吳春潮，諶麗

(神華神東電力重慶萬(wàn)州港電有限責(zé)任公司，重慶 404000)

0 引言

某電廠汽輪機(jī)是引進(jìn)德國(guó)西門(mén)子(Siemens)公司技術(shù)生產(chǎn)的1000 MW超超臨界汽輪機(jī)，型號(hào)為N1000－26.25/600/600。西門(mén)子公司原汽輪機(jī)設(shè)計(jì)有快冷模塊，即在高、中壓主汽門(mén)閥體上各設(shè)置1個(gè)快冷接口，但某電廠由于基建安裝時(shí)沒(méi)有配套快冷閥門(mén)，所以無(wú)法通過(guò)開(kāi)啟快冷閥門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)快冷功能。

某電廠鍋爐是引進(jìn)法國(guó)阿爾斯通(Alstom)公司技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界變壓直流煤粉爐。在鍋爐停用時(shí)間少于2 d時(shí)，不采取任何保護(hù)方法;停用3～5 d時(shí)，需對(duì)省煤器、水冷壁和啟動(dòng)分離器采取加藥濕態(tài)保養(yǎng)，對(duì)過(guò)熱器部分采取干燥保護(hù);停用時(shí)間長(zhǎng)于5 d時(shí)，需對(duì)省煤器、水冷壁、過(guò)熱器及再熱器等采取熱爐放水、余熱烘干、充氣加緩蝕劑保護(hù)等措施。

如何在現(xiàn)有系統(tǒng)條件下探索出同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷、鍋爐保養(yǎng)的新方法，是本文需要探索的一個(gè)新課題。

1 傳統(tǒng)汽輪機(jī)快冷及鍋爐保養(yǎng)方法

1.1 常用鍋爐保養(yǎng)方法

鍋爐停爐常用的保養(yǎng)方法有熱爐放水余熱烘干法、鍋爐省煤器、水冷壁及過(guò)熱器充氮保養(yǎng)法、氨及聯(lián)氨鈍化烘干法、氣相緩蝕劑法、成膜胺法等。在這幾種停爐保養(yǎng)方法中，熱爐放水余熱烘干法廣為采用，其他保養(yǎng)方法由于操作、控制難度較大，一般較少同步采用。

1.2 常用汽輪機(jī)空氣快冷方法

圖1 傳統(tǒng)汽輪機(jī)空氣快冷系統(tǒng)

傳統(tǒng)空氣快冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)有4套快冷管系，如圖1所示。壓縮空氣經(jīng)凈化、加熱后，分別由高壓導(dǎo)汽管、#1抽/疏水管道、#3抽/疏水管道以及中聯(lián)門(mén)下閥座疏水管道進(jìn)入汽輪機(jī)的通流部分，換熱后，高壓缸部分由高壓缸排氣管道上的VV閥排入凝汽器或直接排出至大氣，中壓缸部分排入低壓缸，由真空破壞門(mén)排出?？諝饪炖錅亟德实目刂仆ㄟ^(guò)改變各快冷管系壓縮空氣進(jìn)口氣量和溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 真空法同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷與鍋爐保養(yǎng)

2.1 電廠同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷與鍋爐保養(yǎng)流程

某電廠1000 MW汽輪機(jī)只有快冷接口，沒(méi)有配套的快冷閥門(mén)，同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷、鍋爐保養(yǎng)通過(guò)采用真空法和汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)以及高、低壓旁路控制系統(tǒng)的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)組停機(jī)后維持機(jī)組真空度，空氣從80 m高空引入擴(kuò)容器后，通過(guò)鍋爐汽水分離器儲(chǔ)水箱進(jìn)入鍋爐過(guò)熱器管屏被加熱，然后分別通過(guò)汽輪機(jī)高、中壓調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)入凝汽器，電廠同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷與鍋爐保養(yǎng)流程如圖2所示。通過(guò)調(diào)節(jié)高壓及中壓調(diào)節(jié)門(mén)的開(kāi)度、增減真空泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)控制進(jìn)入汽輪機(jī)的空氣量，使汽輪機(jī)內(nèi)部各部件金屬溫度下降到允許的范圍內(nèi)。

2.2 保養(yǎng)流程的實(shí)施

機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)后，維持循環(huán)水、凝結(jié)水、軸封以及真空系統(tǒng)的運(yùn)行，開(kāi)啟機(jī)組高、低旁路控制系統(tǒng)，對(duì)主再熱蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行降壓，控制壓降速度小于0.30 MPa/min。待機(jī)組主汽壓降至0.80～1.00 MPa后，鍋爐帶壓放水、余熱烘干。待機(jī)組主汽壓降至0.05 MPa以下后，關(guān)閉鍋爐各放空氣門(mén)、疏水門(mén)。

聯(lián)系熱控人員在工程師站強(qiáng)制邏輯，將鍋爐分離器儲(chǔ)水箱出口高水位控制(HWL)閥、高壓旁路閥開(kāi)至50%。運(yùn)行人員控制凝汽器真空度至－40～－30 kPa后，手動(dòng)掛閘，開(kāi)啟汽輪機(jī)高、中壓主汽門(mén)，高、中壓調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)至5%。開(kāi)啟汽輪機(jī)本體疏水門(mén)和高排通風(fēng)閥，觀察高壓主汽門(mén)、調(diào)節(jié)汽門(mén)、汽缸及高、中壓轉(zhuǎn)子溫度下降速度是否小于5℃/h，高、中壓缸上、下溫差以及高、中壓轉(zhuǎn)子內(nèi)外溫差不大于10℃，否則汽輪機(jī)立即停機(jī)。

