集成回热式汽轮机的超超临界二次再热机组设计优化
集成回热式汽轮机的超超临界二次再热机组设计优化
发表时间：2019-11-08T10:44:48.270Z 来源：《电力设备》2019年第14期作者：李加龙
[导读] 摘要：字2015年之后，我国建成了一批超超临界二次再热机组，最大容量可达1000MW。
(安徽省淮北申皖发电有限公司安徽省淮北市 235000)
摘要：字2015年之后，我国建成了一批超超临界二次再热机组，最大容量可达1000MW。
由于可将能量的“量”与“质”结合起来，近几年分析法受到了广大学者的青睐，接下来，本文主要研究了集成回热式汽轮机的超超临界二次再热机组设计优化测量，以供参考。
关键词：
引言
超临界二次再热机组以安全、经济、高效、环保而被广泛关注。
特别是随着煤价上涨，其优势更为明显的表现出来。
我国已经投运及在建的二次再热机组主要有华能莱芜、华电莱州、大唐东营、国电蚌埠、国电泰州、华电句容、国电宿迁、华能安源、江西丰城、国华北海、粤电惠来、深能河源、大唐雷州、国华清远等电厂的数十台机组。
但在我国二次再热技术起步较晚，相对较为成熟的一次再热机组的研究、运行、调试经验相对较弱，需要不断的在实践及运行经验中优化，使得二次再热技术更为成熟。
1机组概况
以典型660MW超超临界机组为例进行研究，在THA工况时，机组发电功率为660MW，锅炉为塔式布置的直流炉，主蒸汽温度和压力为600℃和31MPa，一次再热和二次再热温度均为620℃。
汽轮机由超高压缸、高压缸、中压缸和低压缸组成，具有十级抽汽回热，即回热加热器为“四高五低一除氧”的布置方式。
2系统建模
本文运用Ebsilon Professional软件进行热力系统的建模。
Ebsilon Professional是一款热力系统模拟软件，它能够进行电厂总体的建模及优化分析。
Ebsilon建模和热力性能计算中主要假设有:
(1)汽轮机系统中各个气缸的等熵膨胀效率分别为:超高压缸0.89，高压缸0.92，中压缸0.93，低压缸0.88;(2)根据已有研究，回热式汽轮机的效率取0.9;(3)锅炉热效率为0.95;(4)发电机的机械效率为0.989。
运用该软件建立常规机组(基准系统)的模型。
经过该机组设计参数的检验，模拟结果与设计参数相对误差小于1%，模拟结果与设计参数误差在允许范围之内，因此本文所用数学模型具有很高的可靠性。
3计算模型
主要采用基于热力学第一定律的热量平衡法和基于热力学第二定律的㶲分析法，进行各个方案能量系统热力性能的分析和评价。
发电效率和热耗率是普遍用来评价火电机组热力性能的重要指标;㶲分析能进一步定位能量损失的部位、数量并揭示产生不可逆损失的原因。
4给水泵驱动方式与功率匹配
目前，超超临界二次再热常规机组(基准系统)和加装两级外置式蒸汽冷却器机组(参比系统)中，给水泵均采用小汽机驱动的方式。
然而集成回热式汽轮机的各个方案中，一方面由于超超临界二次再热机组相比常规一次再热机组增加了一个汽缸(超高压缸)，使得汽轮机的轴长增加较多，考虑到轴系稳定性的因素，因此回热式汽轮机与主汽轮机采用分轴布置，且回热式汽轮机更具有灵活性;另一方面由于各个方案抽汽级数的不同，回热式汽轮机所发功率可能多于或少于给水泵所需功率，两者功率不能同步匹配。
为了保证集成回热式汽轮机的各个方案中机组的实发功率与基准系统、参比系统的一致，扣除给水泵所需功率后所得功率值仍为
660MW，则所有方案包括基准系统和参比系统可在定功率条件下进行机组性能的比较分析和研究。
5热力性能分析
5.1过热度和回热加热器㶲分析
回热式汽轮机的进汽来自高压缸的部分排汽，不再进行再热。
对比基准系统，方案1中进入H2、H3和H4抽汽过热度显著降低;方案2中进入H2、H3、H4和DEA抽汽的过热度有所降低;方案3进入H2、H3、H4、DEA和H6抽汽的过热度明显降低;方案4在方案3的基础上，增加一级抽汽进入H6，排汽作为H7的汽源，进一步降低了进入H7抽汽的过热度。
超超临界二次再热常规机组中，由于进入H2～H7加热器的抽汽过热度过高，使得汽水换热温差较大，从而造成不可逆损失大。
集成回热式汽轮机的各个方案中回热加热器总㶲损均小于基准系统和参比系统;而方案4的回热加热器总㶲损最小，在于采用回热式汽轮机的抽汽或排汽替代原常规机组的抽汽级数最多。
5.2整个机组的㶲分析
