of Deaerator in Combined Circulating
葉仁杰
（臺(tái)州電廠，浙江臺(tái)州318016）
摘要：針對(duì)聯(lián)合循環(huán)初期出現(xiàn)的除氧器超壓、汽機(jī)超溫等問(wèn)題提出了用修改溫控線方法予以解決，同時(shí)對(duì)修改溫控線后燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行情況作了簡(jiǎn)單的討論。
關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；聯(lián)合循環(huán)；控制；調(diào)峰；傳熱
龍灣燃機(jī)電站300 MW聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備，由2臺(tái)100 MW等級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)、2臺(tái)額定蒸發(fā)量為177t／h的單壓余熱鍋爐及1臺(tái)100
MW純凝汽式汽輪機(jī)組成，其中燃?xì)廨啓C(jī)及汽輪機(jī)由GE供貨，控制系統(tǒng)為GEMARKV，2臺(tái)余熱鍋爐由比利時(shí)CMT供貨，公用1臺(tái)除氧器。聯(lián)合循環(huán)機(jī)組分別于1999年4月15日開(kāi)始調(diào)試至5月13日止72
h加24 h滿負(fù)荷試運(yùn)結(jié)束，5月14日投入試生產(chǎn)。本文就聯(lián)合循環(huán)調(diào)試中出現(xiàn)的除氧器超壓?jiǎn)栴}進(jìn)行討論。
1
問(wèn)題的提出
龍灣電廠余熱鍋爐，為單壓、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，垂直布置。在鍋爐尾部布置了低壓蒸發(fā)器與除氧器構(gòu)成低壓強(qiáng)制循環(huán)，除氧器為內(nèi)置除氧式，設(shè)計(jì)工作壓力0．42 MPa，最高0．5
MPa，余熱鍋爐投入運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)除氧器壓力不斷升高，若對(duì)煙氣檔板進(jìn)行調(diào)節(jié)，開(kāi)度小時(shí)，雖能降低除氧器壓力，但鍋爐升壓速度太慢；按正常的升壓速度，即使全開(kāi)除氧器至凝汽器進(jìn)行泄壓，除氧器壓力仍然在0．5
MPa左右，安全門經(jīng)常動(dòng)作，降低燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷亦無(wú)效，運(yùn)行調(diào)整困難。當(dāng)聯(lián)合循環(huán)進(jìn)入整套啟動(dòng)調(diào)試階段，燃機(jī)負(fù)荷在35 MW至75 MW對(duì)應(yīng)聯(lián)合循環(huán)出力在220
MW的范圍內(nèi)，除氧器壓力仍然超限。當(dāng)時(shí)包括外方在內(nèi)的專家提出許多措施，如增加除氧器至凝汽器排放容量、減少低壓循環(huán)泵流量（加節(jié)流孔）犧牲排煙溫度以減少低壓蒸發(fā)器吸熱等措施，因種種原因未能實(shí)施，直到聯(lián)合循環(huán)工程驗(yàn)收時(shí)仍作為遺留問(wèn)題之一。
2 原因分析
2．1 余熱鍋爐的傳熱特性
傳熱特性就是燃機(jī)負(fù)荷（輸入燃料量）不變情況下，燃機(jī)（改變進(jìn)口導(dǎo)葉）排氣溫度變化時(shí)余熱鍋爐各受熱面吸熱變化情況。圖1是工質(zhì)溫度隨流程的變化規(guī)律，方框部分的大小表示各受熱面的吸熱量，D是窄點(diǎn)（pinch
point），表示高壓蒸發(fā)器出口煙溫與汽包飽和溫度之間的傳熱溫差，工況變動(dòng)時(shí)該傳熱溫差基本不變，當(dāng)燃機(jī)排氣溫度變化時(shí)燃?xì)鉁囟染�撓D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。排氣溫度降低時(shí)（圖中虛線所示），線越平坦，過(guò)熱器吸熱減少，省煤器及低壓蒸發(fā)器吸增加，排煙溫度升高，燃機(jī)排氣熱量利用程度低，反之亦然。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)燃機(jī)排氣溫度在426.7℃（800°F）以上時(shí)低壓蒸發(fā)器的吸熱能保證除氧器壓力在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。
2．2 燃?xì)鈾C(jī)的溫控特性
圖2是根據(jù)燃機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)繪出的溫控特性，環(huán)境溫度23．9℃（75°F）。圖中O點(diǎn)為全速空載點(diǎn)，TTRX為燃機(jī)允許的最高排氣溫度（溫控線），OABDF線表示單循環(huán)溫控方式下排氣溫度的變化規(guī)律。OACEF線表示在投入聯(lián)合循環(huán)溫控方式下排氣溫度的變化規(guī)律。OACE線表示當(dāng)時(shí)進(jìn)口導(dǎo)葉在57°，BDF線表示當(dāng)時(shí)的進(jìn)口導(dǎo)葉在84°。