如高壓主汽門(mén)、調(diào)節(jié)門(mén)、汽缸溫度及高、中壓轉(zhuǎn)子下降速度小于3℃/h，可通過(guò)開(kāi)大高壓調(diào)節(jié)門(mén)的方法提高溫降速度。當(dāng)高、中壓缸進(jìn)汽側(cè)溫度均小于200℃時(shí)，如高壓調(diào)節(jié)門(mén)全開(kāi)后仍不能保證高、中壓轉(zhuǎn)子溫度下降速度達(dá)到3℃/h，則啟動(dòng)第2臺(tái)真空泵。在汽輪機(jī)快冷期間，要密切監(jiān)視盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速變化，如有明顯下降趨勢(shì)，應(yīng)立即關(guān)閉高壓主汽門(mén)和調(diào)節(jié)門(mén)，破壞凝汽器真空系統(tǒng)。

3 效果說(shuō)明

某電廠每次計(jì)劃停機(jī)均同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷、鍋爐保養(yǎng)工作，停爐前將爐水pH值調(diào)至9.4～10.0，停爐后利用真空系統(tǒng)將鍋爐受熱面管屏內(nèi)濕蒸汽抽出，機(jī)組停爐前后采用氨水堿化烘干法、負(fù)壓余熱烘干法。根據(jù)DL/T 925—2005《火力發(fā)電廠停(備)用熱力設(shè)備防銹蝕導(dǎo)則》，鍋爐停爐后可維持停用3個(gè)月，采用此方法后鍋爐可不按鍋爐廠要求進(jìn)行充氣加緩蝕劑保護(hù)，減少了現(xiàn)場(chǎng)操作量，避免了采用緩蝕劑后鍋爐內(nèi)部鐵銹的脫落。由于鍋爐采用了2種干法防銹蝕保護(hù)方法，強(qiáng)化了對(duì)鍋爐汽水系統(tǒng)管道的保護(hù)，減少了鍋爐省煤器、水冷壁、過(guò)熱器以及再熱器的銹蝕，在機(jī)組下次啟動(dòng)過(guò)程中，減少了2 h的鍋爐冷、熱態(tài)清洗時(shí)間，節(jié)約除鹽水量約500 t，降低了機(jī)組啟動(dòng)損耗。

圖2 電廠同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷與鍋爐保養(yǎng)流程

汽輪機(jī)采用真空法快冷時(shí)，冷空氣進(jìn)入鍋爐各過(guò)熱器、再熱器受熱面被逐步加熱，在進(jìn)入汽輪機(jī)高、中壓缸時(shí)，空氣溫度與缸溫接近，對(duì)汽輪機(jī)的熱沖擊控制到最小。同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)高、中壓調(diào)節(jié)門(mén)的開(kāi)度以及增減真空泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)控制進(jìn)入汽輪機(jī)的空氣量，汽輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子及汽缸溫度下降速度平均為3.5℃/h，達(dá)到了快冷的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前300MW及以上單元集中控制機(jī)組，汽輪機(jī)快冷采用的方法主要有2種，一種是外加空氣冷卻裝置，另一種是通過(guò)軸封抽入少量空氣至缸體內(nèi)冷卻汽缸、轉(zhuǎn)子。鍋爐保養(yǎng)方法有很多，實(shí)際應(yīng)用最廣泛的是帶壓放水余熱烘干法，烘干后鍋爐受熱面管道內(nèi)存有部分濕蒸汽，假如長(zhǎng)期停用，會(huì)加劇腐蝕。

利用真空法同步進(jìn)行汽輪機(jī)快冷、鍋爐保養(yǎng)有4方面優(yōu)點(diǎn)。一是避免汽輪機(jī)在無(wú)空氣快冷裝置的情況下，通過(guò)軸封抽入少量空氣冷卻汽輪機(jī)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子、汽缸產(chǎn)生巨大的熱沖擊;二是在不增加系統(tǒng)設(shè)備改造投資的情況下，保證了汽輪機(jī)快冷效果，減少了快冷對(duì)汽輪機(jī)的熱沖擊;三是冷空氣從大氣擴(kuò)容器集水箱進(jìn)入鍋爐水冷壁、頂棚過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器及末級(jí)過(guò)熱器被逐步加熱，然后進(jìn)入汽輪機(jī)，鍋爐受熱面和汽輪機(jī)缸體轉(zhuǎn)子金屬壽命損傷小，系統(tǒng)能耗低;四是通過(guò)空氣的流通去除了鍋爐受熱面內(nèi)的濕蒸汽，避免了鍋爐受熱面濕蒸汽腐蝕。

此方法不改造原有熱力系統(tǒng)，不修改DEH及高、低壓旁路系統(tǒng)原控制內(nèi)核程序，僅需在DEH上增加1個(gè)停機(jī)快冷控制子模塊，在高、低壓旁路控制系統(tǒng)上增加1個(gè)停機(jī)強(qiáng)制操作模塊，在300 MW及以上單元集中控制機(jī)組上均能可靠實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，此方法不需要增加汽輪機(jī)空氣冷卻裝置的投資，避免了鍋爐充氮加緩蝕劑保養(yǎng)的復(fù)雜、繁瑣、不可靠，減少了運(yùn)行人員的操作量，降低了快冷、啟動(dòng)時(shí)的機(jī)組能耗，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)性。此方法推廣及應(yīng)用前景較為廣闊，300 MW及以上單元集中控制火電機(jī)組通過(guò)優(yōu)化DEH邏輯控制均能實(shí)現(xiàn)。

［1］葉紹義，沈琦.玉環(huán)電廠超超臨界1000 MW汽輪機(jī)組快冷系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.熱力發(fā)電，2009(8):89－92.

［2］謝學(xué)軍，龔洵潔，許崇武，等.熱力設(shè)備的腐蝕與防護(hù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，1998.