对于一个超超临界二次再热热力系统来说，统内部之间具有关联性，回热加热器系统的优化和改造必然会对整个机组产生影响。
因此，需要对机组的热力性能进行分析和评价，集成回热汽轮机的各个方案(方案1～方案4)机组的发电煤耗均比基准系统和参比系统的低，相应的热耗也小，且其发电效率均超过48%;尽管方案4中机组的回热加热器系统的总㶲损是最小的，但系统总能耗并非最小的，说明回热加热器有最小㶲损不代表机组经济性也最好;方案3是所有集成回热式汽轮机的方案中系统总能耗最小，发电效率最高，比基准系统煤耗降低了2.15g/kW•h，发电效率提高了0.4个百分点，比参比系统煤耗降低了1.27g/kW•h，发电效率提高了23.6%。
结语
超超临界二次再热机组集成回热式汽轮机的各个方案中，当回热汽轮机排汽至7号低压加热器时(方案4)回热加热器总㶲损最小;而排汽至6号低压加热器时(方案3)机组的的发电煤耗最低，说明回热加热器㶲损最小，机组的经济性并不一定最好。
集成回热式汽轮机的各个方案中(方案1～方案4)机组的总㶲损比基准系统、参比系统的都小。
方案3中机组的总㶲损是最小的，与得到的发电煤耗最小的计算结果相一致，说明方案3的机组的经济性最好;其发电煤耗最低，比基准系统降低了2.149g/kW•h，比参比方案降低了1.267g/kW•h;其发电效率也最高，比基准方案提高了0.4%，比参比方案提高了0.24%。
参考文献：
［1］王强．国电蚌埠电厂#4机组变负荷调试报告［R］．合肥:安徽新力电业科技咨询有限责任公司，2018．
［2］周光宇，胡安，谭云松，等．燃烧器摆角对锅炉安全经济运行的影响[J]．电站系统工程，2011，27(5)：25-27．
［3］刘明，赵永亮，王朝阳，等．二次再热机组回热抽汽过热能量回收节能潜力分析［J］．热力发电，2017，46(8):49－53．［4］刘颖华．变工况下超超临界机组抽汽过热度利用方案的比较分析［J］．热能动力工程，2016，31(1):71－75．。
超超临界二次再热机组调试技术
０ 引言
超 临 界 二 次 再 热 机 组 以 安 全 、经 济 、高 效 、环 保 而 被 广 泛 关 注 。 特 别 是 随 着 煤 价 上 涨 ，其 优 势 更 为 明 显 的 表 现 出 来 。 我 国 已 经 投 运 及 在 建 的 二 次 再 热 机 组 主 要 有 华 能 莱 芜 、华 电 莱 州 、大 唐 东 营 、国 电 蚌 埠 、 国电泰州、华电句容、国电宿迁、华能安源、江西丰城、国华北 海、粤 电 惠 来、深 能 河 源、大 唐 雷 州、国 华 清 远等电厂的数十台机组。但在我国二 次 再 热 技 术 起 步 较 晚，相 对 较 为 成 熟 的 一 次 再 热 机 组 的 研 究、运 行 、调 试 经 验 相 对 较 弱 ，需 要 不 断 的 在 实 践 及 运 行 经 验 中 优 化 ，使 得 二 次 再 热 技 术 更 为 成 熟 。
１ 某设备及系统概述
某电厂二期工程的锅炉为东方电气股份有限公司 设 计制 造的超 超 临 界 参 数 变 压 运 行 直 流 炉，锅 炉 型号为：ＤＧ１７８５．４９／３２．４５ＩＩ１４。采用 π型 布置，单炉膛、二次 中间再热、前后 墙对 冲燃 烧方 式、平 衡 通
收 稿 日 期 ：２０１８０９１４ 作 者 简 介 ：王 强 （１９８９），男 ，吉 林 长 春 人 ，助 理 工 程 师 ，从 事 火 力 发 电 厂 热 工 调 试 及 自 动 控 制 优 化 方 面 的 工 作 。
第
二十四卷 第 １期 Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＨＵＩＥＬＥＣＴＲ安ＩＣ徽ＡＬ电Ｅ气Ｎ工ＧＩ程ＮＥ职ＥＲ业ＩＮ技Ｇ术Ｐ学ＲＯ院ＦＥ学ＳＳ报ＩＯＮＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＣＯＬＬＥＧＥ
２Ｍ０１ａ９ｒｃｈ年２３０１月９
百万二次再热机组冷态启动过程优化
百万二次再热机组冷态启动过程优化摘要：根据我厂1000MW机组的特点以及公司关于机组优化启动的指导意见，以“安全第一、预防为主”为基础，以经济效益为中心,把经济运行放到重要位置, 合理利用资源，努力降低消耗，真正树立“成本意识”和“节约意识”。
