提高汽輪發(fā)電機(jī)組高壓加熱器投運率的措施

1、提高汽輪發(fā)電機(jī)組高壓加熱器投運率的措施 高壓加熱器是電廠汽輪機(jī)組的重要經(jīng)濟(jì)輔助設(shè)備。一般情況下，高壓加熱器停運后，汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電出力將降低8%12，發(fā)電煤耗將上升3%5%，鍋爐的水冷壁管也易因超溫而受到損壞。因此，高壓加熱器的安全、穩(wěn)定運行將直接影響到發(fā)電機(jī)組的出力及整個熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。但由于系統(tǒng)設(shè)計、運行、檢修等方面的原因，上海石化熱電總廠發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)初期高壓加熱器投運率較低，一般為80%90%。近年來，由于加強了設(shè)備管理及考核力度，全廠高壓加熱器投運率保持在94%98%之間，基本保證了給水回?zé)嵯到y(tǒng)的安全可靠運行，從而提高了汽輪發(fā)電機(jī)組的運行經(jīng)濟(jì)性。熱力發(fā)電廠給水回?zé)嵯到y(tǒng)見圖1。1設(shè)

2、備基本狀況 上海石化熱電總廠是特大型國有企業(yè)上海石油化工股份有限公司的自備電廠，承擔(dān)著向各石油化工生產(chǎn)裝置提供動力能源的生產(chǎn)任務(wù)，裝機(jī)總?cè)萘?0萬kW，現(xiàn)供熱量900t/h，制純水量1550t/h左右，是目前國內(nèi)供汽和制水能力最大的熱電廠。2004年全廠發(fā)電量為33.96億kWh，供汽量為2109.8萬GJ。 圖1熱力發(fā)電廠給水回?zé)嵯到y(tǒng)簡圖全廠共安裝有7臺上海汽輪機(jī)有限公司出品的單缸沖擊單抽汽冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，型號為C50 - 8.83/1.27 - ；1臺上海汽輪機(jī)有限公司出品的單缸沖擊雙抽汽冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，型號為CC50 - 8.83/4.12/1.47；1臺上海汽輪機(jī)有限公司出品的

3、雙缸反動雙排汽雙抽汽冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，型號為CC100 - 8.83/3.8/1.47。每臺發(fā)電機(jī)組均配置有2臺高壓加熱器以提高鍋爐給水溫度(提高給水溫度約60)，增加汽水循環(huán)熱效率。各臺高壓加熱器的設(shè)計技術(shù)參數(shù)見表1、表2。 表1C50、CC50機(jī)組高壓加熱器的設(shè)計技術(shù)參數(shù) 設(shè)備名稱 型號 加熱面積/m2 加熱蒸汽壓力/MPa 加熱蒸汽溫度/ 給水壓力/MPa 給水量/t·h-1 1號高壓加熱器 JG - 350 - 350 3.2 375 16.7 400 2號高壓加熱器 JG - 350 - 350 1.74 297 16.7 400表2CC100機(jī)組高壓加熱器的設(shè)計技術(shù)參數(shù)

4、 設(shè)備名稱 型號 加熱面積/m2 加熱蒸汽壓力/MPa 加熱蒸汽溫度/ 給水壓力/MPa 給水量/t·h-1 1號高壓加熱器 JG - 580 - 1 580 3.1 372 16.7 620 2號高壓加熱器 JG - 590 - 2 590 1.74 297 16.7 620為了防止高壓加熱器鋼管管束在運行中發(fā)生破裂后鍋爐給水從高壓側(cè)的水室流向低壓側(cè)的汽室，造成高壓加熱器滿水和汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)水事故，兩臺高壓加熱器均安裝有如下的熱工滿水保護(hù):當(dāng)疏水液位上升至700mm時，自動開啟危急疏水電動門；當(dāng)疏水液位上升至800mm時，自動關(guān)閉高壓加熱器聯(lián)成閥，給水走鋼管旁路，同時自動關(guān)閉進(jìn)汽門及

5、其上級抽汽逆止門。2高壓加熱器投運率低的原因2.1高壓加熱器管系泄漏 JG - 350、JG - 580、JG - 590型高壓加熱器的受熱面由U型鋼管管束組成，管束采用雷管爆炸脹管加氬弧焊接的方式裝在管板上。由于管束受腐蝕或浸蝕，加之高壓加熱器啟停頻繁或運行操作不當(dāng)產(chǎn)生熱應(yīng)力等影響，因而會引起管束及脹口處發(fā)生泄漏，鍋爐給水從高壓加熱器的水室流向汽室，造成高壓加熱器水位不正常升高，出口給水溫度下降而不得不停用消缺。2.2高壓加熱器疏水管道泄漏 高壓加熱器的疏水采用逐級自流方式，由1號高壓加熱器流入2號高壓加熱器，最后流入高壓除氧器。由于高壓加熱器原采用的疏水管材質(zhì)為碳鋼，易受汽水兩相流體沖刷、

6、浸蝕。以前運行中常發(fā)生疏水管道受水沖擊振動，以及高壓加熱器疏水管至高壓除氧器前的彎頭處受沖刷嚴(yán)重，管壁逐漸變薄，運行中突發(fā)砂眼和疏水管破裂等問題，不得不停用消振和補焊。1996年3月，一臺機(jī)組的高壓加熱器疏水彎頭長期受汽水沖刷，在運行中突然破裂，帶壓疏水噴至附近運行中的給水泵的6kV電動機(jī)上，造成電動機(jī)損壞。2.3液位控制器故障 原來所用的高壓加熱器的液位控制器為機(jī)械浮球式控制器，主要通過調(diào)節(jié)高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥控制疏水流量來達(dá)到平衡液位的目的。這類疏水器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)普遍存在動作頻繁、容易卡澀、易腐蝕、易泄漏、工作可靠性差等問題，嚴(yán)重影響高壓加熱器的正常運行。2.4熱工自動及保護(hù)裝置故障 由于熱

