賈文飛， 董曙君

（內(nèi)蒙古京能康巴什熱電有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017010）

0 引 言

由上海汽輪機廠制造，型號為CJK350-24.2/0.42/566/566，型式為超臨界、一次中間再熱、單軸、抽汽凝汽式間接空冷汽輪機，目前已大量應用于城市熱電聯(lián)產(chǎn)項目。其中熱網(wǎng)系統(tǒng)通過利用汽輪機的五段抽汽加熱，五段抽汽來自中壓缸排汽端的下部兩個對稱的直徑為φ1000 mm的抽汽口，抽汽將循環(huán)水升溫后送入熱網(wǎng)提供給用戶。每臺機組設兩臺熱網(wǎng)加熱器，兩臺機組的4臺熱網(wǎng)加熱器并聯(lián)加熱熱網(wǎng)循環(huán)水運行。此次研究的某電廠投產(chǎn)以來兩臺機組熱網(wǎng)系統(tǒng)在50%負荷運行期間供熱抽汽出力較低，無法達到設計抽汽量，使供熱參數(shù)無法滿足供熱調(diào)度要求。鑒于此問題，機組在經(jīng)歷了一系列的改造和相關(guān)技術(shù)優(yōu)化的基礎上，機組出力得到了改善，本文就其相關(guān)改造及技術(shù)優(yōu)化進行論述。

1 熱網(wǎng)系統(tǒng)初始運行狀態(tài)簡介

設計機組雙機投運，汽輪機共分為七段抽汽，其中，熱網(wǎng)抽汽來自中壓缸排汽端的下部兩個對稱的直徑為1000 mm的抽汽口，抽汽管道分別設置供熱抽汽控制閥門，送入兩臺并列熱網(wǎng)加熱器中。熱網(wǎng)系統(tǒng)設計參數(shù)為調(diào)整抽汽壓力額定值0.42 MPa，最大采暖抽汽工況292.363 MW，最大抽汽量500 t/h；額定采暖抽汽工況313.409 MW，額定抽汽量380 t/h,；額定純凝汽功率350 MW, 最大抽汽量100 t/h；AGC投入模式最低負荷175 MW，最大抽汽量240 t/h。熱網(wǎng)系統(tǒng)投入運行時通過供熱抽汽控制閥控制抽汽流量，同時機組設置了低壓缸進汽調(diào)整閥，進入供暖期可關(guān)小低壓缸進汽調(diào)整閥來減少低壓缸進汽，同時增加熱網(wǎng)抽汽流量[1]。供熱抽汽控制閥在運行過程中調(diào)節(jié)級壓力大于4 MPa方可投入運行，可以分為兩種控制模式：手動控制閥門開度模式和自動跟蹤中壓缸排汽壓力模式。由于機組測點的設計安裝問題，沒有直接的中壓缸排汽壓力測點，低壓缸進汽壓力測點安裝在低壓缸進汽調(diào)整閥后，不能真實反映中壓缸排汽壓力情況，所以測點選取選自五段抽汽壓力來代替，如圖1所示。

圖1 汽輪機五段抽汽示意圖

機組在投運初期，機組在運行過程中均不能滿足熱網(wǎng)抽汽要求。機組實際運行中，負荷為176 MW，熱網(wǎng)加熱器疏水流量為175 t/h,主蒸汽流量為592 t/h ，給水流量為646 t/h，低壓缸進汽壓力為0.09 MPa，此時六抽壓力為0.008 MPa，因六抽壓力降低導致6號低加液位上漲，事故疏水門開啟，此時只有降低熱網(wǎng)疏水流量至170 t/h以下，才能維持6號低加正常運行。在此期間，中壓缸排汽壓力在0.23 MPa左右，低壓缸進汽壓力在0.09 MPa左右，熱網(wǎng)加熱器進出水溫差在10 ℃左右。

