３５０ＭＷ纯凝机组抽汽供热改造分析与应用

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３５０ＭＷ纯凝机组抽汽供热改造分析与应用
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３５０ＭＷ纯凝机组抽汽供热改造分析与应用

３５０ＭＷ纯凝机组抽汽供热改造分析与应用
张学军，刘路明，尹丽辉，杨光辉
（三河发电有限责任公司，河北三河０６５２０１）
摘　要：三河发电厂１、２号３５０ＭＷ日本三菱燃煤亚临界纯凝发电机组改造为抽汽供热机组，针对在设计调试和运行中主要技术问题及应用进行了分析，解决了大型纯凝机组改造为抽汽供热机组中的一系列问题，可以为其它同类型机组改造设计提供参考和借鉴。
关键词：调试；技术改造；变频控制；抽汽供热机组
中图分类号：ＴＫ２６９．＋１文献标识码：Ｂ文章编号：１００２－１６６３（２０１０）０３－０２２８－０３
Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄａｐｐｌｉａｎｃｅｏｆ３５０ＭＷｓｔｒａｉｇｈｔｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇａｎｄ
ｓｔｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｈｅａｔｒｅｆｏｒｍ
ＺＨＡＮＧＸｕｅｊｕｎ，ＬＩＵＬｕｍｉｎｇ，ＹＩＮＬｉｈｕｉ，ＹＡＮＧＧｕａｎｇｈｕｉ
（ＳａｎｈｅＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓａｎｈｅ０６５２０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉｓｕｂｃｒｉｔａｉｃａｌｓｔｒａｉｇｈｔｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇｈｅａｔｓｙｓｔｅｍｉｓｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｔｏｓｔｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｈｅａｔｓｙｓｔｅｍ．
Ｗｈａｔｗｅａｎａｌｙｚｅｉｓｍａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄａｐｐｌｉａｎｃｅｉｎｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｒｕｎｎｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ．Ｔｈｉｓｒｅｆｏｒｍｓｏｌｖｅｓａｓｅ
ｒｉｅｓｏｆｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇｓｔｒａｉｇｈｔｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇｈｅａｔｓｙｓｔｅｍｔｏｓｔｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｈｅａｔｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｃａｎｂｅａｇｏｏｄ
ｅｘａｍｐｌｅｆｏｒｏｔｈｅｒｒｅｆｏｒｍｓｏｆｓｉｍｉｌａｒｍａｃｈｉｎｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｓｔｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｏｒｍ；ｉｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｔｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｈｅａｔｓｙｓｔｅｍ
高砂制作所生产的３５０ＭＷ亚临界一次中间再热燃煤凝汽式机组。为满足当地及周边地区日益增长的供热需求，拟对一期工程２台汽轮机进行抽汽供热改造，汽机采用打孔抽汽，抽汽口射在中低压连通管上；机组改造后，凝汽工况运行时，机组的效率不低于原设计值；供热工况运行时，采暖抽汽疏水回收进主机热力系统。根据北重汽轮电机厂提供机组改造的热平衡资料，抽汽参数为０．８ＭＰａ／３１０℃，单机最大抽汽量４００ｔ／ｈ，单机供热能力２６０ＭＷ。