7、工自動及保護(hù)測量和控制的元件對象為高溫高壓的抽汽和給水，工作環(huán)境惡劣，極易老化，運行可靠性差。在高壓加熱器投入及運行過程中，熱控裝置不太正常，常發(fā)生以下故障：高壓加熱器抽汽逆止閥失效或開度不足，壓力傳送裝置失靈，高壓加熱器汽室滿水保護(hù)誤動作，水室水位自動調(diào)節(jié)失靈，疏水水位指示不準(zhǔn)等。2.5檢修工藝不良 由于檢修人員對設(shè)備性能沒有完全掌握，加上檢修工藝質(zhì)量存在問題及高壓加熱器所屬附件本身質(zhì)量差等，故在高壓加熱器投運中常發(fā)生問題，影響正常投用，比如：高壓加熱器進(jìn)汽門壓蓋漏或機(jī)械過重，水側(cè)旁路閥或水側(cè)保護(hù)裝置不嚴(yán)或未關(guān)緊，疏水閥門泄漏或閥芯脫落，水位計泄漏等。并多次發(fā)生高壓加熱器檢修結(jié)束投運后，原檢

8、修部位仍發(fā)生故障的情況。2.6設(shè)備管理不完善 給水回?zé)嵯到y(tǒng)是火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中的主要系統(tǒng)之一，對全廠的安全、經(jīng)濟(jì)運行影響很大。但以前有些員工對此認(rèn)識不夠，再加上缺乏相應(yīng)的考核制度，部分檢修人員檢修時沒有緊迫感，作業(yè)拖拉，造成設(shè)備時常不能如期復(fù)役。運行人員在投運高壓加熱器上也有類似拖拉現(xiàn)象，未能做到將檢修結(jié)束的加熱器及時投用，因而降低了高壓加熱器的投運率。3提高高壓加熱器投運率的途徑3.1檢修方面的改進(jìn) 以前高壓加熱器疏水管的材質(zhì)為碳鋼20，其抗汽水兩相流體的沖刷能力差，易發(fā)生泄漏。前幾年，在汽輪發(fā)電機(jī)組大檢修時，分別把高壓加熱器的疏水管更換成不銹鋼管材質(zhì)，因此高壓加熱器疏水管，尤其是2號高壓

9、加熱器至高壓除氧器前的彎頭處，發(fā)生泄漏的次數(shù)大大減少。其次，檢修部也加強了管理工作，切實注重工藝質(zhì)量，加強設(shè)備維護(hù)，抓好加熱器部件的完好性，確保了它的長周期安全運行。3.2采用新型液位控制器 由西安交通大學(xué)根據(jù)汽液兩相流理論與控制原理相結(jié)合研制的汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制器近年來在各電力企業(yè)的高壓加熱器中得到廣泛應(yīng)用。它是基于流體力學(xué)理論和控制原理，利用汽液兩相流的流動特性設(shè)計的一種全新概念的液位控制器。該液位控制器無需外力驅(qū)動，屬自動式智能調(diào)節(jié)，以消耗少量的汽（約為排水量的1%2）作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動源。它具有性能優(yōu)異、可靠性高的突出優(yōu)點。液位控制器由調(diào)節(jié)器和傳感變送器兩部分組成。傳感器的作用是

10、發(fā)送水位信號和變送調(diào)節(jié)用汽；調(diào)節(jié)器的作用是控制出口水量，相當(dāng)于自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其調(diào)節(jié)原理是：當(dāng)加熱器的水位升高時，傳感器內(nèi)的水位隨之上升，導(dǎo)致發(fā)送的調(diào)節(jié)汽量減少，因而流過調(diào)節(jié)器中兩相流的汽量減少、水量增加，加熱器的水位隨之下降。反之亦然。由此實現(xiàn)了加熱器水位的自動控制。結(jié)合3號汽輪發(fā)電機(jī)組的檢修，先對該機(jī)組的高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)器進(jìn)行了更新改造試驗，經(jīng)半年多的運行考驗，取得了預(yù)期的效果，并在其他機(jī)組上進(jìn)行全面推廣。3.3運行方面的改進(jìn) 高壓加熱器運行時，主要監(jiān)視加熱蒸汽的壓力和溫度、給水進(jìn)出口溫度和流量、加熱器前后水溫，以及汽側(cè)的疏水水位等，如有缺陷應(yīng)及時安排停運消缺，防止設(shè)備的損壞。

11、條件許可情況下高壓加熱器應(yīng)隨機(jī)啟動，以減少熱應(yīng)力。目前，運行人員在高壓加熱器啟、停時，操作方法欠妥當(dāng)，主要是溫度變化率控制不合理，投、停速度過快。有關(guān)資料表明，溫度變化的快慢直接影響到加熱器的使用壽命。因此在投、停高壓加熱器時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行運行操作規(guī)程，注意減少加熱器的熱應(yīng)力。要求投運時，溫升率不大于3min；停用時，降溫率不大于1.52min。這也是防止高壓加熱器管系泄漏的主要措施。3.4嚴(yán)格考核制度 近年來廠部重點加強了對高壓加熱器投運率的考核力度，運行人員對提高高壓加熱器投運率的積極性大大增強。廠里同時定期召開運行分析會，找出高壓加熱器強迫停運的主要原因及存在的問題，并制定了相應(yīng)的對策措施。上述制度的執(zhí)行，有力地提高了圖2高壓加熱器投運率高壓加熱器的投運率。19972004年的7年里，高壓加熱器投運率從9