通過第一年運行情況分析，發(fā)現(xiàn)了限制熱網(wǎng)系統(tǒng)出力的情況主要是6號低加的正常液位維持不住，若切除6號低加運行，則降低了給水溫度，進一步限制機組熱網(wǎng)出力。另外，隨著低壓缸進汽調(diào)整閥的逐步關(guān)小、供熱抽汽控制閥的逐步開大，高、中壓內(nèi)各抽汽級壓力增大，其中五抽壓力的增幅最明顯，5號低加的抽汽量明顯增大。因此低壓缸進汽調(diào)整閥和供熱抽汽控制閥的閥位情況成為了進一步制約熱網(wǎng)供熱能力的又一條件。應努力匹配調(diào)節(jié)級壓力與中排壓力的限制值，以保證抽汽能力的改善。

2 提高機組負荷期間供熱能力

通過對熱網(wǎng)抽汽能力限制條件的分析可以得出以下影響因素：1）汽機綜合閥位指令限幅值設置不當；2）低壓缸進汽壓力大，導致六抽汽壓力低；3）六段抽汽正常疏水管道阻力大；4）五段抽汽的抽汽量過大。

針對影響因素的分析，并考察現(xiàn)場情況，采取了相關(guān)的技術(shù)改進，在經(jīng)歷了一系列改造和實施后，目前，低負荷期間的供熱能力已經(jīng)有了明顯的改善，最近一次的抽汽試驗得出在機組負荷為175 MW時，最大抽汽量試驗值為240 t/h；機組負荷為210 MW時，最大抽汽量試驗值為320 t/h；機組負荷為260 MW時，最大抽汽量試驗值為419 t/h。下面就相關(guān)技術(shù)改進和設備改造情況進行分享探討。

2.1 6號低加管道的改造

經(jīng)過現(xiàn)場研究發(fā)現(xiàn)，6號低加正常疏水管道在出水管道處，就地有爬升現(xiàn)象，造成管道疏水阻力增大，影響了6號低加正常疏水。在經(jīng)過探討研究后，利用機組的檢修期間對6號低加進行了改造，根據(jù)以往數(shù)據(jù)顯示，當6號低壓抽汽壓力降低至0.10 MPa時事故疏水開啟，可知正常疏水管道的阻力為0.10 MPa時，會出現(xiàn)疏水不暢情況。通過降低6號低加正常疏水管路標高，將原有6號低加至7號低加正常疏水管道由目前的爬坡4.3 m高度降低至1.8 m高度位置，管道阻力可由目前的0.100 MPa降低至0.100-0.025=0.075 MPa。正常疏水管道阻力降低至0.075 MPa時，可以滿足6號低壓加熱器正常疏水在供熱時的正常調(diào)整，不用開啟事故疏水，并且可增大機組的供熱量。同時，將低加出口管道存在的爬坡4 m高度的U形彎取消，消除管路中存在的水阻和汽阻，同時減少彎頭，使管路阻力減少，還對6號低加的疏水調(diào)門進行了清理，減少調(diào)門處的阻力，如圖2所示。

圖2 6號低加管道的改造

2.2 綜合閥位限制值修正

汽機的綜合閥位的設定值是影響機組供熱能力的重要因素，低壓缸進汽調(diào)整閥和供熱抽汽控制閥的閥位配合調(diào)整[2]。進行熱網(wǎng)抽汽量的調(diào)整，低壓缸進汽調(diào)整閥關(guān)小時，中壓缸排汽進行節(jié)流，五抽壓力隨之增大，但也會造成調(diào)節(jié)級壓力的升高，調(diào)節(jié)級壓力與中排壓力的限制值也會進一步制約低壓缸進汽調(diào)整閥的開度；供熱抽汽控制閥開大時，熱網(wǎng)抽汽能力增大，但調(diào)節(jié)級壓力和中壓缸排汽壓力也會隨之降低[3]。低壓缸進汽壓力減小后，安裝在低壓缸的六抽管道進汽壓力也會隨之減小，同時，隨著低壓缸進汽的節(jié)流，進入低壓缸的蒸汽減少，蒸汽做功后的濕度增加，會對低壓缸的葉片造成損害。因此，如何考量汽輪機綜合閥位的調(diào)整成為了一個需要攻克的難題。

