内蒙古电力技术  2015, Vol. 33 Issue (01): 35-38   PDF    
火力发电厂辅汽系统优化运行分析
王乃军, 白秀春, 王俊俊    
内蒙古岱海发电有限责任公司, 内蒙古乌兰察布013700
摘要:对内蒙古岱海发电有限责任公司辅助蒸汽系统选择不同供汽汽源时,机组运行经济性受到的影响进行了定量分析,认为由二期机组四段抽汽供汽经济性最优,由二期机组冷段再热蒸汽供汽的经济性略优于由一期机组冷段再热蒸汽供汽。并结合机组实际运行方式、机组启停方式及机组发生事故时的运行情况等,根据不同季节环境温度及各辅汽用户用汽量情况,提出辅汽系统优化运行注意事项。
关键词火力发电厂     辅汽系统     汽源     冷段再热蒸汽     四段抽汽    
Optimizationin Operational Analysis of Auxiliary Steam System in Thermal Power Plant
WANG Naijun, BAI Xiuchun, WANG Junjun    
Inner Mongolia Daihai Electric Power Generation Co., Ltd., Ulanchab 013700, China
Abstract:For choosing different steam source for the auxiliary steam system in Inner Mongolia Daihai Electric Power Generation Co.,Ltd., carry on the quantitative analysis to the influence of the unit efficiency, the result is the most economical when choosing No.4 extraction steam of second unit supplying, while slightly economical as using second unit cold reheater as first unit. According to the results of the analysis, it provides a theoretical basis and guidance for selecting the source of auxiliary steam in power plants, so as to achieve the purpose of saving energy and reducing consumption, improve the operation efficiency. At the same time, based on the actual operating mode, unit start-up and shutdown, accident conditions, combined with different seasons and temperature, auxiliary steam consumption, it proposes operation precautions.
Key words: thermal power plant     auxiliary steam system     steam source     cold reheat steam     No.4 extraction steam    
0 引言

在日常生产过程中,火力发电厂需要使用辅助 蒸汽系统(即辅汽系统),如炉前燃油伴热、油枪吹 扫、蒸汽吹灰、脱销液氨加热、采暖和生活用汽等。 辅汽汽源一般设计为机组正常运行时使用汽轮机 的中压排汽;机组甩负荷或启、停时使用主蒸汽汽 源和再热冷段汽源。但现场实际生产过程中,却存 在由于阀门不严或人为因素等造成的主蒸汽和再 热冷段蒸汽进入辅汽系统的现象。辅汽系统供汽汽源不同,会对机组运行的经济性有很大影响[1],因 此有必要对辅汽系统采用不同汽源对机组运行经 济性的影响进行分析,以优化辅汽系统的运行方 式。 1 辅汽系统概况

内蒙古岱海发电有限责任公司(以下简称岱海 电厂)一期2×600 MW机组辅汽系统分为高压辅汽 系统和低压辅汽系统,高压辅汽(以下简称高辅)设 计工作压力为0.8 MPa,低压辅汽(以下简称低辅)为 0.4 MPa;二期2×600 MW机组辅汽系统只有1个压 力等级,设计工作压力0.8 MPa[2]。机组启动时辅汽 系统由相临机组供汽(启动锅炉已拆除),待冷段再 热蒸汽(以下简称冷再)汽源压力满足辅汽压力时, 切至冷再供汽,四抽工作压力满足辅汽压力时,切 至四段抽汽(以下简称四抽)供汽。一期机组给水 泵驱动方式为小汽轮机驱动,正常运行中驱动汽源 取自四抽,但因机组正常运行中四抽压力最高不足 0.75 MPa,且考虑小汽轮机驱动汽源的稳定性,一期 机组投产以来机组辅汽一直由冷再供汽。二期机 组负荷达到420 MW时,四抽压力可达0.8 MPa,随 负荷增加最高可达1.2 MPa,因此可采用四抽供汽。 为保证四抽正常供给辅汽,提高机组运行经济性,2011年机组正式投产后,增加了四抽供辅汽调阀。 岱海电厂辅汽系统见图 1

