火力发电厂辅汽系统优化运行分析.pdf

2 0 1 5 年第3 3 卷第 1 期 内 蒙 古 电 力 技 术 I NNE R MONG0L I A EL E C TRI C P OW E R 3 5 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 6 2 1 8 ． 2 0 1 5 ． 0 1 ． 0 1 4 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0 1 3 7 0 0 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i {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 文献标志码 B 中图分类号 T M6 2 1 ． 7 j ； 文章编号 1 0 0 8 6 2 1 8 2 o 1 5 0 1 0 0 3 5 0 4 { Op t i mi z a t i o n i n Op e r a t i o n a l An a l y s i s o f Au x i l i a r y S t e a m S y s t e m i n Th e r ma l Po we r Pl a n t WA N G N a i j u n ，B A I X i u c h u n ，WA N G J u n j u n I n n e r Mo n g o l i a D a i h a i E l e c t r i c P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ． L t d ． ，U l a n c h a b 0 1 3 7 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t F o r c h o o s i n g d i f f e r e n t s t e a m s o u r c e f o r t h e a u x i l i a r y s t e a m s y s t e m i n I n n e r Mo n g o l i a Da i h a i El e c t r i c P o we r Ge n e r a t i o n Co ． ， Lt d ． ， c a r r y o n t h e q u a n t i t a t i v e a na l y s i s t o t h e i n flu e n c e o f t he un i t e ffi c i e n c y ， t h e r e s ul t i s t h e mo s t e c o n o mi c a l whe n c h o o s i n g No ． 4 e x t r a c t i o n s t e a m o f s e c o n d u ni t s u pp l y i n g ， whi l e s l i g h t l y e c o n o mi c a l a s u s i n g s e c o n d u ni t 0 引言 在 E t 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 【 收稿 日期】2 0 1 4 0 8 2 8 ； 【 修改 日期】2 0 1 5 0 l 一 0 4 【 作者简介】王乃军 1 9 7 6 ， 男 ， 山西人， 学士， 丁程师， 从事火电厂汽轮机专业运行管理工作。 3 6 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 5 年第3 3 卷第 1 期 汽源不同， 会对机组运行的经济性有很大影响n ， 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 6 0 0 M W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 MP a ， 低压辅汽 以下简称低辅 为 0 ． 4 MP a ； 二期 2 x 6 0 0 MW机组辅汽系统 只有 1 个压 力等级 ， 设计工作压力 0 ． 8 MP a t 。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 ． 7 5 MP a ， 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4 2 0 M W 时 ， 四抽压力 可达 0 ． 8 MP a ， 随 负荷增加最高可达 1 ．2 M P a ， 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， 2 0 1 1 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 。 2 辅汽系统采用不同汽源的经济性分析 经统计， 2 0 l 2 年单机平均辅汽供汽量为2 1 ． 1 4 ， 2 0 1 3 年为 1 6 ． 6 t ／ h 。以机组负荷 6 0 0 MW、 每 台机供 辅汽量 2 0 t ／ h为依据进行计算分析 ， 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 参数 一期冷再 一期热再 二期四抽 二期冷再 二期热再 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 A H1 2 0 ／ G x H 一 H a q ， 1 式中 主汽流量 ， 取 1 8 5 0 t ／ h ； 肌 一冷再焓值 ， k J ／ k g ； 一 排汽焓 ， k J ／ k g ， 取 T HA 汽轮机热耗保证 工况 工况值 ； q 一再热蒸汽吸热量 ， k J ／ k g 。 幸 幸 幸 1 号机高压辅汽联箱0 ． 8 M P a 2 号机高压辅汽联箱0 ． 8 M P a 3 号机辅汽联箱0 , 8 M P a 4 号机辅汽联箱0 ， 8 M P a ≯ 1 号 机 低 压 辅 汽 联 箱 0 ．4 M P a 2 号 机 低 压 辅 汽 联 箱 o ．4 M P a 宰 率 图1 岱海电厂辅汽系统联络示意图 2 0 1 5 年第 3 3 卷第 1 期 王乃军 ， 等 火力发电厂辅汽系统优化运行分析 3 7 2 吸热量变化 aQ 2 0 ／ G x q 。 2 3 装置效率降低 △ ， 7 t [ H - A H, ／ Q - A Q , - r ／ ] l r ／ x 1 0 0 ％， 3 式中 日 一新汽等效焓降值 ， k J ／ k g ， 分别由一、 二期机 组热力性能数据计算得 出； p 一新汽吸热量 ， k J ／ k g ， 分别 由一 、 二期机组热 力性能数据计算得出； 田 一汽轮机热效率 ， 一期取值 0 ． 