針對聯(lián)合循環(huán)初期出現(xiàn)的真空除氧器超壓、汽機超溫等問題提出了用修改溫控線方法予以解決
連云港神美電力針對聯(lián)合循環(huán)初期出現(xiàn)的除氧器超壓、汽機超溫等問題提出了用修改溫控線方法予以解決，有關(guān)更好真空除氧器產(chǎn)品相關(guān)說明請關(guān)注我公司網(wǎng)址新聞動態(tài)，隨時更新，供大家觀看。
龍灣燃機電站300MW聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備，由2臺100MW等級燃氣輪機、2臺額定蒸發(fā)量為177t/h的單壓余熱鍋爐及1臺100MW純凝汽式汽輪機組成，其中燃氣輪機及汽輪機1臺除氧器。聯(lián)合循環(huán)機5月14日投入試生產(chǎn)。聯(lián)合循環(huán)調(diào)試中出現(xiàn)的除氧器超壓問題進行討論。
1、問題的提出：
龍灣電廠余熱鍋爐，為單壓、強制循環(huán)鍋爐，垂直布置。在鍋爐尾部布置了低壓蒸發(fā)器與除氧器構(gòu)成低壓強制循環(huán)，除氧器為內(nèi)置除氧式，設(shè)計工作壓力0.42MPa，最高0.5MPa，余熱鍋爐投入運行后發(fā)現(xiàn)除氧器壓力不斷升高，若對煙氣檔板進行調(diào)節(jié)，開度小時，雖能降低除氧器壓力，但鍋爐升壓速度太慢；按正常的升壓速度，即使全開除氧器至凝汽器進行泄壓，除氧器壓力仍然在0.5MPa左右，安全門經(jīng)常動作，降低燃氣輪機負荷亦無效，運行調(diào)整困難。當聯(lián)合循環(huán)進入整套啟動調(diào)試階段，燃機負荷在35MW至75MW對應(yīng)聯(lián)合循環(huán)出力在220MW的范圍內(nèi)，真空除氧器壓力仍然超限。當時包括外方在內(nèi)的專家提出許多措施，如增加除氧器至凝汽器排放容量、減少低壓循環(huán)泵流量(加節(jié)流孔)犧牲排煙溫度以減少低壓蒸發(fā)器吸熱等措施，因種種原因未能實施，直到聯(lián)合循環(huán)工程驗收時仍作為遺留問題之一。
2、原因分析：
2.1 余熱鍋爐的傳熱特性：傳熱特性就是燃機負荷(輸入燃料量)不變情況下，燃機(改變進口導(dǎo)葉)排氣溫度變化時余熱鍋爐各受熱面吸熱變化情況。工質(zhì)溫度隨流程的變化規(guī)律，方框部分的大小表示各受熱面的吸熱量，D是窄點表示高壓蒸發(fā)器出口煙溫與汽包飽和溫度之間的傳熱溫差，工況變動時該傳熱溫差基本不變，當燃機排氣溫度變化時燃氣溫度線撓D點轉(zhuǎn)動。排氣溫度降低時(圖中虛線所示)，線越平坦，過熱器吸熱減少，省煤器及低壓蒸發(fā)器吸增加，排煙溫度升高，燃機排氣熱量利用程度低，反之亦然。運行經(jīng)驗表明，當燃機排氣溫度在426.7℃(800°F)以上時低壓蒸發(fā)器的吸熱能保證除氧器壓力在設(shè)計范圍內(nèi)。
2.2 燃氣機的溫控特性：是根據(jù)燃機實際運行數(shù)據(jù)繪出的溫控特性，環(huán)境溫度23.9℃(75°F)。圖中O點為全速空載點，TTRX為燃機允許的最高排氣溫度(溫控線)，OABDF線表示單循環(huán)溫控方式下排氣溫度的變化規(guī)律。OACEF線表示在投入聯(lián)合循環(huán)溫控方式下排氣溫度的變化規(guī)律。OACE線表示當時進口導(dǎo)葉在57°，BDF線表示當時的進口導(dǎo)葉在84°。