图 1 岱海电厂辅汽系统联络示意图
2 辅汽系统采用不同汽源的经济性分析

经统计,2012年单机平均辅汽供汽量为21.14 t/h, 2013年为16.6 t/h。以机组负荷600 MW、每台机供 辅汽量20 t/h为依据进行计算分析[3]表 1为机组实 际运行中辅汽汽源相关参数。

表 1 辅汽汽源参数
2.1 采用冷再、四抽供辅汽时机组运行经济性 2.1.1 采用冷再供辅汽时计算方法

(1) 做功能力减少量

式中G—主汽流量,取1850 t/h;

HLZ—冷再焓值,kJ/kg;

Hn—排汽焓,kJ/kg,取THA(汽轮机热耗保证 工况)工况值;

q—再热蒸汽吸热量,kJ/kg。

(2) 吸热量变化

(3) 装置效率降低

式中H—新汽等效焓降值,kJ/kg,分别由一、二期机 组热力性能数据计算得出;

Q—新汽吸热量,kJ/kg,分别由一、二期机组热 力性能数据计算得出;

η—汽轮机热效率,一期取值0.44。

经计算,采用冷再供辅汽时,一期机组做功能 力减少量为12.98 kJ/kg,吸热量变化为5.634 kJ/kg, 装置效率降低6.057%;二期机组做功能力减少量为 1.92 kJ/kg,吸热量变化为5.12 kJ/kg,装置效率降低 6.033%。 2.1.2 采用四抽供辅汽计算方法

(1) 做功能力减少量

式中G—主蒸汽流量,取1850 t/h;

H4 —四抽焓值,kJ/kg;

Hn —排汽焓,kJ/kg,取THA工况值。

(2) 装置效率降低

式中H—新汽等效焓降值,kJ/kg,由二期机组热力 性能数据计算得出;

Q—新汽吸热量,kJ/kg,由二期机组热力性能 数据计算得出;

η—汽轮机热效率,%,二期取值0.43。

经计算,二期机组采用四抽供辅汽时做功能力 减少量为8.34 kJ/kg,装置效率降低5.247%。

根据以上计算结果可知,4台机辅汽由二期机 组四抽供汽的经济性最优,由二期机组冷再供汽经 济性略优于由一期机组冷再供汽。 2.2 采用不同汽源年耗煤降低量 2.2.1 一期机组采用冷再供辅汽与采用二期机组四抽供辅汽时

式中Δη1—一期机组采用冷再供辅汽时装置效率 降低值;

Δη3—一期机组采用二期机组四抽供辅汽时 装置效率降低值;

Bb1 —一期机组耗煤量,取值325 g/kWh;

Bb2 —二期机组耗煤量,取值330 g/kWh;

H— 机组年运行小时数,取7000 h;

Pe—发电机额定功率,kW。 2.2.2 二期机组采用二期机组冷再与四抽供辅汽时

式中Δη2—二期机组采用二期机组冷再供辅汽时 装置效率降低值;

Δη3—二期机组采用二期机组四抽供辅汽时 装置效率降低值;

Bb2—二期机组耗煤量,取值330 g/kWh;

H—机组年运行小时数,取7000 h;

Pe—发电机额定功率,kW。 2.2.3 结论

经计算,一、二期机组均采用二期机组四抽供 辅汽年节约煤量合计为:20 848.59 t,煤价以333元/t 计,年节约费用约为694.258万元。上述计算分析 均是基于机组负荷600 MW、在THA工况下利用等 效热降原理进行分析,辅汽汽源参数取自实际运行 参数。实际运行效果还会因冷再供辅汽阀门内漏, 机组负荷偏差,以及机组运行参数偏差等因素影 响,与计算分析结果会有偏差,但采用不同的辅汽 供汽方式对机组运行的经济性影响显著。 3 辅汽系统优化运行注意事项

在保证各辅汽用户用汽需求前提下,降低辅汽 运行压力,不仅可以增加低能级蒸汽的使用量[4],而 且可以减少由于辅汽系统阀门或疏水器内漏而造 成的热量损失。具体要注意以下几点:

(1) 4台机组辅汽供汽优先采用二期机组四抽 供汽,若在低负荷时四抽不足以维持正常辅汽供 给,优先使用二期机组冷再补充供汽(4台机辅汽联 箱联络门开启)。可根据二期2台机运行背压偏差, 调整2台机四抽供辅汽流量,运行背压低的机组可 多供,运行背压高的机组可少供,但禁止1台机停 供,以保证四抽供辅汽管路处于热备状态。

