(国家电投集团宁夏能源铝业中卫热电有限公司宁夏中卫755000)
摘要:同类型机组调试期间给水泵系统出现一些问题,如给水泵入口滤网堵塞;除氧器高Ⅲ值液位开关误动,引起四段抽气跳闸,给水泵失去汽源;高压加热器入口三通阀门故障导致给水管路振动。对于现场的此类问题,加强各系统试运行后的滤网清理工作,将辅汽作为小汽轮机的备用汽源,当四段抽汽汽源不定时,作为第一备用汽源及时投入,防止小汽轮机出力不足,将电泵、汽前泵等设备滤网排污口安装在最低点,阀门安装在易于操作的位置。
关键词:350MW超临界机组;给水系统;运行优化;问题
1、给水系统概述
每台机组配置2台50%汽动给水泵。两台机组公用一台30%电动定速给水泵,仅作为机组启动时使用。
1.1系统简介
该机组配套的锅炉给水泵汽轮机为杭州汽轮机股份有限公司生产的2×50%的单缸、轴流、反动式、凝汽式汽轮机,小机排汽直接进入空冷凝汽器。汽轮机有两个汽源,一个正常工作汽源,蒸汽压力较低;另外一个备用汽源,蒸汽压力较高。无论工作汽源或备用汽源,均由调节器控制,汽源的切换由调节器自动控制完成。给水泵驱动给水泵汽轮机正常工作汽源采用四段抽汽,启动用汽源采用辅助蒸汽。水泵汽轮机配供盘车装置及其控制系统,盘车装置的投入与脱开为自动,并当给水泵汽轮机无润滑油时盘车装置不运行,并提供手动盘车装置。
给水泵汽轮机的控制采用电-液调节系统(MEH)控制机组的转速(功率),使其在规定的范围内运行。MEH系统与DCS系统联网,实现对汽轮机转速的控制,来调节给水泵的流量。
1.2主要设备技术规范
1.2.1给水泵给水泵汽轮机
型号:NKS63/56电气超速保护:6180r/min
调速范围:3000-5759危急保安器动作:6250
转子型式:整体锻造额定进汽压力(主汽阀前):1.1MPa
额定进汽温度(主汽阀前):370.1℃排汽温度:56℃
旋转方向:从机头方向看为顺时针
型式:单缸、轴流、反动式、凝汽式汽轮机
汽动给水泵型号:HPT200-330IM-6S
汽动给水泵生产厂商:上海电力设备修造总厂有限公司
汽动给水泵第一临界转速8600r/min。
汽动给水泵极限转速6250r/min
汽动给水泵旋转方向(从汽轮机向给水泵看)为顺时针方向旋转
1.2.2电动给水泵
2、给水泵优化
2.1电动给水泵优化及问题预控
2.1.1优化方式
在机组启动时,尤其是在基建调试阶段,汽动给水泵组有可能因没有工作汽源或汽源不足而无法满足启动要求,这一问题在冬季首台机组启动期间尤为突出,只能依赖于电动给水泵,设置电动给水泵可提高系统启动的可靠性和灵活性;另外,由于每台机配置2台汽动给水泵已经具有很高的可靠性,2台机组同时启动的可能性很小,2台机组配置1台定速启动电泵不仅能够保证投产后机组启动需求,同时也降低了投资成本。
2.1.2问题预控
2台机组设1台电动给水泵方案,管路系统布置相对复杂,运行中易发生2台机组间系统串流和设备误操作的问题,因此界定好电动给水泵系统的操作权限及逻辑闭锁条件尤为重要。
a.操作权的界定。电动给水泵设两路电源,分别由1、2号机组6kV母线供电,每台机组应仅对所属该机组侧的电泵电源开关、电动门及调门有操作权。
b.逻辑闭锁。电泵电源开关、电泵两路入口电动门、两路再循环电动门及调门、电泵出口至2台机电动门、中间抽头至2台机电动门间均需互设闭锁,防止两侧同时开启造成给水系统串流。另外,由于电动给水泵的公用性质,我厂设置了“1号机模式”、“2号机模式”,即仅能选择上述其中一个模式,进一步防止误操作时间发生。
