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国华电力超_超_临界机组热力系统严密性分析和建议

火力发电厂发电机组热力系统是实现热能转变为电能的环节。其中,转换的工质就是水,通过水—

汽—水状态转化来实现,

而热力系统工质的热损失、工质损失、做功损失等对机组的经济性和安全性影响非常大,尤其是提高热力系统的严密性是提高机

组经济性的最佳方法,是投资少、见效快、收益高的项目。各发电公司应进行专题分析和治理,做为节能降耗的重要举措之一。

1机组热力系统严密性指标和现状

热力系统漏泄分为内部泄漏和外部泄漏,其中内部泄漏检查或检测是可以发现,外部泄漏通过试验可以确定。发电机组热力系统严密性内漏指标有:阀门的漏量或阀后温度。外漏指标有:汽水损失、不

明泄漏量、真空严密性等,通过分析对比,找出存在的问题,以便于整改。

机组热力系统泄漏是影响机组经济性的一项重

要因素,国内外各研究机构及电厂的实践表明,机组

阀门的泄漏虽然对机组煤耗的影响较大,

但仅需较小的投入就能获得较大的节能效果。在一定条件下其投入产出比远高于对通流部分的改造,

因此在节能降耗工作中首先应重视对系统阀门严密性的治理。另外,热力系统的内漏在使机组经济性下降的同时,还会给

凝汽器带来额外的热负荷,经估算可知,凝汽器热负荷每增加10%,将使低压缸排汽压力上升0.2kPa 。

表1为1000MW 超(超)临界机组各部位阀门泄漏对机组热耗率的影响量。由表1可知,蒸汽品质越高,其泄漏对机组经济性的影响越大,而水发生的泄

漏对机组经济性的影响相对较小。因此,

电厂必须关注与高品质蒸汽有关的阀门(表中所列一类阀门),务

必保持其严密性。

超(超)临界机组能耗诊断时,对热力系统漏泄(内部泄漏和外部泄漏)进行普查,通过普查发现阀

门内漏较多。例如,高压疏水阀、旁路蒸汽阀、给水泵再循环阀等。宁海、呼伦贝尔、沧东二期、绥中二期、定洲二期普遍存在阀门内漏问题,对机组经济性影

响分别为1.0g/kWh 、1.0g/kWh 、0.1g/kWh 、0.5g/kWh 、

表11000MW 机组系统内漏对机组经济性影响国华电力超(超)

临界机组热力系统严密性分析和建议靖长财

(神华国华(北京)电力研究院有限公司,北京,100025)

要:机组热力系统严密性是影响机组运行经济性的一项重要因素,从热力系统内漏、外漏分析

热力系统严密性的现状,对超(超)临界机组经济性的影响程度,提出了提高热力系统严密性的技术措施和建议,供机组设计、

运行参考。关键词:机组热力系统严密性经济性安全性

中图分类号:TM6

文献标识码:A

文章编号:1674-8492(2013)06-042-03分类

部位循环效率(%)热耗率(kJ/kWh)发电煤耗(g/kWh)一类阀门

(高品位蒸汽)

主蒸汽管道 1.03575.4 2.8热再热管道0.96570.3 2.7冷再热管道0.73553.5 2.0高压旁路0.24918.10.7低压旁路

0.96570.3 2.7一段抽汽管道

0.79958.2 2.2二段抽汽管道

0.73553.5 2.0三段抽汽管道

0.71552.1 2.0四段抽汽管道0.56441.1 1.6五段抽汽管道0.44332.3 1.2六段抽汽管道0.36026.2 1.0七段抽汽管道0.17012.40.5八段抽汽管道

0.070 5.10.2二类阀门(高品位水)#

1高加危急疏水

0.19714.40.5#

2高加危急疏水0.1208.80.3#3高加危急疏水

0.088 6.40.2除氧器溢放水

0.078 5.70.2三类阀门(水)

#

5低加危急疏水0.031 2.30.09#6低加危急疏水0.0090.70.03#

7低加危急疏水

0.005

0.4

0.02

注:表中数据为当泄漏量为1%主蒸汽流量时的影响量。

第11卷第6期VOL.11NO.6

2013年11月Nov.2013

靖长财:国华电力超(超)临界机组热力系统严密性分析和建议

0.5g/kWh。

2机组热力系统内部泄漏

内部泄漏虽然不损失工质和热量,但是损失做功能力,增加厂用电消耗,并且对热耗率影响大,是节能工作的重点,但是具体量化有一定的难度。阀门内漏主要影响机组负荷或增加汽耗量,同时严重泄漏也给设备安全运行带来风险。