(2) 冬季厂区供暖时,二期机组辅汽联箱压力 维持在0.5 MPa,一期机组低辅压力维持在0.35 MPa;厂区供暖停运、生活区供暖时,二期机组辅汽 联箱压力维持在0.45 MPa,一期机组低辅压力维持 在0.35 MPa;生活区供暖停运及炉侧暖风器转为夏 季运行方式时,二期机组辅汽联箱压力维持在0.4 MPa,一期机组低辅压力维持在0.3 MPa。

(3) 二期机组四抽满足辅汽需求量条件下,4 台机组冷再供辅汽调阀关闭、冷再供辅汽调阀前电 动阀关闭;二期机组四抽供辅汽调阀全开后,如果仍无法维持上述辅汽压力要求,需在投入冷再供辅 汽前就地开启管路疏水,进行充分暖管,防止管路 汽水两相流冲击振动。

(4) 辅汽降压运行期间,需加强氨区蒸发槽温 度监视,温度低时需提升辅汽压力。低辅为轴封备 用汽源,注意随时保证低辅蒸汽过热度,以备机组 异常工况下及时投运。同时在运行中需加强低辅 联箱温度监视,如低辅温度低于150 ℃,提升低辅压 力至0.4 MPa,半小时后若温度无上升,开启低辅联 箱疏水器旁路手动阀,将低辅温度提升至170 ℃以 上后,关闭疏水器旁路手动阀,恢复低辅压力至降 压运行压力。

(5) 如遇机组启停,停运机组辅汽由临机接 带,并提升辅汽压力至0.6 MPa,以保证除氧器加热 和轴封系统正常供汽;遇有机组冷态启动时,其辅 汽由临机供给,辅汽由冷再供汽,此时需防止四抽 供汽温度过高,以影响机组高压胀差控制。

(6) 如发生发电机组出线跳闸等事故,造成全 厂机组跳闸时,需立即将4台机组高压旁路切换至 手动方式,缓慢开启3%~5%,通过冷再供辅汽调阀 维持高压辅汽联箱压力在0.5 MPa左右,低压辅汽 联箱压力在0.4 MPa左右。谨防辅汽联箱安全阀动 作,且高旁开度不宜过大,以防主汽压力快速下降; 通过低旁的冷再压力应≤4 MPa,以防冷、热再安全 阀动作。一期机组为高压缸启动方式,机组冲车前 需关闭旁路;二期机组为高、中压缸联合启动,冲车 过程中热再压力控制较低,为防止轴封供汽失压, 对于先恢复启动的机组,辅汽应提前切至临机供汽 后,方可进行挂闸、冲转。

(7) 当辅汽压力高于二期机组四抽压力时,关 闭四抽供辅汽电动截阀,以防逆止阀不严造成四抽 压力异常,导致中压级叶片过负荷。

(8) 对于投入供暖系统、炉侧暖风器、油枪吹 扫蒸汽、除氧器辅汽加热、辅汽供轴封的操作,需注 意辅汽联箱压力,防止辅汽系统失压。 4 结语

辅助蒸汽的使用不当会导致蒸汽做功能力的 过多损失,辅汽系统采用不同汽源供汽,对机组的 经济性影响明显。通过合理选择供汽方式可以提 高机组循环热效率、降低煤耗[5]。通过对岱海电厂 辅汽系统各种运行方式下设备效率的计算分析可 知,利用二期机组四抽供辅汽的方式最为经济,根 据机组设备系统提出的运行注意事项,能够满足机 组日常运行和特殊工况下辅汽用户的需求,同时可 以提高机组的运行经济性。

参考文献
[1] 卫青波,翟培强.厂用汽源运行方式对机组经济性的影 响分析[J].华中电力,2003,12(1):40-41.
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[3] 林万超.火电厂热系统定量分析[M].西安:西安交通大学 出版社,1985:162-163.
[4] 李琳,王培红,贾俊颖.汽轮机厂用抽汽系统的节能效果 评价[J].动力工程,2004,24(2):186-188.
[5] 陈洁,王学同.能级利用原则在300 MW机组厂用汽系统 的应用[J].汽轮机技术,2006,48(5):393-394.