fā)電廠，重慶 404600)

華電國際奉節(jié)發(fā)電廠(以下簡稱“奉節(jié)電廠”)2×600 MW超臨界W火焰爐燃煤火力發(fā)電機組于2016年12月投產(chǎn)，鍋爐采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG-1852/25.31-II8型超臨界W火焰燃燒直流爐，汽輪機采用上海汽輪機廠生產(chǎn)的N600-24.2/0.343/566/566型超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機。該廠設(shè)計最為獨特之處是每臺機組只設(shè)計1臺汽動給水泵，汽動給水泵由1臺小汽輪機(以下簡稱“小機”)驅(qū)動，小機汽源有輔汽(來至本機或鄰機或啟動鍋爐)、四段抽汽、再熱冷段抽汽(以下簡稱“冷再”)，未設(shè)置電動給水泵。文獻[1]中強調(diào)了確保小機冷再汽源備用的重要性[1]。小機運行正常與否關(guān)系到整個機組能否安全運行。小機要安全運行，其中汽源供給必須安全可靠?，F(xiàn)介紹奉節(jié)電廠為保證小機汽源安全可靠的切換所采取的措施，以供參考。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 汽動給水泵及相關(guān)系統(tǒng)

給水為單元制系統(tǒng)。每臺機組設(shè)置1臺汽動給水泵，不設(shè)電動給水泵。設(shè)置3臺高壓加熱器和3#高加前置冷卻器，將給水加熱到所需溫度，送入鍋爐省煤器進口聯(lián)箱。3臺高加設(shè)置1個大旁路。

給水系統(tǒng)設(shè)有單臺100%容量的汽動給水泵作為工作用泵，汽動給水泵通過齒輪減速箱驅(qū)動給水泵前置泵，提高給水泵進水壓頭。小機汽源設(shè)有輔助蒸汽、四段抽汽、冷再供汽，機組啟動主要用啟動鍋爐供汽或鄰機輔助汽源沖轉(zhuǎn)。小機排汽至獨立設(shè)置的小機凝汽器。主給水泵與其前置泵，以及給水泵小機組成汽動給水泵組。汽動給水泵組及前置泵同軸布置在汽機房機頭側(cè)6.9 m層。汽動給水泵分別由變速小機驅(qū)動，前置泵通過齒輪減速器由變速汽輪機帶動，向鍋爐連續(xù)供水并向鍋爐再熱器及汽輪機高壓旁路提供減溫水。正常運行時，由汽機四段抽汽作為小機的驅(qū)動汽源，冷再供汽作為啟動和低負荷時的備用汽源。當主汽機負荷低于35%BMCR時，四段抽汽參數(shù)不能滿足小機要求，則開啟冷再至小機高壓調(diào)節(jié)閥(以下簡稱“HGV閥”)補汽。輔助蒸汽汽源可作為小機調(diào)試及啟動汽源。首臺機組啟動時，由啟動鍋爐來汽作為調(diào)試用汽，沖轉(zhuǎn)小機，直接由汽動給水泵實現(xiàn)鍋爐啟動。

1.2 小機設(shè)備規(guī)范

小機設(shè)備規(guī)范如表1所示。

表1 小機設(shè)備規(guī)范

表1 (續(xù))

1.3 小機汽水系統(tǒng)

小機汽水系統(tǒng)如圖1所示。

2 小機汽源原切換方式及改動

文獻[2]中介紹了火電廠給水泵汽輪機高低壓汽源切換過程及注意事項[2]。奉節(jié)電廠小機汽源有輔助蒸汽、四段抽汽、冷再。小機低壓汽源(輔助蒸汽、四段抽汽)和高壓備用汽源(冷再)之間采用外切換的方式。當四抽汽源異?；?0%額定負荷(滑壓)以下，低壓蒸汽流量不能滿足給水泵的功率要求時，手動將切換閥(HGV閥)打開，將冷再汽引入作補充汽源。通過切換閥的節(jié)流調(diào)節(jié)后，相繼通過低壓主汽閥、低壓調(diào)節(jié)閥，然后進入噴嘴做功。由于HGV閥需運行人員手動開關(guān)，往往存在調(diào)整不及時或調(diào)整幅度不當?shù)那闆r，其結(jié)果是造成小機轉(zhuǎn)速波動大，進而導(dǎo)致給水流量波動大，影響機組安全運行。當用該低壓汽源供汽而未及時切除高壓汽源時，機組經(jīng)濟性下降。為提高小機高壓備用汽源的可靠備用性，提高機組經(jīng)濟性，且減少運行人員手動操作強度，奉節(jié)電廠生產(chǎn)人員進行了以下工作。

圖1 小機汽水系統(tǒng)圖

2.1 數(shù)據(jù)收集

文獻[3]中討論并試驗了汽動給水泵汽源切換方式。奉節(jié)電廠運行人員根據(jù)機組多次啟動、停運情況，以及平時運行工況，將機組不同負荷下小機轉(zhuǎn)速、小機主汽門前壓力、給水流量、小機低壓調(diào)門開度、大機主蒸汽壓力、四段抽汽壓力等數(shù)據(jù)進行收集，取出有代表性數(shù)據(jù)，得出HGV閥設(shè)定參考值，與小機調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)如表2所示。