降低机组启动能耗特此编制了我厂1000MW机组的优化启动方案，以达到启动过程中缩短启动时间尽早带负荷提高经济效益的目的。
关键词：冷态启动运行方式优化一．研究对象主设备汽轮机汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的型号为N1000-31/600/620/620的超超临界、二次中间再热、单轴、六缸六排汽、十一级回热抽汽、单背压、反动凝汽式汽轮机。
汽轮机整体由六个汽缸组成，即一个单流超高压缸、一个双流高压缸、一个双流中压缸和3个双流低压缸串联布置。
汽轮机转子在每两个缸之间都由单轴承支撑，整个轴系共有7个轴承。
转子通过刚性联轴器将六个转子连为一体，汽轮机低压转子C通过刚性联轴器与发电机转子相连，汽轮机整个轴系总长度约为44.6m。
汽轮机的通流部分由超高压、高压、中压和低压部分组成，共设105级，均为反动级。
超高压部分为15级，高压部分为2×12级，中压部分为2×15级，低压部分为3×2×6级。
DEH控制系统提供超高/高/中压缸联合启动、高/中压缸联合启动两种启动方式。
锅炉我公司2×1000MW超超临界锅炉为上海锅炉股份有限公司制造的SG-2778/32.45-M7053型超超临界参数直流锅炉，锅炉形式为单炉膛、二次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢构架悬吊结构塔式炉燃煤锅炉。
锅炉运转层以下紧身封闭、运转层以上露天布置。
锅炉设计煤种为神府东胜烟煤，以晋北烟煤作为校核煤种；实现无油启动，采用等离子系统点火及稳燃。
灰渣采用分除方式，飞灰采用气力干除灰，除渣方式为干式除渣；烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺；烟气脱硝采取选择性催化还原（SCR）法去除烟气中NOx，还原剂采用尿素。
1000MW超超临界二次再热火电机组控制系统的应用与优化
1000MW超超临界二次再热火电机组控制系统的应用与优化摘要：我国是以煤炭为主要一次能源的国家，火力发电在我国电力生产中占有主导地位。
随着化石燃料的枯竭以及国际社会对环保排放限制的日益提高，在现有的材料技术和热工控制水平的基础上发展超超临界二次再热机组将是我国今后火电机组的发展趋势。
关键词：超超临界；二次再热；汽温控制一、DCS（EDPF-NT PLUS）系统理论介绍DCS全称为分散控制系统（Distributed Control System），是一种以计算机技术、控制技术、网络技术和CRT显示技术为基础，根据风险分散的理念设计出来的高新集成控制系统。
DCS系统的控制功能的相对分散和操作管理的相对集中，实现复杂生产工程的整体协调和局部自治，在电力、化工等领域应用十分广泛。
国电泰州1000MW机组工程依据全厂控制系统的“主辅一体化”的控制理念，机组DCS控制系统采用国电智深EDPF-NT PLUS分散控制系统。
EDPF-NTPLUS系统构架由上至下分别是操作层、运算层和基础层。
操作层的主要作用是用户通过操作站对系统进行监控；运算层主要包括交换机与分散处理单元DPU，这些数据经过处理并在操作层中显示给用户，分散处理单元DPU的功能是实现相应数据计算和控制逻辑；基础层主要包括各种I/O卡件和通讯卡件，用于接收与发送信号至就地控制设备。
1.1EDPF-NT PLUS系统的硬件EDPF-NT PLUS系统强大的功能是基于其系统成熟可靠的硬件产品，其系统配置了种类齐全的硬件，完全满足现场不同控制功能和要求的需要。
1）功能站EDPF-NT PLUS系统的功能站（如历史站、操作员站、工程师站）是一个逻辑概念，同一物理计算机上可以同时具有多个功能站的功能。
每类功能都分配给某些用户（如操作员站、工程师站、历史站），只需修改相应权限即可使用相应功能。
功能站通过冗余并行，出现故障时，一台站故障不影响冗余站的正常运行，同时冗余站可以无扰接管故障站的工作。
超超临界二次再热机组热力系统优化分析
超超临界二次再热机组热力系统优化分析作者：赵晓军来源：《企业科技与发展》2018年第02期【摘要】对于大型超超临界二次再热系统回热抽汽温度高、过热度大等情况，通过采用优化后具备回热式小汽轮机的超超临界二次再热热力系统，利用EBSILON软件对常规二次再热系统和优化后的热力系统进行仿真计算，最终优化后系统的抽油过热度大幅度下降。