4 4 。 经计算 ， 采用冷再供辅汽时 ， 一期机组做功 能 力减少量为 1 2 ． 9 8 k J ／ k g ， 吸热量变化为 5 ． 6 3 4 k J ／ k g ， 装置效率降低 6 ．0 5 7 ％； 二期机组做功能力减少量为 1 ．9 2 k J ／ k g ， 吸热量变化为5 ． 1 2 k J ／ k g ， 装置效率降低 6 ． 0 3 3 ％。 2 ． 1 ． 2 采用四抽供辅汽计算方法 1 做功能力减少量 A H 3 2 0 ／ G H4 一 日 1 ， 4 式中 主蒸汽流量 ， 取 1 8 5 0 t ／ h ； 一 四抽焓值 ， k J ／ k g ； 一 排汽焓 ， k J ／ k g ， 取T H A工况值 。 2 装置效率降低 △ 7 7 s [ H - A d -I 3 ／ Q - n ] ／ n x l O 0 ％， 5 式中 新汽等效焓降值 ， k J ／ k g ， 由二期机组热力 性能数据计算得出 ； p ～新汽吸热量， k J ／ k g ， 由二期机组热力性能 数据计算得 出； 叼 ～汽轮机热效率， ％， 二期取值0 ．4 3 。 经计算 ， 二期机组采用 四抽供辅汽时做功能力 减少量为8 ． 3 4 k J ／ k g ， 装置效率降低5 ． 2 4 7 ％。 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 a b △ B - A n B b z 日 9 9 5 4 ． 6 3 t ， 6 式 中△ 。 一 一期机组采用冷再供辅汽时装置效率 降低值； △ 厂 一期机组采用二期机组 四抽供辅汽时 装置效率降低值； B 。 一一期机组耗煤量， 取值3 2 5 g ／ k wh ； B 一二期机组耗煤量， 取值 3 3 0 g ／ k Wh ； 一 机组年运行小时数 ， 取 7 0 0 0 h ； P 一发电机额定功率 ， k W。 2 ． 2 ． 2 二期机组 采用二期机 组冷再与四抽供辅 汽 时 a b △ 叼 △ 7 7 B b P 1 0 8 9 3 ． 9 6 t ， 7 式中△ 卵 厂一 二期机组采用二期机组冷再供辅汽时 装置效率降低值； △ 卵 。 一二期机组采用二期机组四抽供辅汽时 装置效率降低值； B r 一二期机组耗煤量 ， 取值 3 3 0 g ／ k Wh ； -_机组年运行小时数 ， 取7 0 0 0 h ； 一 发电机额定功率 ， k W。 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 2 0 8 4 8 ． 5 9 t ， 煤价 以3 3 3 元／ t 计 ， 年节约费用约为 6 9 4 ． 2 5 8 万元 。上述计算 分析 均是基于机组负荷6 0 0 M W、 在T H A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H ， 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 MP a ， 一 期 机 组 低 辅 压 力 维 持 在 0 ． 3 5 MP a ； 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 ． 4 5 MP a ， 一期机组低辅压力维持 在 0 ． 3 5 MP a ； 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 M P a ， 一期机组低辅压力维持在0 ．3 M P a 。 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 3 8 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 5 年第3 3 卷第1 期 仍无法维持上述辅汽压力要求， 需在投人冷再供辅 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 1 5 0℃， 提升低辅压 力 至O ． 4 MP a ， 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1 7 0 c I 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 M P a ， 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 ％一 5 ％， 通过冷再供辅汽调阀 维持高压辅汽联箱压力在 0 ． 5 MP a 左右 ， 低压 辅汽 联箱压力在 0 ． 4 MP a 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 MP a ， 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 。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 J ． 华中电力， 2 0 0 3 ， 1 2 1 4 0 4 1 ． [ 2 ]内蒙古岱海发电有限责任公司． 内蒙古岱海发电有限责 任公司企业标准集控运行规程[ R 】 ． 乌兰察布 内蒙古岱海 发电有限责任公司， 2 0 1 0 2 0 ． [ 3 ]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 ， 1 9 8 5 1 6 2 1 6 3 ． 【 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 1 _ 动力工程 ， 2 0 0 4 ， 2 4 2 1 8 6 1 8 8 ． 【 5 ]陈洁 ， 王学同． 能级利用原则在 3 0 0 MW机组厂用汽系统 的应用【 J 】 ． 汽轮机技术， 2 0 0 6 ， 4 8 5 3 9 3 3 9 4 ． 编辑 王红 巴彦淖尔电业局巴彦供 电分局“ 智能配网接地电阻在线预警监测技术研究” 荣获全国电力职工技术成果三等奖 在2 0 1 4 年第六届全国电力职工技术成果表彰会上， 巴彦淖尔电业局巴彦供电分局主创的 “ 智能配网接地电阻在线预警监测技术研究” 荣获三等奖。该项目主要通过应用在线接地监测系 统对配电设备接地 电阻进行全天候监测 ， 及时、 准确地反映配电设备接地电阻的当前状况 ， 达到 在线监测的目的。该系统的应用不仅有效减少了配电网事故障碍的发生， 提高了设备管理运行 水平 。 而且可以减少人 员巡视工作量 ， 经济效益显著。该项 目是供 电企业开展 配电网状态检修工 作可推广应用的一种新方法。 巴彦淖尔电业局 燕换平供稿