１　汽轮机组供热改造的技术分析
１．１　系统概述
此次抽汽供热改造，是在原纯凝３５０ＭＷ机组基础上增加连通管并打孔抽汽供热网采暖。改造后主系统及中低压缸联通管引出管如图１所示。
对图１的高压缸需要改为高中压缸原机组型号为ＴＣ２Ｆ－４０．５型，双缸双排汽，级数为３４，高压图１　改造后的主系统缸为１单列调节级＋１１压力级，中低压缸为１０压力级，低压缸为２×６压力级，背压４．９ｋＰａ，额定工况时主汽压力１６．６７ＭＰａ，主汽温度５３８℃，再热压力３．６６ＭＰａ，再热温度５３８℃，主汽流量１０５２ｔ／ｈ，中压缸排汽压力为０．８ＭＰａ。改造后抽汽工况，主汽压力１６．６７ＭＰａ，主汽温度５３８℃，主汽流量１０５２ｔ／ｈ，再热压力３．７３ＭＰａ，再热温度５３８℃，机组出力（额定／最大）２８９４１８／２６８９７３ｋＷ，抽汽压力０．８ＭＰａ，抽汽温度３１０℃，抽汽量（额定／最大）３００／４００ｔ／ｈ，热耗（额定／最大）为７０００／６６５５ｋＪ／（ｋＷ·ｈ），背压４．９ｋＰａ。
中低压连通管供热改造后，在极端条件下中压缸排汽压力最高至０．９２ＭＰａ，而原高中压合缸的双层的设计，缸体的承压能力远超于０．９２ＭＰａ。所以，供热抽汽改造后，中压排汽缸的强度、刚度及中分面螺栓都能满足长期安全运行要求。同时，在联通管蝶阀前增设安全阀，当中压后部排汽缸抽汽压力达０．９ＭＰａ时，安全阀动作，保证中压缸后部排汽缸压力不超过０．９ＭＰａ。热网（换热站）为两台加热器并列运行，疏水由热网疏水变频泵回收至机组除氧器，加热器水侧由热网循环变频泵供热用户。
１．２　主要改造部件及说明
１．２．１　用带抽汽的连通管替换原来不带抽汽的连通管，在低压缸入口处连通管上设置蝶阀，直径ＤＮ１４００，蝶阀设置一旁路，安装安全阀，规格为ＤＮ４００。在蝶阀上游连通管中部，接出抽汽管道，连接至热网。根据最大抽汽量４００ｔ／ｈ，抽汽管道直径为ＤＮ１０００，配有抽汽逆止门、快关门、隔离门和疏水门，在抽汽管道与连通管连接处布置１个膨胀补偿器，用来抵消外部抽汽管道对连通管作用的力和力矩，疏水管道直径ＤＮ５０。
１．２．２　蝶阀用来调整去供热抽汽管道蒸汽流量的大小。额定采暖工况蒸汽压力０．８ＭＰａ，蒸汽温度３１０．８℃。抽汽压力调节范围０．６５～０．８７ＭＰａ。
抽气管道通过Ａ列钢梁进入热网首站分为四路进入两台热网加热器，每个分支管路上带有电动截止门，通过加热器换热变成热网疏水。
１．２．３　安全阀用来防止抽汽时蝶阀被卡住在较小
开度等最极端恶劣情况，此时会造成连通管内压力
升高，一旦达到动作值，安全阀动作排入凝汽器，保证机组安全。
１．２．４　抽汽逆止门是用来防止机组内压力降低时，抽汽管道内容积流量对机组倒灌发生危险。
１．２．５　快关门是用来防止抽汽管道内压力突然降低时，机组内蒸汽大量泄漏导致的危险。
１．２．６　隔离门是对供热抽汽管道的总闸门，并辅助调节热网进汽量。
１．２．７　热网加热器疏水系统，设置３台５０％容量的热网疏水泵，配置３台变频器，热网疏水泵是将热网加热器的疏水送至主机凝结水系统中的４号低加出口，进入除氧器，通过变频控制热网加热器内水位。
１．２．８　热网循环水系统。热网循环水采用并联系统，２台机组４台热网加热器采用并联方式，４台热网循环泵（３运１备）将热网回水由由０．３５ＭＰａ提升至１．０ＭＰａ，４台热网循环水泵２台变频，２台工频。
１．２．９　热网补水系统。补水量按１．５％循环水量计算，正常补水不超过２００ｔ／ｈ。热网补充水采用除盐水，热网补水变频泵调节热网回水压力恒定。补水管再设一路由生水管道直接补入，用作热网事故时大量失水除盐水补充不足时应急补充水源。
１．３　抽汽控制
主要控制原理是通过控制连通管上蝶阀的开度，改变低压缸的进汽量，使一部分中压缸排汽由连通管上抽汽管道转移到热网，以满足抽汽供热的需求。抽汽调节属于独立调节，与汽轮机原有功频ＤＥＨ调节系统不关联，蝶阀能接受４～２０ｍＡ信号，对应调整蝶阀开度从最小流量限位点到全开。根据抽汽压力给定和实测抽汽压力，由ＤＣＳ专设单回路控制，如图２所示。抽汽调压系统与功频调节系统除了机内蒸汽热力参数的内部联系外，外部没有任何联系。两者之间是互为独立的。功频ＤＥＨ系统只控制高、中压调门。抽汽调压系统只控制蝶阀，不因为抽汽压力和抽汽量的调整而直接改变高中压调门的阀位开度。通常情况下，机组在额定工况下运行一段时间，机组稳定后即可投入抽汽工况。规定在机组负荷低于６０％额定功率时，不得投入抽汽工况；高于６０％额定功率时，可以投入抽汽供热。

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