为对优化后系统的经济性做出进一步验证分析，运用㶲分析理论，对常规二次再热热力系统和经过优化的系统的抽汽回热系统的指标进行了全面的计算和对比分析。
【关键词】超超临界；二次再热；抽汽过热度；小汽轮机；分析【中图分类号】TM621 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）02-0095-020 引言近年来，随着我国能源形势不断紧张，火电机组逐步向着高参数大容量方向发展[1]。
超超临界二次再热技术可以进一步提高火电机组初参数，进而提高机组经济性，是当今火电机组研究的一个重要发展方向[2]。
同时，经过锅炉两次再热器加热也导致回热系统的抽汽参数升高，抽汽过热度也会提高，增加了回热加热器的不可逆损失。
为了进一步提高二次再热机组的热经济性，需要优化利用回热抽汽过热度[3]。
1 超超临界常规二次再热系统超超临界二次再热机组，汽轮机包括五缸四排汽单轴，由高压缸（HP）、第一再热中压缸（IP1）、第二再热中压缸（IP2）及2个低压缸（LP1、LP2）共5个汽缸组成，效率分别为90%、91.5%、91.8%、92%，共10级抽汽回热，额定背压取为4.5 kPa，一次再热和二次再热蒸汽压损均为10%，锅炉效率为94%，管道效率为99.1%，厂用电率为3.5%[4]。
系统主要参数如下：发电功率为1 000 MW；主汽门前蒸汽压力与温度分别为31 MPa、600 ℃；主蒸汽进汽量为2 629.5 t/h；一次再热后蒸汽压力与温度分别为10.09 MPa、610 ℃；二次在热后蒸汽压力与温度分别为3.084 MPa、610 ℃；给水温度为315 ℃。
1000MW二次再热机组再热汽温调整与优化-4页文档资料
1000MW二次再热机组再热汽温调整与优化一、运行情况概述该厂2×1000MW二次再热锅炉型式为2710t/h超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、平衡通风。
设计煤种为神华煤。
过热蒸汽/一次/二次再热蒸汽额定温度605/613/613℃ 根据设计在65%～100BMCR负荷段，一次、二次再热蒸汽温度应能达到在额定值。
然而该厂二期两台机组投产初期，均存在再热汽温偏离设计值较多问题，月度均值只有587℃左右，机组效率大幅受限。
由于1000MW 等级的二次再热机组尚属首例，无成功调整经验借鉴，因此该厂从机组特性上深入研究，在磨组组合、吹灰、二次风门调整及煤种掺烧配烧中探索出一条二次再热1000MW超超临界机组再热汽温控制手段。
二、运行调整与优化1.吹灰方式调整从二次再热锅炉受热面布置可以看出，低温过热器受热面处于燃烧器出口，即处炉膛温度最高区域。
由于低温过热器受热面的辐射特性，较干净的低过受热面势必造成低过吸热过多，从而导致锅炉再热汽温低于设计值。
运行数据显示，低温过热器温升及烟气温降均大于设计值，说明低温过热器受热面吸热占较大。
针对此现象通过减少一次再热高再热段以下区域重点减少低过受热面区域吹灰频率和吹灰器数目，达到增加再热器的吸热，提高再热汽温的目的。
2.磨组运行方式优化通过磨煤机的组合方式来调节再热汽温与改变燃烧器的摆角的原理一样，都是改变燃烧中心来调整再热汽温。
选取下列磨组运行方式。
高负荷ABDEF、ABCDF运行时，一、二次再热器汽温距额定值甚远，主要原因是主燃区分为两段，降低了炉膛火焰的集中度，使锅炉燃烧剧烈程度降低。
如表1所示，在磨煤机组合中，ACDEF组合运行时的一、二再热蒸汽温度最高。
一是由于该种运行方式拉长了主燃烧区域的高度，炭粒子在炉膛的停留时间延长所致。
在600MW～800MW，重点比较BCDE/CDEF两种磨组运行方式。
采用上4台磨组运行时，由于主燃烧区域的上移，即火焰中心的上抬，再热汽温有着明显升高。
超超临界二次再热机组高旁优化控制研究
该公司二期工程高旁采用 IMI-B&R 的旁路设
基金项目：高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范 （2017YFB0602100）。