3机组热力系统外部泄漏

热力系统外部泄漏一般通过试验和日常检查可以确定,确定热力系统发生外漏的主要指标有补水率、不明泄漏量、真空严密性、汽水损失率等。

(1)汽水损失率。机组要减少汽水损失,尤其是做好阀门外漏工作。例如,1000MW机组汽水损失不超过锅炉最大连续蒸发量的1%。

(2)不明泄漏量。美国机械工程师协会(ASME)规定,机组的不明泄漏量应小于额定负荷时主蒸汽流量的0.1%,这是非常严格的;我国国家标准(GB8117-87)电站汽轮机热力性能验收试验规程规定,系统不明泄漏量总和不应超过满负荷时主蒸汽流量的0.3%~

0.5%。目前,国华电力发电机组此数值一般为0.5%~

1.0%。外部泄漏中的不明泄漏点可能存在于水汽安全阀、大气式扩容器、排氧门、吹灰器、水汽管道疏放水门等部位。

(3)真空严密性。每月定期进行真空严密性试验,查找真空系统的严密性。宁海二期、绥中二期、沧东二期、定洲二期、呼伦贝尔(#2)机组真空严密性都合格,控制在270Pa/min范围内,呼伦贝尔#1机组400Pa/min。外三投产后真空严密性,2台机组分别为0.18/0.10(A/B)和0.09/0.09(A/B)kPa/min,因此机组运行和检修中必须提高机组真空严密性,提升经济性。4提升热力系统严密性的技术措施

4.1定期进行热力系统严密性普查

定期进行热力系统严密性分析,主要分析内容有机组不明泄漏流量试验、锅炉排污流量试验、厂用蒸汽试验等。

4.2认真治理阀门内漏,实现关键阀门内漏智能化在线监测

热力系统的阀门严密性普遍存在内漏问题,尤其是高压阀门。宁海、绥中、沧东、定洲和呼伦贝尔5个发电公司机组阀门都存在不同程度的内漏,虽然

不损失工质,但是严重损失作功能力,且冲刷阀门,

影响机组的经济性和安全性。

各台机组普遍存在热力及疏水系统设计不合理

与阀门泄漏,建议各厂对本厂热力及疏水系统进行

疏理,重点整治高、中压疏水阀门泄漏,参考同类型

机组热力及疏水系统改进经验,严格按照节能诊断

分析报告提出的改进方案实施改进。对于热力及疏

水系统设计问题较多,阀门泄漏严重,对机组经济性

影响较大,建议由专业人员协助予以处理。例如,现

场调研分析看到,某发电厂2×600MW超临界机组热

力及疏水系统存在一定内漏,主要有B给水泵再循

环阀、冷再供辅汽疏水、一抽逆止门前疏水、#1高加事故疏水门、#2高加事故疏水门、#6低加事故疏水门、#5低加出口放水门、高排逆止门前疏水、高压缸排汽通风阀、左侧再热蒸汽导管疏水、右侧再热蒸汽

导管疏水。监测阀门内漏一直沿用人工巡视和运行

人员监盘分析判断方式,工作效率低,发现故障及时

性差,还有可能延误运行判断和检修处理时间。

为能够快速准确检测内漏阀门位置和内漏情

况,在机组热力系统关键阀后或阀间安装温度测量

元件,通过智能前置数据采集系统将数据汇总到DCS系统,并反馈到运行监控画面,从而达到有效检查以及判断阀门内漏的目的。阀门内漏智能化实时在线监测系统,不仅使阀门内漏监测实现了智能化,而且大大方便了运行人员,减轻了运行人员现场检查劳动强度,运行值班人员在集控室的控制盘上就能及时捕捉和发现内漏。例如,某发电厂成功解决了集热片的焊接、前置盒的安装等技术难题。改造后的系统兼备故障判断、迅速准确和操作简单的特点,实现了故障声光报警、全过程事故追踪等功能,该厂2台30万kW机组共设置监测点50个,满足了内漏监测智能化需要,做到了实时在线监测全天候、全覆盖。