2.2 設(shè)置小機HGV閥自動設(shè)定壓力值函數(shù)

根據(jù)上述小機轉(zhuǎn)速與主汽門前壓力相關(guān)參數(shù)表，設(shè)置小機HGV閥自動設(shè)定壓力值函數(shù)。設(shè)定壓力值在充分考慮了小機調(diào)節(jié)汽門開度及給水流量安全的情況下，適當?shù)陀谛C主汽門前汽壓，目的是為了減少高壓汽源用量，多用低壓抽汽量以提高小機經(jīng)濟性。最終得出HGV閥自動調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，如圖2所示。

2.3 功能驗收

2018年5月，經(jīng)以上優(yōu)化后，將HGV閥投入自動后，運行人員在不同負荷下通過關(guān)小四段抽汽門，改變小機主汽門前壓力，HGV閥均能自動按設(shè)定壓力開關(guān)控制小機主汽門前壓力。在開停機過程中，只要冷再蒸汽具備投運條件，隨即投入HGV閥自動，大大降低了運行人員的操作量。

表2 小機轉(zhuǎn)速與主汽門前壓力相關(guān)參數(shù)表

圖2 壓力-轉(zhuǎn)速曲線圖

3 小機汽源切換功能完善

3.1 HGV閥增加壓力偏值設(shè)定

由于抽汽管路上的門較多，有時會出現(xiàn)有的門開關(guān)不到位，或大機主汽壓力在相同負荷下有時控制不一樣，從而使HGV閥壓力設(shè)定與需求存在一定偏差。為解決這一問題，對HGV閥增加壓力偏值設(shè)定，運行人員可根據(jù)需求設(shè)置壓力偏值以滿足實際需求。

3.2 增加小機調(diào)節(jié)汽門開度大于75%報警功能

由于汽源、主汽壓、負荷等原因小機調(diào)節(jié)汽門開度可能出現(xiàn)大于75%的情況，小機調(diào)節(jié)汽門開度大于75%后調(diào)節(jié)性能變差。為此，增加小機調(diào)節(jié)汽門開度大于75%的報警功能，當小機調(diào)節(jié)汽門開度大于75%時發(fā)出聲光報警提醒運行人員，運行人員立即排查原因并處理，以保證機組安全運行。

3.3 將四段抽汽至小機供汽電動門改為調(diào)節(jié)型

四段抽汽至小機供汽電動門最初設(shè)計為開關(guān)型，在開機或停機過程中當進行四段抽汽與冷再汽源切換時，為防止汽源大幅波動引起小機轉(zhuǎn)速大幅波動而造成給水事故，每次均需要派人就地手動緩慢開關(guān)四段抽汽至小機供汽電動門，由于該電動門較大，每次操作需耗費較大的人力。為減少人力消耗且讓汽源切換更加平穩(wěn)，將四段抽汽至小機供汽電動門由開關(guān)型改為調(diào)節(jié)型，運行人員在進行汽源切換時，根據(jù)小機當時轉(zhuǎn)速、給水流量、小機主汽門前壓力，控制四段抽汽至小機供汽電動門的開關(guān)速度和開度大小，確保汽源平穩(wěn)切換。

4 單汽泵小機汽源控制優(yōu)化效果分析

1)奉節(jié)電廠對單汽泵小機汽源控制優(yōu)化后，將原隨時由人員監(jiān)視并關(guān)HGV閥的操作改由計算機智能控制，確保備用汽源隨時處于備用中，改變了原來工作汽源異常后由人員判斷且手動調(diào)節(jié)的情況，縮短了小機汽源異常的處理時間。

2)HGV閥設(shè)置壓力偏值后成功解決了設(shè)定函數(shù)與實際運行中因系統(tǒng)問題造成的偏差，讓運行方式得到較大優(yōu)化。

3)增加小機調(diào)節(jié)汽門開度大于75%聲光報警功能后，運行人員每次均能在第一時間發(fā)現(xiàn)異常，及時分析原因并處理。

4)將四段抽汽至小機供汽電動門由開關(guān)型改為調(diào)節(jié)型后，大大減少了人員操作強度且讓汽源切換更加平穩(wěn)。

采取以上措施后，自2018年5月以來，奉節(jié)電廠小機備用汽源可靠性大大提高，運行人員工作強度下降，小機再未發(fā)生由汽源失備及操作造成的機組安全性下降。

5 結(jié)語

600 MW超臨界機組單汽泵配置方式下，小機運行可靠性直接關(guān)系到整個機組的安全，小機跳閘則機組跳閘，而600 MW機組每次跳閘將給電網(wǎng)帶來較大沖擊，也給電廠帶來較大的經(jīng)濟損失。奉節(jié)電廠對本廠600 MW超臨界機組單汽泵小機汽源進行控制優(yōu)化，達到了提高機組安全性及經(jīng)濟性的目的。