备，高旁型号为 SIRA BH 112sT，高旁安全功能 通过三路冗余的安全功能电磁阀实现，安全功能信 号来自就地的 MT5356 测量和试验装置柜。按照 标准配置，生产厂家只提供一个 MT5356，其中包 含 3 个压力开关，负责采集和检测主蒸汽系统的压 力，3 个压力开关与高旁阀上的 3 个安全功能电磁 阀一一对应，其中任何一个压力开关跳闸均会触发 高旁阀安全功能快开。该配置方式误动风险较大， 任何一个压力开关及其回路故障都可能触发高旁阀 误动，造成机组的非计划性停运，所以有必要对高 旁控制进行优化改造。
(2) 高过压力大于 34.1 MPa，延时 3 s MFT （DCS 压力信号为高过 3 只压力变送器模拟量信号 经 DCS“三选二”逻辑判断）。 1.2.2 就地高旁控制柜硬回路保护逻辑
高过压力高于 34.1 MPa，高旁 A/B 阀快开。 此处高过压力信号为就地 MT5356 控制柜的 3 只压 力开关测点，任一压力开关测点值达 34.1 MPa 后， 开关会发出一个信号至就地 PCS1 或 PCS2 柜，其 中，A 侧的信号至 PCS1 柜，B 侧的信号至 PCS2 柜。 经过 PCS1 或 PCS2 柜后屏蔽 DCS 所有控制信号， 同时输出信号直接去就地，让高旁 A/B 阀控制电 磁阀失电使高旁 A/B 阀快开。 1.3 原有高旁快开保护系统逻辑存在安全隐患
1 高压旁路保护功能
高压旁路配置容量为 100 %，高压旁路装置对
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电力安全技术
第 21 卷 (2019 年第 10 期)
1000MW超超临界二次再热机组汽轮机调试案例分析
１０００ＭＷ超超临界二次再热机组汽轮机调试案例分析Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ１０００ＭＷｓｅｃｏｎｄａｒｙｒｅｈｅａｔｕｌｔｒａ－ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ陈臻ꎬ崔凯峰ꎬ陈国民(国电泰州发电有限公司ꎬ江苏泰州㊀２２５３００)摘要:针对泰州公司１０００ＭＷ二次再热超超临界机组汽轮机调试过程中出现的一些典型案例ꎬ对其过程现象进行了分析ꎬ提出相应的解决措施ꎬ可供该类型机组的安装调试人员参考ꎮ关键词:１０００ＭＷ发电机组ꎻ二次再热ꎻ调试ꎻ汽轮机Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇｏｆｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｓｏｆ１０００ＭＷｓｅｃｏｎｄａｒｙｒｅｈｅａｔｕｎｉｔｉｎａｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ.Ｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌｃａｓｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｏｌｕｉｏｎｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｆｏｒｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇｏｆｔｈｉｓｔｙｐｅｕｎｉｔｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:１０００ＭＷｐｏｗｅｒｕｎｉｔｓꎻｓｅｃｏｎｄａｒｙｒｅｈｅａｔꎻｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇꎻｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ中图分类号:ＴＭ６２１㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７４－８０６９(２０１８)０６－０２４－０２１㊀汽轮机调试典型案例分析１.