锅炉启动过程中的能量消耗已经成为发电机组节能降耗的一个重要课题, 某厂由于机组启动初期蒸汽流量低, 蒸汽对受热面的冷却效果较差, 造成汽温的过快上升。但由于过热器减温水系统设计的缺陷, 机组启动初期, 过热蒸汽减温水喷入困难, 很难实现对过热汽温的控制。本方案针对此问题, 将过热器减温水系统加以改造, 很好地解决了过热汽温控制，防止机组超温。
1 系统简介
某厂试运的350MW 机组中, 过热器减温水系统采用以下设计, 即过热器减温水取自主给水母管(启动旁路调节门后) , 如图1所示。
图1 过热器减温水取自给水母管的原设计方案
在机组启动初期, 用电泵给锅炉供水, 电泵出口主路电动门关闭, 通过调节电泵勺管和启动旁路调节门(阀门1) 来控制上水流量。由于锅炉蒸发量小, 蒸汽流速低, 此时给水压力P 2 和过热蒸汽压力差值很小, 过热蒸汽压力也接近P 2, 由于减温水压力P 3 基本等于给水母管压力P 2, 造成过热蒸汽减温水压力P 3 和过热蒸汽压力差值很小, 造成机组启动初期过热器减温水喷水困难, 过热蒸汽温升控制很难实现, 造成过热器超温。
2 系统改造方案
机组设计中“憋压阀”的设计,建议将系统进行如下改造:
2. 1 方案一
如图2 虚线部分所示, 在原有管路基础上, 由电泵出口(启动旁路门前) 连接一管路至过热器减温水。在机组启动初期, 通过调整电泵勺管以及启动旁路调节门(阀门1) 来控制汽包水位。同时通过二者的配合, 保证电泵出口压力P 1 和给水母管压力P 2 的差值保持相对稳定, 按照机组调试和运行经验, 此数值可确定为2～5M Pa。而在机组启动正常且带一定负荷后, 将阀门3 关闭, 过热器减温水系统采用正常系统。
图2 改造方案一
2. 2 方案二
如图3 所示, 在高加出口主给水管路上加装阀门组1 套, 与方案一相同,在机组启动初期, 通过调整电泵勺管以及旁路调整门(阀门1) 来控制锅炉给水流量, 同时通过二者的配合, 保证给水母管压力P 1 和省煤器入口压力P 2的差值保持相对稳定, 按照调试和运行经验, 此数值可确定为2～ 5M Pa。经过以上系统改造以及运行调整, 可保证过热蒸汽减温水压力和过热蒸汽压力的差值在2～ 5M Pa, 从而确保启动初期过热蒸汽减温水的顺利喷入, 使控制过热蒸汽温升和防止超温得以实现。现行发电机组汽动给水泵组均设计有辅汽汽源, 且能带一定负荷, 此改造方案还能在电动组水泵组因故不能正常投入时, 汽动给水泵组能满足机组正常启动的要求。
图3 改造方案二
3 改造以及运行调整注意事项
(1) 为防止给水倒流, 方案一中, 在原减温水主路增加逆止阀(阀门2) , 机组启动后, 可通过关闭阀门3 将系统隔绝。
( 2) 为实现过热器减温水顺利喷入, 控制电泵出口压力和给水母管的压力差值非常关键, 建
议在FCS 给水调节画面增加此压差值的显示, 为运行人员调整提供依据。
(3) 虽然通过此改造可以实现减温水的顺利喷入, 但是由于启动初期燃烧效率相对较低, 很容易造成过热器积水甚至形成水塞, 所以启动过程中减温水只能作为一种辅助调温手段。而且在汽轮机冲转以及升负荷过程中, 要加强过热汽温监视, 发现汽温大幅快速下降应果断打闸停机, 防止汽轮机水冲击。
4 结论
在目前机组运行情况下, 减温水系统的改造具有现实意义。本方案提出的机组减温水系统改造方案, 为机组启动期间过热汽温升率和防止超温提供了保障, 必将为机组带来可观的经济效益和安全保证。