2．3 除氧器壓力升高原因
在聯(lián)合循環(huán)調(diào)試初期，燃機(jī)仍然采用單循環(huán)的溫控方式，由圖2可以看出，在單循環(huán)方式下，當(dāng)燃機(jī)排氣溫度達(dá)到371．1℃（700°F）時(shí)，燃機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉開(kāi)始開(kāi)啟，隨著燃機(jī)負(fù)荷的增加，進(jìn)口導(dǎo)葉直至開(kāi)至84°的最大角度，對(duì)應(yīng)燃機(jī)負(fù)荷在70
MW，也就是說(shuō)在此段負(fù)荷范圍內(nèi)燃機(jī)排氣溫度始終低于或等于371．1℃（700°F）。由前面的討論可知，在此段負(fù)荷范圍內(nèi)燃機(jī)排氣溫度太低余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器吸熱偏大是造成除氧器壓力升高的根本原因。燃機(jī)負(fù)荷繼續(xù)增加時(shí)排氣溫度上升沿DB線進(jìn)入溫控。
3 解決的辦法
根據(jù)前面的分析可知，除氧器壓力升高的根本原因是因?yàn)槿紮C(jī)排氣溫度太低，但排氣溫度變化由GE的溫控方式?jīng)Q定。當(dāng)然可以直接將燃機(jī)投入聯(lián)合循環(huán)溫控以提高燃機(jī)部分負(fù)荷下的排氣溫度，實(shí)際上在調(diào)試初期燃機(jī)投過(guò)一次聯(lián)合循環(huán)溫控，當(dāng)時(shí)燃機(jī)負(fù)荷接近85
MW時(shí)排氣溫度達(dá)到545℃，余熱鍋爐側(cè)出口主蒸汽溫度已達(dá)到500℃，汽機(jī)側(cè)進(jìn)口溫度超過(guò)487℃的額定溫度，外方專家又改回單循環(huán)的溫控方式。因此GE提供的二種溫控方式都不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。也就是說(shuō)，單循環(huán)的溫控方式使除氧器超壓；聯(lián)合循環(huán)的溫控方式使汽機(jī)超溫。若能找到一種折中辦法，使燃機(jī)排氣溫度處于高、低限之間，就必須對(duì)燃機(jī)的溫控方式進(jìn)行修改，但無(wú)論如何修改后的TTRX（允許溫度）不應(yīng)高于原始值，否則將引起燃機(jī)透平進(jìn)口溫度超限。
根據(jù)GE提供的溫控線：TTRX＝110°F－1．735×（CPD－97．2），可供修改的常數(shù)有2個(gè)，即增加斜率（1．732）和左移拐點(diǎn)（97．2），但燃機(jī)的最高出力也因溫控線左移而下降，顯然是不足取的。然而可以通過(guò)修改單循環(huán)時(shí)溫控常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，改變單循環(huán)時(shí)溫控常數(shù)相當(dāng)于將圖2中AB線上下平移，只要將AB線平移至426．7℃（800°F）溫度以上就行，如移至CD位置。
修改后燃機(jī)溫度的變化規(guī)律是OACDF線。這樣避開(kāi)了聯(lián)合循環(huán)溫控方式下排氣溫度的峰值，實(shí)際運(yùn)行中是通過(guò)修改單循環(huán)溫控常數(shù)（CSKGVSSR）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，考慮到減溫水的降幅、燃?xì)馀c蒸汽的傳熱溫差，將這個(gè)常數(shù)值定在510℃（950°F），對(duì)應(yīng)的主汽溫度在487℃。采用修改的溫控方式后，解決了困擾已久的除氧器超壓?jiǎn)栴}。
4 結(jié)束語(yǔ)
龍灣電廠汽輪機(jī)與余熱鍋爐來(lái)自不同的供貨商，當(dāng)主參數(shù)不匹配時(shí)我們采取了修改控制方式予以解決。這種變通的溫控方式對(duì)應(yīng)的排氣溫度介于單循環(huán)與聯(lián)合循環(huán)之間。其透平進(jìn)口溫度也介于這二者之間，而不會(huì)對(duì)燃機(jī)有任何的影響，相反由于進(jìn)口透平溫度的降低，延長(zhǎng)了通流部分的壽命，直至2000年10月，2臺(tái)燃機(jī)的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間已達(dá)12000
h，對(duì)燃機(jī)進(jìn)行了孔探儀檢查，2號(hào)燃機(jī)一切正常，1號(hào)燃機(jī)一級(jí)噴嘴觀察到一條很細(xì)的裂紋，相對(duì)于同類型機(jī)組出現(xiàn)裂紋的時(shí)間，至少延長(zhǎng)了6000
h。這種變通的方式也極大地方便了運(yùn)行的并爐操作，縮短了并爐的時(shí)間，同時(shí)在較寬的負(fù)荷范圍內(nèi)排氣溫度（汽機(jī)汽溫）變化少，汽機(jī)負(fù)荷完全可以跟隨燃機(jī)，提高了負(fù)荷變動(dòng)能力。缺點(diǎn)是這種變通的溫控方式影響了聯(lián)合循環(huán)的效率。由于這種影響只是在某一負(fù)荷段內(nèi)才發(fā)生。因此必須更深入研究以找出燃機(jī)壽命與效率之間的平衡點(diǎn)。
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