１㊀低压缸南侧外缸保温油漆被烧灼迹象汽轮机调试机首次冲转至３０００ｒｐｍ后电气试验ꎬ试验过程中发现Ａ低压缸南侧外缸保温油漆被烧灼烤黄ꎬ就地实测温度达到１９０ħꎬ试运指挥部下令打闸停机ꎮ由于长时间空负荷运行ꎬ超高排通风阀处于开启状态(设计考虑汽轮机冲转时超压缸进汽流量低ꎬ防止超高压缸鼓风摩擦及末级叶片温度高)ꎬ高温汽长时间冲刷ꎬ导致低压外缸不正常的温升ꎻ超高排通风阀连接于低压外缸Ａ下部与凝汽器相连的斜板处ꎬ由于该位置离低压外缸Ａ很近ꎬ且接口为倾斜向上ꎬ蒸汽进入冲刷低压外缸Ａ下缸的端板ꎬ使低压外缸温度上升ꎻ二次再热机组启动方式中ꎬ超高排通风阀的运行方式欠妥ꎮ汽机再次冲转至３０００ｒ/ｍｉｎ做电气试验(未并网)ꎬ调整超高排通风阀运行方式ꎬ保持超高排通风阀关闭ꎬ低压缸外缸外壳温度正常ꎮ１.２㊀转子抱轴在汽轮发电机机３０００ｒ/ｍｉｎ电气试验过程中因消缺停机ꎬ在盘车状态下ꎬ盘车转速突然下降ꎬ开大主机液动盘车转速调节阀无效ꎬ且因手动盘车齿轮随转子伸缩与手动盘车孔已经错位无法及时进行手动盘车ꎬ转子停转ꎬ因转子温度高ꎬ调试指挥部下令闷缸ꎮ连续１７ｄꎬ每隔２４ｈ通过启㊁停顶轴油泵改变主机各轴承间隙ꎬ试图手动盘动转子均无效ꎬ待超高压转子温度降至１２０ħꎬ经研究分析后手动盘动转子ꎬ检查转子无卡涩现象后将转子翻动１８０ʎ直轴后偏心度正常ꎬ投入连续盘车ꎬ调整转速至５０ｒｐｍꎮ为追求高经济性ꎬ汽轮机本体以及轴封动㊁静部分间隙设计余量比较小ꎮ汽轮机超高压缸㊁高压缸汽封径向动静碰摩造成了转子抱轴[１]ꎮ基建单位将高排逆止阀前㊁后疏水管道安装连接错误ꎬ二次冷再蒸汽倒流至高压缸ꎬ造成高压缸排汽Ａ/Ｂ侧温差大ꎬ闷缸过程中导致汽轮机停运后高压缸上㊁下缸温差大ꎬ高压缸上下温差最大达８０ħꎬ发生动静碰磨ꎮ轴封蒸汽温度与缸温不匹配ꎬ轴封系统设计存在缺陷ꎮ常规一次再热机组高压缸排汽温度在３５０ħ左右ꎬ本工程机组超高压缸㊁高压缸排汽温度在４３０ħ左右ꎬ较常规机组高出８０ħ左右ꎬ轴封供汽温度仍采用２８０~３２０ħ供汽设计存在缺陷ꎬ进汽温度偏低ꎬ造成机组停运后ꎬ轴封进汽温度与轴封腔室温度温差大ꎬ长时间较大温差ꎬ导致超高压缸㊁高压缸端部汽封轴封齿收缩变形ꎬ大轴与轴封齿碰磨[２]ꎮ超高排逆止阀卡涩未能关闭ꎬ导致一再蒸汽返至超高压缸ꎬ转子惰走过程中产生一个反作用力ꎬ不仅使转子惰走时间变短同时降低了盘车时的转速ꎮ对冲转方式进行优化调整ꎬ超高压缸投运时ꎬ超高排通风阀关闭ꎮ同时降低冲转参数:超高缸进汽７.５ＭＰａ/４００ħꎬ高压缸进汽２.８ＭＰａ/３８０ħꎬ中压缸进汽０.８ＭＰａ/３８０ħꎮ增加汽轮机进汽量ꎬ降低排４２２０１８年１２月电㊀力㊀科㊀技㊀与㊀环㊀保第３４卷㊀第６期汽温度ꎬ减少轴封进汽温度与轴封腔室温度温差ꎻ对轴封系统进行优化ꎬ提高超高压缸㊁高压缸㊁中压缸轴封进汽温度至３２０~３５０ħꎬ控制低压缸进汽温度３００ħ[３]ꎻ本机正常运行且轴封汽在自密封运行状态时ꎬ加强各轴封段轴封蒸汽温度的监视ꎬ保证备用汽源在正常备用状态ꎮ维持轴封压力调阀及旁路阀前节流孔疏水阀开启状态ꎬ防止轴封系统进水和冷汽ꎻ当机组低负荷运行轴封汽需要补汽或停机后轴封汽全部由备用汽源供给时ꎬ应将高压段轴封进汽温度控制在３５０ħ左右ꎬ维持低压缸轴封进汽温度不高于３００ħꎻ若发生机组跳闸或正常停机等ꎬ应加强对超高缸/高压缸排汽温度的监视及时调整轴封供汽温度ꎬ防止封进汽温度与轴封腔室温度温差偏大ꎮ机组惰走过程中应尽快调整高压段轴封进汽温度达到３５０ħ左右ꎬ观察１㊁２㊁３瓦轴振变化情况ꎬ若振动明显异常且轴封汽温度无法满足上述条件时ꎬ应立即破坏真空ꎬ真空至零后时停供轴封汽ꎬ防止轴封变形引起大轴抱死[４]ꎻ当机组在跳机或停机后的盘车运行状态时ꎬ应加强对高压段轴封供汽温度的监视ꎬ防止封进汽温度与轴封腔室温度温差偏大ꎮ液动盘车投入连续运行后ꎬ要记录好主机惰走时间ꎬ判断是否正常ꎻ连续盘车期间要特别关注盘车转速的变化ꎬ若出现不规则的上下波动且无法判断具体原因时ꎬ则尽快破坏真空停轴封ꎬ防止轴封变形引起大轴抱死ꎻ机组停运后ꎬ严密监视汽缸温度ꎬ如果上下缸温差变大ꎬ尽快关闭缸本体疏水门闷缸ꎬ可间断性开疏水门进行疏水ꎮ１.３㊀超高排逆止阀在阀温较高时卡涩无法关闭汽轮机打闸ꎬ转速下降至０后ꎬ超高排逆止阀关不到位ꎬ盘车无法投入ꎮ本机组超高压缸排汽温度在４３０ħ左右ꎬ常规一次再热机组高压缸排汽温度在３５０ħ左右ꎬ设计人员未充分考虑在４３０ħ左右时阀门轴套间隙ꎬ导致在阀温较高时卡涩ꎻ超高排通风关闭时ꎬ关闭力矩不够ꎮ一是汽缸内弹簧弹性系数不够ꎬ二是气缸排气时排气阀口径偏小ꎮ弹簧侧气缸增加一路气源ꎬ在超高排通风关闭时ꎬ增加关闭力矩ꎻ适当放大阀门轴套间隙ꎮ１.