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改进型1030MW超临界机组高加撤出的保护探讨及优化_何伟校

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为了提高机组运行的可靠性和安全性， 在对保护逻辑进行确认和优化的基础上， 安排了 800 MW 工况下
的高加跳闸试验。 试验后对相关数据进行了分析核算， 进一步完善了相关控制逻辑和定值， 确定了该机
组高加撤出保护的实施方案。 同时也对各型机组在高加跳闸工况下的危险点进行了分析总结。
关键词： 超临界； 1 030 MW； 高加； 逻辑优化
（1）在 80%THA（热 耗 率 验 收 工 况 ） 下 ， 1—3 号 抽汽做 功总增 加量为 572 288 409 kJ/h， 即 约
1 号抽汽 2 号抽汽 3 号抽汽 再热器热端 （简称热再）
乏汽
表 1 汽轮机热平衡计算
80%THA 工况
焓值
流量
/（kJ·kg-1） /（kg·h-1）
3 244.9 3 113.8 3 515.4
中图分类号： TM866
文献标志码： B
文章编号： 1007-1881（2015）07-0037-04
Discussion and Optimization of Protection Logic of High Pressure Heater Withdrawal of Improved 1 030 MW Supercritical Units
0 引言
对于超临界机组而言， 高压加热器（简称高 加）撤出后由于汽轮机高加各级抽汽被排挤， 使得 进汽量增大和抽汽量减小， 从而导致抽汽口后的 各级叶片的实际蒸汽流量增大， 使叶片（特别是末
级叶片）的工作应力增大。 同时蒸汽流量增大使 得各级的焓降也增加， 从而使其工作应力增加。 动态工况下可能超过末级叶片材料的许用应力， 发生叶片扭曲变形和断裂的严重安全事故。
各级抽汽量从加热给水被排挤到汽轮机末级 做功的增加量， 可以认为是高加跳闸过程中汽轮 机负荷快速增加的原因。 机组的热平衡计算原理 如图 1 所示， 从图中可以看出各级抽汽被排挤后 的做功增加路径。
假设各级高加抽汽瞬间被排挤， 同时被排挤 的蒸汽均直接做功至汽轮机末级， 且锅炉的蓄热 足以支持再热器冷端（简称冷再）蒸汽量增加后对 再热蒸汽的加热要求， 根据表 1 中所示的机组热 平衡计算图数据可做出如下计算推论：
浙江电力
2015 年第 7 期
ZHEJIANG ELECTRIC POWER
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发电技术
改进型 1 030 MW 超临界机组高加撤出
的保护探讨及优化
何伟校 1， 陈 波 2， 罗志浩 2， 张永军 2
（1. 杭州锅炉集团股份有限公司， 杭州 310021； 2. 国网浙江省电力公司电力科学研究院， 杭州 310014）
Abstract: The improved 1 030 MW units are innovatively put into operation for the first time in China. The manufacturer believes that with the withdrawal of high pressure heater system the increased flow may lead to excessive load which affects the operation safety of the units. The original units protection logic makes the following provisions: when the high pressure heater is withdrawn， if the units load is greater than 1 030 MW and lasts 1 minute or more than 1 106 MW and lasts 10 seconds， main protection of the units is triggered. The protection setting value above has not been tested by practical engineering. In order to improve the reliability and safety of units operation， tripping test of high pressure heater in 800 MW operating condition is arranged on the basis of the confirmed and optimized protection logic. After the test the relevant data are analyzed and calculated to further improve control logic and setting value and determines the implementation scheme for high pressure heater protection withdrawal. In the meantime， the paper analyzes and summarizes hazardous points in high pressure heater tripping of all types of units. Key words: supercritical； 1 030 MW； high pressure heater； logic optimization