c.系统设置。为避免因逻辑失灵或误操作导致的2台机组给水系统串流,两路再循环管道上均应设逆止门,同时应将电泵出口至2台机组给水管道上均设逆止门,中间抽头至2台机再热器减温水管道上设逆止门,通过三路逆止门的设置,可最大程度地避免2台机组发生给水串流,实现本质安全。由于该电泵为定速泵,仅作为机组启动使用,其带负荷能力较低,原则上可带30%额定负荷,但在实际启动过程中,为保证上水安全、节省启动时间,同时避免影响机组升负荷,冷态启动一般在机组并网后带5%初负荷暖机期间暖投小汽轮机,将电泵切至汽泵进行上水;另外,该启动电动给水泵出口压力一般在16MPa左右,锅炉水压试验时仍需使用汽动给水泵,所以需根据机组启动前进行的试验情况,提前选择汽泵的启动时机。
2.2汽动给水泵汽源优化及问题预控
2.2.1配置汽动汽源优化方式
给水泵的汽轮机一般设计有高、低压2路供汽汽源。正常工作时采用主机四段抽汽作为低压汽源,当机组停机或事故条件下四段抽汽不能满足给水需要时,自动切换为辅汽供汽,仍无法满足小汽轮机需要时,切至高压汽源,一般采用冷段再热抽汽作为小汽轮机高压汽源,辅汽汽源同时也作为调试用汽。
在实际运行中,冷段再热抽汽作为高压汽源很少使用,一般仅在机组夏季极高背压运行期间,四段抽汽无法满足给水流量时投入高压汽源,而出现这种情况的几率较小。另外,冷段再热抽汽作为高压辅助汽源通过高压调门进行调节,由于再热器冷段压力很大,如果调控不好高压汽源至小汽轮机调门开度,很容易造成高低调阀重叠度大,发生汽动给水泵高低调阀频繁抖动现象,甚至进汽超压,造成小汽轮机超速事故。
辅助蒸汽系统由2台机组共用,且互为备用,同时本机的冷段再热蒸汽和四段抽汽均能向辅助蒸汽系统供汽,另外我厂还设有燃煤启动锅炉,辅汽汽源具有较高的可靠性。辅汽压力稳定,且与小汽轮机设计压力接近,因此可以将冷段再热汽源取消,改为从辅助蒸汽联箱直接接到原高压备用汽源母管,这种方式可以充分利用原系统设计的机务系统和控制系统,某电厂甚至取消了小汽轮机高压主汽门和高调门进汽,辅汽作为备用汽源和启动汽源接至低压主汽门。
2.2.2存在问题及解决措施
a.冷段再热蒸汽高压备用汽源取消后,辅汽作为备用汽源,若管径设计不足,蒸汽流量将达不到汽泵满负荷要求,届时将无法实现辅汽作为汽泵启动、备用汽源的目的,因此,辅汽至小汽轮机供汽管道管径应按汽动给水泵带满负荷时所需蒸汽流量设计。另外,机组启动采用邻机辅汽汽源时,蒸汽消耗量大,限制了邻机接待高负荷,因此建议尽量缩短机组启动时间,尽早投入本机辅汽汽源。
b.在备用汽源至进汽门前设置疏水器或预暖管,并增加压力及温度测点,便于实时监视备用汽源过热度,确保备用汽源处于良好的备用状态,防止切换至备用汽源时因蒸汽温度的大幅降低,蒸汽焓值下降,做功能力变差,给水泵出力将大幅降低,甚至造成小汽轮机水冲击。备用汽源与运行汽源温差不宜超过50℃。
3、结束语
给水系统的作用是将除氧合格的给水经给水泵升压送至锅炉省煤器,在此过程中,给水在各级高压加热器中由来自汽轮机相应的各段抽汽加热,以提高循环热效率。给水系统还分别向过热减温器、再热减温器(由给水泵抽头提供)和高压旁路减温减压装置提供减温水。给水系统一般采用单元制,其容量必须满足锅炉最大连续蒸发量时的相应给水量、减温水量之和。因此,对采用汽泵组的给水系统提出了更高要求,通过上述的一些优化和预防措施,我厂运行至今,给水系统未出现任何异常事件。
参考文献:
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