４㊀高负荷时汽泵密封水调整裕量小高负荷时ꎬ凝结水压力小幅波动ꎬ造成汽泵密封水回水温度大幅上升ꎮ汽泵密封水取自凝结水ꎬ１０００ＭＷ负荷时ꎬ进水端密封水调阀开度将近８０％ꎬ密封水出水温度控制在５５－６０ħꎬ进水端密封水调节阀开度将近８０％ꎬ从阀门特性流量曲线上看已近全开ꎮ调节裕量已不多ꎬ如凝结水压力有一点波动ꎬ电动调节阀将不能快速跟踪密封水回水温度的变化ꎮ高负荷下密封水调节裕量已不多ꎬ凝水压力稍微波动ꎬ势必密封水回水温度上飙ꎮ处理不当时很容易造成给水泵跳闸ꎻ给泵密封水这一薄弱环节ꎬ高负荷时凝泵变频长期接近工频工况运行ꎬ而除氧器主调大幅节流ꎬ违背设计初衷ꎬ凝泵变频达不到很好的节能效果ꎮ进行技术改造ꎬ采用独立的水箱和水泵供给汽泵密封水ꎻ技改前ꎬ进行各负荷阶段试验ꎬ在保持密封水调阀全开工况下ꎬ降低凝泵变频转速ꎬ将维持密封水回水温度５５ħ左右时的凝泵出口压力值增加０.２ＭＰａ偏置ꎬ作为凝泵变频压力自动的设定值ꎮ这样既能保证给水泵安全运行ꎬ又能保证凝泵变频运行最大程度的节能[５]ꎮ２㊀结语在调试过程中ꎬ通过不断总结分析㊁试验ꎬ攻克了诸多１０００ＭＷ二次再热超超临界汽轮机运行与控制技术难题ꎬ各项指标均达到设计值ꎮ该机组引领全球燃煤发电机组高效㊁环保技术发展方向ꎬ为电力行业的节能减排开辟新路径ꎮ参考文献:[１]田丰.汽轮机设备及系统[Ｍ].北京:中国电力出版社ꎬ２０１３. [２]王月明ꎬ牟春华ꎬ姚明宇ꎬ等.二次再热技术发展与应用现状[Ｊ].热力发电ꎬ２０１７ꎬ４６(８):１－１０.[３]何文珊.华能玉环电厂１０００ＭＷ超超临界汽轮机特性[Ｊ].电力建设ꎬ２０１７ꎬ(１１):７０－７２.[４]花亚伟ꎬ乐先涛.１０００ＭＷ超超临界机组调速汽门卡涩分析处理及预防措施[Ｊ].电力科技与环保ꎬ２０１７ꎬ３３(３):６１－６２. [５]李永生ꎬ徐星ꎬ孙俊威.超超临界二次再热机组性能试验及分析[Ｊ].电力科技与环保ꎬ２０１７ꎬ３３(６):４０－４３.收稿日期:２０１８￣０７￣３０ꎻ修回日期:２０１８￣０９￣０６作者简介:陈臻(１９８１￣)ꎬ男ꎬ江苏泰州人ꎬ工程师ꎬ从事火力发电厂集控运行工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｃｈｅｎｚ＠ｇｄｔｚ.ｃｏｍ.ｃｎ５２２０１８年陈臻等:１０００ＭＷ超超临界二次再热机组汽轮机调试案例分析第６期。
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术探讨
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术探讨摘要随着科技不断进步，人们对各类资源的利用变得日益频繁，需求在不断增加。
在可再生能源的开发与利用过程中，国家对风电和水电的发展重视程度在的不断增加，这也造成电网的负载结构出现了明显的变化，电网在运行过程中所面临的负载差异明显增大。
因此，大型火力发电机组需要频繁进行深度调峰，而这一调峰过程所承受的压力在不断增加。
火电企业为了能够在激烈竞争的发电市场中占据更大的份额，需要满足电网的深度调峰需求，从而可以对机组的调峰能力进行提升，满足电网的安全调度以及正常运行的要求。
基于此，本文深入分析了1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术。
关键词 1000MW超超临界；二次再热机组；深度调峰技术一、深度调峰的相关概述在进行调峰之前，需详细分析不确定因素，深入了解各机组的实际调峰能力，准确把握调峰技术难点，制定合理的调峰计划，优化机组的实际调峰。
如有条件，可请相关专家实施实际调整。
一般情况下，进行深度调峰的方法主要包含：一是有效减少锅炉的热负荷，将干态转变为湿态，以使蒸汽和供水流量逐渐满足电力系统的需求。
超临界锅炉的设计要求最小水冷壁冷却工质流量为其额定蒸发量的30%。
在机组的启停过程中，干湿态转换一般控制在30%到35%的额定负荷范围内。
如果需要深度调峰的负荷超过35%的额定负荷，可以不进行湿态转换。
二是可采取保持锅炉最小燃烧负荷、启用高、中、低旁路等措施，从而能够减少蒸汽流量进入到汽轮机，有效减少机组的出力。
然而，频繁开关旁路阀可能导致阀门内部泄漏，同时在高负荷时也可能导致旁路阀后温度过高的情况。
因此，如何选择调峰方法还需根据具体机组情况来确定。