然而在实际生产过程中， 若发生高加系统的 跳闸， 高加的各级抽汽将使得机组负荷快速增 加， 同时锅炉侧的控制也需要面对给水温度快速 下降的问题。 因此需要进行一次实际、 安全可控 的高加跳闸过程试验， 获取相关数据以指导控制 逻辑的优化和保护逻辑的实现。
1 工况风险点分析及逻辑优化
1.1 汽轮机负荷的快速增加
HE Weixiao1， CHEN Bo2， LUO Zhihao2， ZHANG Yongjun2 （1. Hangzhou Boiler Group Co.， Ltd.， Hangzhou 310021， China；
2. State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute， Hangzhou 310014， China）
量为 813 632 492 kJ/h， 即约 226 MW。 因此如果不采取任何措施， 当机组在 1 030
MW 负荷运行时发生高加跳闸工况， 机组负荷可 能会超出厂家给出的 1 106 MW 高限定值。 需要 注意的是， 上述计算结果仅仅表明了在理想工况 下可能出现瞬态极大值， 若考虑到高加撤出的整 个过程并不是瞬间完成的， 那么动态过程中高加 撤出所带来的负荷增加的幅值将小于上述推论 值。 同时， 负荷增加的持续时间则需要结合试验 结果分析。 1.2 给水温度的快速下降
3 295 662.4 7 504 248.59
2 814.4
3 231 261.6 7 778 063.44
2 416.8
2 试验过程及数据分析
根据上述分析， 在试验前对控制逻辑进行了 优化， 并选择了 800 MW 负荷作为试验工况。 逻 辑中的改动包括：
（1）高 加 撤 出 后 汽 轮 机 主 控 快 关 调 门 3.5%， 同时锅 炉主控 按照比 例 减 少 40 MW 的 出 力 ， 10 min 后将这两部分前馈以一定速率收回。
某改进型 1 030 MW 机组在国内属首次创新 应用， 该机组通过各种手段以提高机组运行的经
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浙江电力
2015 年第 7 期
济性， 机组整体的安全裕量经过了优化和严格控 制。 因此制造厂家提出当高加撤出后， 汽轮机超 出额定出力后的工况为存在危险的工况， 并给出 了加热器快卸保护的逻辑定义： 当高加撤出后若 机组负荷大于 1 030 MW 延时 1 min， 或大于 1 106 MW 延时 10 s 后触发机组主保护。
4.387P 600.0T 24.36P 600.0T 3671.8H 2352162G 3499.6H 2814400G
2314.6H 1585618G
锅炉
高压缸
中压缸
1328.9H 299.8T
蒸冷器
1 号高加 2 号高加 3 号高加
低压缸
发电机
小机乏汽 4.7 kPa 凝汽器
小机 至凝汽器
5 号高加
摘 要： 某改进型 1 030 MW 机组在国内属首次创新应用， 制造厂家认为当高加系统撤出后， 由于通流
的增加可能导致过负荷从而影响机组安全运行， 原机组保护逻辑中规定了当高加撤出后若机组负荷大于
1 030 MW 延时 1 min， 或大于 1 106 MW 延时 10 s 后触发机组主保护。 上述定值并未经过实际工程考验，
（2）给水焓值控制 的计算 中 ， 省煤 器出 口的 目标焓值 1 min 后以一定速率切换至高加撤出后 的参数。
（3）锅炉指 令对应 的煤水 线 1 min 后以 一定
速率切换至高加撤出后的参数。 试验中的过程曲线如图 2—3 中所示， 反映了
THA 1 328.9 1 461.0 2 632.0
THO 835.1 1 079.0 2 416.0
主 蒸 汽 焓 值 / （kJ·kg-1） 冷 再 入 口 焓 值/ （kJ·kg-1） 热 再 出 口 焓 值/ （kJ·kg-1）
3 499.6 3 078.7 3 671.8
3 525.0 3 138.0 3 照给水温度下降的速率来切换给水流量指令线， 并增加炉侧的风量、 煤量以满足对流吸热的要 求。 对于采用焓值控制策略的机组， 一方面需按 照给水温度下降的速率来切换给水流量指令线， 并增加炉侧的风量、 煤量以满足对流吸热的要求， 同时应根据实际速率来切换水冷壁吸热的目标焓 值， 防止过程中给水下降过快或过慢。