4.3认真治理外部泄漏,疏水和排汽回收

热力系统外漏分为热力系统工质漏出和真空系

统空气的漏入。做好机组疏放水系统回收工作,减少

外部漏泄降低热力系统的水汽损失,以及提高真空

严密性,减少系统外空气漏入系统内。主要对策有凝

汽器泡水查漏,使用真空检漏技术,查找真空系统泄

漏部位。设计除氧器排氧门排向大气,没有回收,不

仅浪费工质,而且损失热量。机组正常泄漏源一般较

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多,除了高品质的蒸汽泄漏外,多为低品质的蒸汽和水的泄漏,无法具体统计和计量。一般除氧器排空气门在机组运行中需要排放,不仅损失工质(外排约为

0.3%),而且损失热量,目前超(超)临界机组有的采用给水加氧,对于没有采用给水加氧的机组,鉴于除

氧器排空气门泄漏对发电煤耗率的影响量较大,

因此应回收该部分热损失。目前,回收方式较多,有机

组到凝汽器、引入低压加热器、安装混合式换热器或表面式换热器,建议将引入增加一路管道引入轴封冷却器用于加热凝结水,经计算可使热耗率降低

2.4kJ/kWh ,这样不仅回收工质,而且回收热量,并且排汽中的氧气对引入设备换热没有影响。

热力系统外漏分为系统工质漏出和负压系统空

气漏入两个方面。做好机组疏放水回收,机组疏放水回收项目见表2。

4.4热力系统阀门内漏控制措施

热力系统的阀门严密性普遍存在内漏问题。各

发电公司应对内漏阀门进行统计,在机组检修前进行普查,制定整改计划,在机组检修中进行治理。

重要的阀门一般有调节阀、疏水阀、安全阀、旁路阀、PCV 阀、抽气逆止阀和高缸排汽逆止阀等。对于阀

门设备选型时要选择质量好、可靠性高。例如,锅炉减

温水调节阀、给水调节阀和汽机系统各类调节阀,这类调节阀有的处于大压差的工况下运行,要求调节灵敏度高,调节性能稳定,调节线性强。

建立设备泄漏治理台帐,记录台帐阀门严重泄漏、一般泄漏、微漏等,重点关注主要泄漏部位为主再汽、抽汽及高低加等疏水系统上。运行巡检对阀

门泄漏采用的方法为三点温度检测,即阀前、阀体和阀后。

热力系统疏水系统阀门内漏的问题在运行中,

电厂对检测到的阀门进行了普查并建立了泄漏台

帐,规范检修工艺及运行人员操作程序,并安排在机组检修中及时进行修理。

热力系统中经常出现的阀门,如汽动给水泵再

循环门,通过调研对比后进行国产化试验改造,对阀

门进行更换,更主要的是设备工艺分析,给水泵最小流量阀由调节型改为开关型阀门,长期使用更方便、可靠、严密性好。对运行一段时间出现磨损等问题,

如减温水调节阀,通过与国产阀门生产厂家合作进行局部改造。对于阀门内漏问题本着修理的原则,尽量不更换阀门,以降低成本,并且积极推进进口阀门国产化的工作,利用机组检修中对进口阀门部件进行测绘,选择国内厂家进行国产化改造。

5结论

通过上述分析看到,机组热力系统严密性对机组经济性和安全性有很大影响,要求在机组运行管

理、检修质量、技术改造等工作中高度重视,作为节能降耗的一项重要工作,常抓不懈。

作者简介:靖长财(1962-),高级工程师,现任职于神华国华

(北京)电力研究院有限公司,主要从事发电技术管理工作。

表2

机组疏放水系统应回收的项目统计

项目

序号

项目

1锅炉暖风器疏水9给水泵机械密封水回水2热网加热器疏水10凝结水泵盘根冷却水3冬季汽暖疏水11真空阀门密封水4锅炉吹灰器暖管疏水12除氧器除氧排汽5冬季拌热疏水13化学取样器取样水6厂用汽系统管道疏水14电除器下灰斗加热蒸汽疏水7生活加热器疏水15机组停止后系统和设备疏放水8生水加热器疏水

16机组启动中系统和设备疏放水

Analysis &Suggestions of Heating Power System Tightness of

Guohua Power Super (Ultra )Critical Units

JING Changcai

(Shenhua Guohua (Beijing )electric Research Institute Co.Ltd.,Beijing,100025)

Abstract :The Heating Power system is close to a unit economy influence factor,the Heating Power system from leakage,outside leakage analysis of the present situation of Heating Power system tightness,and for the (very )critical unit economy influence,putting forward

ways to improve the Heating Power system technical measures and suggestions of tightness,for reference of the design and operation.Keywords :Unit;Heating Power System;Tightness;Economy;Safety

(收稿日期:2012-11-10

责任编辑:

马小军)第6期

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