2.3 真空除氧器壓力升高原因：在聯(lián)合循環(huán)調(diào)試初期，燃機仍然采用單循環(huán)的溫控方式，由圖2可以看出，在單循環(huán)方式下，當燃機排氣溫度達到371.1℃(700°F)時，燃機進口導(dǎo)葉開始開啟，隨著燃機負荷的增加，進口導(dǎo)葉直至開至84°的最大角度，對應(yīng)燃機負荷在70 MW，也就是說在此段負荷范圍內(nèi)燃機排氣溫度始終低于或等于371.1℃(700°F)。由前面的討論可知，在此段負荷范圍內(nèi)燃機排氣溫度太低余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器吸熱偏大是造成除氧器壓力升高的根本原因。燃機負荷繼續(xù)增加時排氣溫度上升沿DB線進入溫控。
3、解決的辦法
根據(jù)前面的分析可知，除氧器壓力升高的根本原因是因為燃機排氣溫度太低，但排氣溫度變化由GE的溫控方式?jīng)Q定。當然可以直接將燃機投入聯(lián)合循環(huán)溫控以提高燃機部分負荷下的排氣溫度，實際上在調(diào)試初期燃機投過一次聯(lián)合循環(huán)溫控，當時燃機負荷接近85MW時排氣溫度達到545℃，余熱鍋爐側(cè)出口主蒸汽溫度已達到500℃，汽機側(cè)進口溫度超過487℃的額定溫度，外方專家又改回單循環(huán)的溫控方式。因此GE提供的二種溫控方式都不能滿足現(xiàn)場要求。也就是說，單循環(huán)的溫控方式使除氧器超壓；聯(lián)合循環(huán)的溫控方式使汽機超溫。若能找到一種折中辦法，使燃機排氣溫度處于高、低限之間，就必須對燃機的溫控方式進行修改，但無論如何修改后的TTRX(允許溫度)不應(yīng)高于原始值，否則將引起燃機透平進口溫度超限。
根據(jù)GE提供的溫控線：TTRX=110°F-1.735×(CPD-97.2)，可供修改的常數(shù)有2個，即增加斜率(1.732)和左移拐點(97.2)，但燃機的最高出力也因溫控線左移而下降，顯然是不足取的。然而可以通過修改單循環(huán)時溫控常數(shù)來實現(xiàn)，改變單循環(huán)時溫控常數(shù)相當于將中AB線上下平移，只要將AB線平移至426.7℃(800°F)溫度以上就行，如移至CD位置。
修改后燃機溫度的變化規(guī)律是OACDF線。這樣避開了聯(lián)合循環(huán)溫控方式下排氣溫度的峰值，實際運行中是通過修改單循環(huán)溫控常數(shù)來實現(xiàn)的，考慮到減溫水的降幅、燃氣與蒸汽的傳熱溫差，將這個常數(shù)值定在510℃(950°F)，對應(yīng)的主汽溫度在487℃。采用修改的溫控方式后，解決了困擾已久的除氧器超壓問題。
龍灣電廠汽輪機與余熱鍋爐來自不同的供貨商，當主參數(shù)不匹配時我們采取了修改控制方式予以解決。這種變通的溫控方式對應(yīng)的排氣溫度介于單循環(huán)與聯(lián)合循環(huán)之間。其透平進口溫度也介于這二者之間，而不會對燃機有任何的影響，相反由于進口透平溫度的降低，延長了通流部分的壽命，直至2000年10月，2臺燃機的累計運行時間已達12000 h，對燃機進行了孔探儀檢查，2號燃機一切正常，1號燃機一級噴嘴觀察到一條很細的裂紋，相對于同類型機組出現(xiàn)裂紋的時間，至少延長了6000 h。這種變通的方式也極大地方便了運行的并爐操作，縮短了并爐的時間，同時在較寬的負荷范圍內(nèi)排氣溫度(汽機汽溫)變化少，汽機負荷完全可以跟隨燃機，提高了負荷變動能力。缺點是這種變通的溫控方式影響了聯(lián)合循環(huán)的效率。由于這種影響只是在某一負荷段內(nèi)才發(fā)生。因此必須更深入研究以找出燃機壽命與效率之間的平衡點。 |