二、1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术1、深度调峰的操作过程为满足华东电力系统的需求，2016年2月，江苏省电力公司决定将句容发电厂1号机组列为直调电站。
该机组在负载超过400 MW时的可变负载速度达到每分钟15 MW。
1000MW超超临界二次再热机组热力性能分析与实验研究
2023《1000mw超超临界二次再热机组热力性能分析与实验研究》•引言•二次再热机组热力性能分析•热力性能实验研究•热力性能优化与改进建议•结论与展望目•参考文献录01引言03超超临界二次再热机组的技术特点超超临界二次再热机组具有更高的蒸汽参数和热效率，能够显著降低煤耗和碳排放，是未来火电技术的发展方向。
研究背景与意义01我国能源结构转型的需求随着经济的发展和环保要求的提高，对于高效、清洁的能源需求逐渐增加。
02火电机组节能减排的潜力火电机组作为我国电力产业的主要组成部分，其能耗和排放量较大，具有较大的节能减排潜力。
研究内容研究1000MW超超临界二次再热机组的热力性能，包括蒸汽参数、热效率、煤耗等。
研究方法采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对超超临界二次再热机组进行热力性能分析和实验研究。
研究内容与方法目的通过对1000MW超超临界二次再热机组热力性能的分析和实验研究，为该类型机组的优化设计、运行和控制提供理论依据和技术支持。
意义提高超超临界二次再热机组的热效率和煤耗，降低碳排放，推动我国电力产业的绿色发展。
研究目的与意义02二次再热机组热力性能分析二次再热机组工作原理及特点工作原理二次再热机组基于传统的火力发电技术，通过两次再热过程，提高蒸汽的热能利用率和发电效率。
首先，高压缸排出的蒸汽经过第一次再热，被加热到更高的温度，然后进入中压缸继续做功，最后再次被加热，进入低压缸做功。
特点二次再热机组具有更高的热能利用率和发电效率，可有效降低煤耗，减少环境污染。
同时，由于增加了再热系统，机组结构更为复杂，制造成本和运行维护难度相对较高。
二次再热机组热力性能影响因素蒸汽参数蒸汽参数如温度、压力、蒸汽流量等对二次再热机组的热力性能有重要影响。
过高或过低的蒸汽参数都会影响机组的热效率。
汽轮机设计汽轮机的设计如叶片高度、流道形状、间隙等都会影响机组的热力性能。
优良的汽轮机设计可以有效提高机组的热效率。
1000MW超超临界二次再热机组性能分析
1000MW超超临界二次再热机组性能分析1000MW超超临界(USC)二次再热机组目前处于工程应用的初级阶段,与传统一次再热机组相比,锅炉侧增加了一级再热,汽轮机增加了一个超高压缸,回热加热器增加了两级回热,相应的各换热面的布置发生了变化,能量分布、换热面的传热性能等仍待进一步研究。
本文首先运用(火用)分析法,基于(火用)平衡方程,运用(火用)效率、(火用)损系数和(火用)损率研究了某1000MW USC二次再热机组锅炉的(火用)损分布和(火用)效率,研究结果表明锅炉的(火用)效率为53.5%;锅炉的(火用)损失主要集中在炉内燃烧和炉内换热面的换热;炉内换热面的(火用)损失主要集中在水冷壁、过热器和空气预热器中。
接着,本文研究了USC二次再热机组锅炉调温方式对锅炉燃烧特性的影响,针对USC二次再热锅炉不同调温方式,进行了全炉膛热态数值模拟计算分析与研究,研究结果表明挡板调节能够在保持过热蒸汽温度在合理范围内条件下,有效调节二次再热蒸汽温度。
最后,本文针对USC二次再热机组整体特性,运用能量分析和(火用)分析方法,分析了整个机组的热力学特性,结果表明在整个二次再热系统中锅炉系统的(火用)损率达85%,其中炉膛燃烧的(火用)损率为48%,炉内换热面的(火用)损率为37%。
炉内换热面中水冷壁具有最大的(火用)损率22%,因此锅炉侧优化燃烧和传热十分必要。
汽轮机侧的超高压缸和两个低压缸具有最大的(火用)损失。
回热加热系统的(火用)损率为2.3%,主要集中在3号、7号和10号加热器。
同时研究了机组的灵敏性,通过研究机组(火用)效率随机组负荷、给水温度、主蒸汽温度和压力、两次再热蒸汽温度和低压缸排汽压力的变化,得出机组负荷、给水温度和低压缸排汽压力对机组效率影响较大,并给出其详细的影响曲线,为机组的进一步运行优化提供理论依据。