125MW汽轮机组热力系统优化

电力18讯：    作者：张黎明 王万通 张健 姚杰新 赵国钦　

摘要  火电厂汽轮机组热力系统存在不足，威胁机组运行安全，通过系统优化提高机组运行安全性。
关键词  热力系统；优化；安全；火电厂
     1 概述
     河南蒲山发电运营中心装机容量2×125MW。汽轮机为N125-13.24/535/535型，上海汽轮机有限公司产品。#1、#2机组相继于1998年10月、1999年05月投产。运行中发现，两台机组在80MW以下低负荷时，一直均存在如下问题：（1）除氧器压力反高于三段抽汽供汽压力，如65MW负荷时，除氧器压力反高于三抽压力达0.07MPa；（2）汽机中压外缸上缸壁温随机组负荷降低变化正常，但下缸壁温随负荷减少而降低较多，造成汽机中压外缸上下壁温差随着负荷减少而逐步增大，当65MW负荷时，汽机中压外缸上下壁温差高达50℃运行上限值，严重威胁机组的安全运行。就此调查国内相同机组的电厂发现，普遍反映存在此问题。
为此，蒲山发电运营中心结合厂家系统设计、设计院图纸及现场实际，经过努力，通过系统优化使以上问题得以彻底解决。
     2 原因分析
     2.1 经过认真分析、试验得出结论，除氧器压力高于三抽压力，是#1、#2机组汽机中压外缸下壁温随负荷减少而降低，造成中压外缸上下壁温差，随着负荷减少而逐步增大的要因。由于三抽压力低于除氧器压力，造成三抽蒸汽及接于三抽逆止门前的高压缸前轴封内一漏蒸汽、汽门门杆漏汽等，无法向除氧器供汽方向流通而滞留甚至倒流至中压缸内，致使下缸壁温随负荷减少而降低，从而造成汽机中压外缸上下壁温差随着负荷减少而逐步增大。机组65MW负荷时，曾试验关闭高压缸前轴封内一漏蒸汽管路阀门，可使中压外下缸壁温回升，中压外缸上下壁温差可降至25℃。
     2.2 锅炉连排流量一般为额定工况锅炉蒸发量的1%。锅炉汽包排污至连排扩容器排污门前管道规格实际为φ76×10mm，通流面积较大，且锅炉汽包本体排污量，由汽包甲乙侧排污出口管路两个调节阀控制，致使锅炉汽包排污量调整控制困难，加之阀门内漏问题，造成锅炉汽包连续排污量大，导致锅炉连排扩容器到除氧器的蒸汽量过大，是低负荷时除氧器压力反高于三抽压力的要因。机组65MW负荷时，现场曾经做过如下试验，全开锅炉连续排污扩容器到锅炉定排调节门，关小锅炉连续排污扩容器到除氧器供汽门，可控制除氧器压力低于三抽供汽压力，同时中压外缸上下壁温差可降至20℃。
     2.3 原热力系统，三段抽汽到除氧器供汽管路无调节阀，三抽需先经过厂用蒸汽母管，通过厂用蒸汽母管调整门调节、控制后才进除氧器加热，造成运行中除氧器压力调整控制困难，而厂用蒸汽母管与再热蒸汽冷段（即二段抽汽）相连，一旦再热蒸汽冷段与厂用蒸汽母管之间隔离门出现内漏或误操作而开启，将引起除氧器超压，故存在较大的不安全隐患。
     3 热力系统优化措施
     3.1 针对运行中除氧器压力调整控制困难问题，在三抽到除氧器供汽管路增加调整门，实现三抽不再经过厂用蒸汽母管而能直接到除氧器供汽加热，简化运行操作，消除再热蒸汽冷段引起除氧器运行中超压的不安全隐患。
     3.2 取消锅炉汽包甲乙侧排污出口管路原有的两个调节阀，锅炉连续排污母管规格由原φ76×10mm改小为φ38×4mm，并加装调节阀，控制锅炉排污至连排扩容器的排污量，以减少锅炉连排扩容器到除氧器的蒸汽量，解决低负荷时除氧器压力反高于三抽压力问题。
     3.3 将高压缸前轴封内一漏、汽门门杆漏汽管道接口由三抽逆止门前改到门后，并加装逆止门，避免这部分低温的蒸汽倒流至中压缸内，解决中压外缸上下壁温差大问题。
汽机热力系统优化前后情况如下图所示：

      4 热力系统优化效果
     4.1 三抽到除氧器供汽管路增加调整门后，简化操作，大大降低了再热蒸汽冷段漏入除氧器的可能，提高了运行的安全性，除氧器压力调整控制效果好。
     4.2 优化汽机热力系统，解决了低负荷时除氧器压力较三段抽汽压力高问题。

表1  优化前后实际运行三段抽汽与除氧器压力参数对比
     4.3 优化汽机热力系统，解决了正常运行工况中压外缸上下壁温差大问题。
     5 结语
     5.1  减小锅炉排污至连排扩容器的管道口径，通过锅炉排污母管加装的调