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660MW超超临界机组高加全切的事故处理浅析

660MW超超临界机组高加全切的事故处理浅析

660MW超超临界机组高加全切事故处理浅析摘要：本文针对满负荷下高加事故全切有可能导致机组MFT保护动作的危害，结合机组调试过程中进行的高加全切后带满负荷试验情况，对高加全切时各主要参数变化趋势进行了详细分析，对控制各参数变化尽可能平稳提出了较为详细的措施，对现场运行人员正确判断、准确处理该类异常，保证机组能够平安稳定运行具有很好的借鉴意义。

关键词：满负荷，高加全切，事故处理，试验，调整1.系统概况某厂#7机组为660MW超超临界机组，三大主机均由上海电气集团生产。

机组采用中间再热回热循环，主要目的是提高工质在锅炉内吸热过程的平均温度，以提高机组的热经济性。

汽轮发电机组采用八级非调整抽汽。

一、二、三级抽汽分别供应三台高压加热器；四级抽汽供汽至除氧器、锅炉给水泵汽轮机和辅助蒸汽系统等；五、六、七、八级抽汽分别供应四台低压加热器用汽。

7、8号低加为各用一个壳体的加热器，卧式布置在凝汽器喉部。

为防止汽轮机超速和进水，除7、8级抽汽管道外，其余管道上都设有气动止回阀。

1、2、3和5、6级抽汽管道设置一个气动止回阀，1、3、5级抽汽管道加设一个不带执行机构的逆止阀，4级抽汽管道由于所接设备较多，在总管上设置两个同口径气动止回阀。

2.加热器运行中技术标准第二级〔至2号高加〕 2第三级〔至3号高加〕第四级〔至除氧器、〕第四级(至给水泵汽轮机)第五级〔至5号低加〕75816第六级〔至6号低加〕第七级〔至7号低加〕75.2第八级〔至8号低加〕44046 59.43.高压加热器给水系统流程图图1、660MW超超临界机组高压加热器给水系统流程图4.高加全切事故处理意义该厂660MW机组采用回热抽汽提高给水温度，减少热源在凝结器中损失，以提高热效率，但机组在运行中会有可能出现系统异常或人为操作等原因造成高加解列的事故发生，如高加水位变送器故障、高加水位调节门卡塞、高加钢管爆破、人为误操作等都会造成高加满水事故，高加保护动作，从而造成对汽轮机及锅炉运行参数超出极限状态下运行，尤其是满负荷状态下高加全切，对汽轮机及锅炉设备回造成严重损害，处理不当甚至会造成严重事故发生，所以有必要结合该厂机组设计调节原理、调试工况等，对高加全切异常进行全面定性、定量分析，以便在高加发生全切事故时能够正确进行处理，防止事故扩大。

660MW超临界机组高加解列前后参数变化分析及操作要点

660MW超临界机组高加解列前后参数变化分析及操作要点

660MW超临界机组高加解列前后参数变化分析及操作要点发表时间：2016-05-30T16:29:21.260Z 来源：《电力设备》2016年第3期作者：杨瑞民[导读] （宁夏京能宁东发电有限责任公司宁夏银川 7628155）经分析判断确定为高加泄漏后，制订了高加解列的措施，并对高加解列前后运行工况进行分析。

（宁夏京能宁东发电有限责任公司宁夏银川 7628155）摘要：本文通过对宁夏京能宁东发电有限责任公司#1机组得补水率增加，经分析判断确定为高加泄漏后，制订了高加解列的措施，并对高加解列前后运行工况进行分析，总结出一些相关的参数变化规律和运行经验，据此针对超临界机组高加正常解列和紧急解列的操作方法及处理步骤提出一些建议，便于同类型机组运行人员参考借鉴。

关键词：超临界高加解列参数变化机组概况宁夏京能宁东发电有限责任公司锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈加垂直管直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉、室内布置燃煤锅炉，锅炉采用紧身封闭，锅炉型号为HG-2210/25.4-YM16型。

汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、间接空冷凝汽式汽轮机，型号为CLNJK660-24.2/566/566型。

汽轮机采用喷嘴调节，高压部分共有四个调门对应于四组喷嘴，运行方式分部分进汽（顺序阀）和全周进汽（单阀），中压部分为全周进汽。

回热系统采用七级非调整抽汽，其中，一、二、三段抽汽分别向三台高加供汽；四段抽汽向除氧器和辅汽供汽；五、六、七段抽汽分别向三台低加供汽。

给水系统设计有2×50%BMCR的汽动给水泵+30%的定速电动给水泵。

参数变化原因分析及结论高加解列后给水温度大幅下降，同时由于抽汽量的降低，相同负荷下给水量将下降很多，水煤比从6.32降低至5.07，降低1左右。

同时，给水温度下降使水冷壁入口温度降低较多，水冷壁入口工质欠焓增大，容易造成锅炉的水循环不良，水动力稳定性变差，导致水冷壁的传热恶化，水冷壁出口温度偏差增大，若是低负荷切除高加，锅炉水循环的不稳定性几率更加增大，所以高加解列后要注意汽水总画面的水冷壁出口温度的变化情况，必要时适当增大给水压力。

