APP下载

350MW机组小汽机高压汽源切除的探讨与研究

2012-06-06

东方汽轮机 2012年4期
关键词:汽源汽机汽包

(华北电力大学研究生院三河发电有限责任公司,河北 三河,065201)

350MW机组小汽机高压汽源切除的探讨与研究

杨树旺

(华北电力大学研究生院三河发电有限责任公司,河北 三河,065201)

文章阐述了设有多路汽源的小汽机在高压汽源切除后运行工况的变化,以及由此而带来的对汽包水位调节的影响,结合现场实际提出小汽机高压汽源不能备用后需采取的检修措施、运行措施。

小汽机;高压汽源;汽包水位;措施

0 引言

三河电厂一期设计为两台350MW纯凝式汽轮发电机组,分别于1999年、2000年投产发电。给水系统配有两台50%容量汽泵和一台50%容量电泵,小汽机有一路高压汽源和两路低压汽源,出于节能考虑,于2009年初将小汽机高压汽源切除,小汽机高压汽源切除后约半年时间内机组运行正常,但是自华北网两个细则执行及一期两台汽轮机供热改造完成并开始供热后,在机组快速降负荷及供热期间出现了小汽机汽源不足的情况,并由此引发了汽包水位大幅波动,严重威胁机组安全运行。

1 小汽轮机型式简介

给水泵汽轮机(如图1所示)是冲动式、单缸、单轴、单排汽、凝汽式的机组。额定转速6110r/min,排汽压力是4.9kPa。给水泵汽轮机设置有一个高压主汽门、一个高压调速汽门,一个低压主汽门和6个低压调速汽门。

图1 给水泵汽轮机结构图

给水泵汽轮机有三路汽源,即主蒸汽、五段抽汽、高温辅助蒸汽。五段抽汽为工作汽源,设计参数为0.84MPa(A)/316℃,主蒸汽为备用汽源,设计参数16.67MPa(A)/538℃。高温辅助蒸汽一般作为检修和调试用,在特殊情况下也可以在机组启动过程中不用电动给水泵而用给水泵汽轮机。

2 小汽机转速控制原理

在机组运行时,给水控制系统将给水总操PID指令分配给投入自动的给水泵并转变为小汽机参考转速信号。这个参考转速信号通过DCS系统送至小汽机MEH系统,MEH系统调节小汽机转速,从而改变汽动给水泵出力。其中分配给汽泵的给水指令0~100%对应小汽机转速4000~6171r/min。小汽机转速调节过程见图2。

图2 小汽机转速调节过程图

小汽机MEH的控制功能主要是小汽机的转速调节。MEH接受给水功能组发出的FWC信号并经升速率限制后给出参考转速。小汽机的参考转速给定后,MEH系统根据参考转速计算出相应的GV阀位指令。GV阀位指令经过不同的函数变换成20~160mA的信号送至高、低压调门的电液转换器,控制高、低压调门的开度,从而也使小汽机实际转速随之变化。在调节系统中,实际转速反馈与参考转速比较,将转速偏差进一步进行调节,最终使小汽机转速达到目标值,满足给水调节需要。

图3 小汽机高低压调节特性曲线

图3为小汽机高低压调节特性曲线。当小汽机低压汽源不足时,低压调门开度可能满足不了给水调节需要。为了满足调节需要,高压调门将开启参与调节。从图3中可以看出:当小汽机阀位指令达到45%时,LP-GV开度达到90%,HPGV开始参与调节。阀位指令达到50%时,LP-GV全开。在MEH系统的精确控制下,小汽机高、低压调门的密切配合完全可以满足机组运行的给水调节要求。

3 小汽机高压汽源切除后产生问题

小汽机高压汽源切除后一段时间内机组运行较为平稳,高压汽源并未参与调节,2009年6月份为适应华北网两个细则,机组控制方式由炉基础改为机炉协调方式,升降负荷速率由原来的5MW/min改为10MW/min,降负荷过程中,机组多次发生小汽机高压调门开启情况,由于高压汽源已经切除但热工逻辑并未进行修改,高压调门参与调节扰乱小汽机转速控制,造成小汽机突甩负荷、汽包水位大幅波动。如图4所示,机组由350MW降负荷至180MW过程中,小汽机突甩负荷转速由5200 r/min降至4780 r/min,造成给水流量突降700t/h降至200t/h,汽包水位波动±200mm。