通過熱網(wǎng)調(diào)整過程中，閥位對低加液位及熱網(wǎng)抽汽流量的影響，確定了P中排+0.01=(P調(diào)節(jié)級+0.086)/30的調(diào)整公式，根據(jù)機組負荷情況，機組調(diào)節(jié)級壓力改變時，確定出中排壓力的限制值，再通過低壓缸進汽調(diào)整閥和供熱抽汽控制閥的閥位配合調(diào)整保證中排壓力，從而對低壓缸進汽壓力也提供了保障[4]。經(jīng)過修正后的汽輪機閥位限制值，其運行工況更貼近設計抽汽工況。

2.3 系統(tǒng)的一些其他運行措施

經(jīng)過上述的改造以后，熱網(wǎng)的抽汽能力得到了大幅的提高，但一些簡單的措施仍然可以對提高熱網(wǎng)抽汽能力起到一定的效果。5號低加的抽汽量增大便是其中一個重要因素，因5號低加疏水沒有流量測點，不能直接觀察數(shù)據(jù)，但相比純凝工況，在機組給水量相同的前提下，5號低加進出口凝結(jié)水溫差提高了8 ℃左右，5號低加的進汽管道和熱網(wǎng)抽汽管道取自同一母管，過多的分攤抽汽量使得熱網(wǎng)出力受限。因此，在供暖期，可采用節(jié)流調(diào)節(jié)的方法，將5號低加進汽電動門進行節(jié)流，減小抽汽量的分攤。

另外，由于熱網(wǎng)循環(huán)水的水質(zhì)要求不高，且熱網(wǎng)循環(huán)水的流量在10 000 t/h左右, 因此對于換熱器的臟污結(jié)垢情況有明顯的影響，這就需要供熱機組利用每年的供熱中斷期對換熱器進行足夠的保養(yǎng)和清洗，以保障供熱能力滿足要求。

3 提高供熱能力的建議

經(jīng)過上述的應用，在低負荷期間熱網(wǎng)供熱能力的提高有了顯著的數(shù)據(jù)支持。從最開始負荷176 MW、熱網(wǎng)抽汽流量175 t/h增長至負荷175 MW、最大抽汽量240 t/h，增長的75 t/h抽汽量使機組在低負荷期間完全能夠滿足冬季供熱要求。不同機組的應用情況不盡相同，但提高熱網(wǎng)系統(tǒng)供熱能力的思路大同小異，在保證機組安全、正常運行的前提下，通過現(xiàn)場情況去分析找出解決方案，減少系統(tǒng)的阻力，提高熱網(wǎng)抽汽的壓力、增加設備的可靠性和清潔程度，通過調(diào)整措施，在原有的基礎上盡可能加大熱網(wǎng)抽汽所占比重。當然，對于一些新技術(shù)的應用也可以經(jīng)過經(jīng)濟測算后進行引進和改良。

但前提是經(jīng)濟性是在安全性之后所考慮的問題，每一個閥門、管道的改造應進行嚴格的測算和安全性試驗。例如，熱網(wǎng)抽汽調(diào)整閥門組安裝的位置，曾因距五抽排汽口較遠，導致機組做甩負荷試驗時造成超速，后將閥門位置前移2 m方滿足試驗要求。所有的試驗和結(jié)果都需要經(jīng)過驗證和數(shù)據(jù)的支持，任何的改造及新方法的使用也都需要反復論證。

4 結(jié) 語

隨著社會科技的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)得到應用，當管理手段無法使經(jīng)濟效益得到有效的提升之后，需要進行技術(shù)革新。但是一些早期投入生產(chǎn)的機組卻面臨著新技術(shù)應用成本和得到收益情況的測算及對比考量情況。在這之前，只能通過一些技術(shù)改造及精細化調(diào)整手段來彌補效率的差異，這些就需要發(fā)動智慧去進行管理調(diào)整。在越來越多的350 MW超臨界機組應用于熱電聯(lián)產(chǎn)的今天，如何通過細化調(diào)整管理及技術(shù)改造應用來提高其供熱能力、降低供熱成本是需要繼續(xù)探討的一大課題。