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沁北电厂600MW超临界机组旁路设置问题的探讨(2)

北极星电力网技术频道    作者:霍东方   2010/12/30 14:27:09   

  (3)能够保证对再热器的足够冷却,防止再热器干烧损坏。

  (4)高压旁路阀替代了过热器安全阀,又作为主汽压力调节阀,该旁路装置还能跟踪运行压力,只要压力超过设定值阀门就打开。

  (5)满足电网对机组各种负荷的要求,特别是在低于锅炉最低稳燃负荷时。

  (6)有利减少和防止汽机颗粒侵蚀。低压旁路阀不具有安全阀功能,再热器出口装有两只总容量为128%的安全阀,一旦机组甩负荷,再热器安全阀将动作,排掉低旁系统无法输送的多余蒸汽。高旁快速动作时间3s、慢速动作时间12s,低旁动作时间5s。该旁路在投运前未曾对FCB工况进行调试,投运以后,曾利用旁路系统实施过FCB停机不停炉,但没有发生过FCB带厂用电工况。

  2.2一级大旁路系统

  绥中发电厂800MW超临界机组,南京电厂300MW超临界机组都采用一级大旁路系统。主蒸汽经减压减温后快速直接排入凝汽器。绥中电厂锅炉由原苏联红色锅炉制造厂生产。额定蒸汽量为2650t/h,过热蒸汽压力25MPa、温度545℃,再热蒸汽出口压力3.62MPa、温度545℃。锅炉的再热器用不锈合金钢制造,耐温800℃可以干烧,不需要介质冷却。旁路的功能只是为了冷、热态启动和回收工质。旁路容量为38%BMCR,在机组甩负荷时,由于旁路容量不能满足安全门动作容量(约为42%BMCR),安全阀要动作。南京电厂机组也为原苏联生产。锅炉最大连续蒸发量1000t/h,过热器出口压力25MPa、温度545℃,再热器出口压力3.8MPa、温度545℃。该机组的特点是,在点火及甩负荷时,再热器内部都不通过蒸汽冷却,处于干烧状态。为保证再热器不被烧坏,设计时将再热器布置在烟温较低区域。这种旁路系统在原苏联机组上被广泛采用。一级大旁路系统简单、投资少,但在启动及甩负荷时必须严格控制锅炉的燃烧率;另外,再热管道的暖管升温十分困难,对机组热态启动不利;同时由于再热汽温和中压缸壁温不匹配,这将损耗中压缸的寿命。所以此类旁路只适用带基本负荷,不经常热态启动的机组。2.3三级旁路系统盘山电厂一期2×500MW机组,伊敏电厂一期2×500MW机组是原苏联和俄罗斯引进的设备。两厂的锅炉最大连续蒸发量1650t/h,过热器出口压力25MPa、出口温度545℃,再热器出口压力4.15MPa、出口温度545℃。旁路系统由三部分组成。大旁路采用电动快速排放装置,由主蒸汽经减压减温后直至凝汽器,其容量为740t/h,入口蒸汽压力为25MPa、入口蒸汽温度540℃,出口蒸汽压力1.18MPa、温度250℃。小旁路选用厂用电动快速排放装置,在快速启动排放装置处并联装设厂用快速启动排放装置,在机组甩负荷时,将蒸汽送入厂用蒸汽联箱,供给给水泵小汽机、除氧器、轴封等用汽,其容量为600t/h,入口蒸汽压力25MPa、温度540℃,出口蒸汽压力3.9MPa、温度380℃。低压旁路由再热热段排泄阀至凝汽器。该旁路系统功能全面,但系统复杂,设备、附件多,布置不便,投资较大。3沁北电厂旁路系统的设想3.1超临界大容量机组设置旁路系统的必要性沁北电厂锅炉、汽轮机设备招标书中要求机组带基本负荷并可调峰,按定-滑-定方式运行,可采用中压缸启动。根据机组性能要求,同时考虑超临界机组相对于亚临界机组的特殊性在于:

  (1)超临界机组厚壁部件的热应力问题相对于亚临界机组更严重,这是影响机组运行灵活性的重要因素,尤其在锅炉启动和低负荷时影响就更严重。

  (2)由于超临界机组汽轮机蒸汽流速比亚临界机组更快,压力更高,固体颗粒侵蚀也就更严重。因此,沁北超临界机能设置旁路系统是十分必要的。

  3.2旁路系统的功能

  根据机组运行模式及性能要求,沁北超临界压力机组的旁路系统应具有下列基本功能:(1)在冷、温、热态启动条件下能使蒸汽温度和金属温度相匹配,缩短机组启动时间;

  (2)适应机组的调峰和变压运行;

  (3)满足机组中压缸冷、热态启动的要求;

  (4)满足锅炉不投油最低稳燃负荷的要求;

  (5)根据锅炉再热器的材质、布置位置,满足提供再热器冷却蒸汽的要求。

  3.3超临界压力机组旁路容量的选择旁路系统的容量不仅取决于对旁路功能的要求,还取决于锅炉的燃烧性能和主蒸汽压力。沁北电厂锅炉最低稳燃负荷为35%BMCR,考虑5%裕量,旁路的最小容量不应低于40%。考虑到超临界机组蒸汽压力高,旁路通流能力一般比亚临界机组大,高压旁路容量一般要求不小于50%BMCR。此外,调峰机组考虑到汽机负荷的变化比较频繁或有急剧的变化以及超临界锅炉所能适应的能力,需要旁路系统吸收锅炉和汽轮机之间的不平衡蒸汽量,而不使安全阀频繁动作,旁路容量一般也要求增大到50%BMCR。

  由于甩负荷带厂用电运行是一个极恶劣的运行工况,是以牺牲机组寿命为代价的,且发生几率极少,运行时间短,还需增加大量资金。该厂所处的电网容量较大,且电网安全性不断提高,故不考虑甩负荷带厂用电和停机不停炉运行。也不必考虑代替过热器安全阀,因此不必选用高压旁路容量为100%BMCR的三用阀旁路系统。因此,综合考虑机组运行模式、锅炉燃料性能、安全阀配置情况以及设备价格等各种因素,建议沁北电厂设置50%BMCR容量的高低压串联旁路系统。

  

来源:华能沁北电厂
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