图4中列出了小汽机运行的5个工况点,根据小汽机调门、转速及汽包水位变化情况对小汽机运行特性进行分析,过程分析见表1。

图4 小汽机机运行的工况图

表1 小汽机5个工况点的过程分析

综合上述分析,造成小汽机转速突降原因为参考转速与实际转速偏差过大,而转速偏差过大的原因为小汽机高压调门较长时间参与调节。

4 影响小汽机调门开度因素

小汽机调门开度变化主要受汽源压力、管道阻力及带水出力三方面因素影响,下面列表分析了三种因素对小汽机调门开度影响程度(见表2~4)。

表2 主汽压力对小汽机调门开度影响(纯凝工况)

如表2所示,主汽压力升高1MPa,小汽机转速增加160 r/min,小汽机低压调门需增加开度7%。

表3 给水泵再循环开启对小汽机调门开度影响(纯凝工况)

如表3所示,开启一台汽泵再循环,小汽机转速增加150 r/min,小汽机低压调门需增加开度约7%。

如表4所示,供热工况下,小汽机低压汽源压力降低0.05MPa,小汽机低压调门需增加开度约8%。

表4 五抽压力对小汽机调门开度影响(供热工况)

5 措施与建议

小汽机高压汽源切除后,高压调门频繁参与调节扰乱了给水系统正常调节,根据现场实际情况及小汽机运行特性,提出以下检修及运行措施:

5.1 检修措施

(1)恢复小汽机高压汽源。

(2)增加小汽机异常运行工况报警信号,当小汽机低压调门开度大于85%或参考转速与实际转速偏差大于30r/min时,MEH或DCS发出报警。

(3)小汽机高压汽源不能投入时,热工作条件闭锁小汽机高压调门控制回路,小汽机转速由低压调门单一控制。

(4)小汽机辅汽汽源手动门改成电动门,紧急情况时远方操作投入使用。

5.2 小汽机高压汽源不能备用时运行措施

(1)降负荷过程中及时设定主汽压力与负荷匹配,连续降负荷过程中,监视MEH画面小汽机低压调门开度>80%,立即降低负荷变化率,降低主汽压力,维持给水调节系统稳定运行,防止小汽机出力不足。

(2)单台给水泵流量在220T/H~260 T/H附近运行时,给水泵再循环门自动开、关影响给水自动调节时,将再循环门切手动运行,禁止手动全开、全关大幅操作,降低对给水系统的扰动。

(3)机组供热运行时,调整供热负荷时保证中排压力在正常范围,控制小汽机低压调门开度小于80%。

6 备注

2011年10月份#1机组小汽机高压汽源恢复, 11月份发生了小汽机低压调门油动机故障,造成小汽机转速突降500 r/min,此时高压调门立即开启,汽包水位只是发生轻微波动,避免了机组一次非停,保证了机组安全。

[1]三河发电有限责任公司.350MW集控运行规程, 2009.12.6

[2]三河发电有限责任公司.汽轮机设备培训教材,2006.10

The Study and Research on the Excision of HP Steam Source of 350MW Unit Small Steam Turbine

Yang Shuwang

(Graduate Schoolof North China Electric Power University Sanhe Power Generation Co.,Ltd.Sanhe Hebei 065201)

The operating change of the small steam turbine is elaborated,which is equipped w ith themulti-channel steam sources but the high pressure steam source ismoved,the influence of the controlling water-level of steam drum isdescribed,themeasurements of the operating and maintenance are put forward,based on scene reality,when the high pressure steam source of the small steam tuibine isnot spared.

small steam turbine,high pressure steam source,water-levelof steam drum,measurement

杨树旺(1977-),男,工程师,1997年毕业于北京电专热动专业,工学学士学位,现从事三河发电有限责任公司集控运行生产工作。

猜你喜欢

汽源汽机汽包
电厂汽机摩擦振动故障分析与诊断研究
1060t/hCFB锅炉吹灰汽源节能技改及分析
浅析发电厂汽机水泵的维护与检修
冶金联合循环机组汽机冷端系统运行优化
降低火电厂汽机房内噪声污染的有效措施探讨
600MW亚临界汽包炉再热汽温低的治理及应用
660 MW机组给水泵小汽轮机汽源配置问题分析及处理措施
锅炉汽包用13 MnNiMo5-4 特厚钢板的研制
浅析350 MW机组小汽轮机汽源存在的问题及对策
大型锅炉汽包壁温差控制措施