给水加氧在1030MW超超临界机组的应用实践

给水加氧在1030MW超超临界机组的应用实践

给水加氧在1030MW超超临界机组的应用实践摘要:本文介绍了1030MW超超临界机组投产后给水加氧处理技术的应用。

详细叙述机组给水加氧的条件、转换过程、水汽指标的变化情况，以及加氧处理技术实施后水汽系统含铁量显著降低，精处理混床运行周期延长，加药量减少，效果显著。

提高了机组运行的经济性和安全性。

关键词: 超超临界；1030MW 机组；给水加氧；含铁量引言随着我国电力工业的发展，大量的超临界、超超临界机组都采用了给水加氧技术并取得了显著的经济及安全效益。

目前除了直流炉之外，汽包炉也开始使用给水加氧技术。

加氧水处理技术和其它水化学工况相比有着显著的优越性：给水含铁量小，锅炉结垢速率低，延长锅炉酸洗周期；锅炉压差略有下降；给水处理所用化学药品用量大大减少，有利于环境保护，运行成本明显降低；给水 pH 降低，大大延长了凝结水精处理设备运行周期等。

机组概况某电厂1030MW超超临界燃煤机组锅炉为3099 t/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，全钢架悬吊结构的锅炉。

自2012年11月投产，采用给水AVT(O)工况运行，发现凝结水及给系统存在明显的流动加速腐蚀，导致给水铁离子含量较高。

根据机组要求，决定将给水处理方式由AVT(O)改为OT，以降低给水铁离子含量，降低凝结水和给水系统存在流动加速腐蚀。

给水加氧技术的实践过程设备的简介给水加氧设备由加氧汇流排、控制柜、管道和阀门组成。

其作用是将氧气精确地加入到水汽系统。

加氧前的技术条件水汽系统严密可靠，凝汽器无泄漏。

凝结水、除氧器入口、省煤器入口及主蒸汽的氢电导率均小于0.10μs/cm。

热力系统不含铜部件，阀门和泵的密封材料满足给水加氧要求。

对水汽系统在线仪表进行校验，保证水汽系统在线仪表能准确投入运行。

凝结水进行100% 精处理，控制混床出水电导率小于0.10μs/cm，钠小于3μg/L，二氧化硅小于10μg/L。

要求受热面的沉积量小于200g/m2，洁净的受热面表面有利于OT转化过程，也有利于形成保护膜。

660MW超超临界机组0号高加系统运行优化及经济性分析

660MW超超临界机组0号高加系统运行优化及经济性分析


-2611
基准
-4240
基准
增加0号高加系统会使项目初投资增加，主要包括:(1) 汽轮机本体系统费用增加，包括补汽阀、抽汽关断阀、止回 阀、调节阀、疏水阀、管材等费用；(2)0号高加本体系统；⑶给 水管道、疏水管道及阀门系统;(4)土建增加费用。单台机组 以上各项费用初步估算总计为600万元。
由表3可知，如果机组按调峰模式运行，年利用小时数 按5000h考虑，带0号高加系统方案比不带0号高加系统方 案,每年可节约标煤量为6851吨。按照标煤价550元/吨计 算，每年可节约燃料费376.8万元，则增加0号高加系统的 投资回收期为1.6年。
本文以上海电气集团某660MW超超临界汽轮发电机 组为例，对增设0号高加系统进行分析，对0号高加系统的 投入、退出进行优化探讨，并从技术可行性、热经济性、投资 回收期等方面进行分析。 一、设置0号高加系统必要性分析
机组在低负荷运行时，最终给水温度会随着负荷的降 低而降低,导致机组的热耗增加，经济性变差，因此部分负 荷运行时，如何提高锅炉给水温度，将直接影响机组的运行 经济性。而优化回热系统是一个重要手段，主要包括回热加 热器级数的增加和最佳给水温度的确定。因此，增设一级回 热加热器（增设0号高压加热器），是一种有效提高机组在 低负荷运行时，热经济性的措施。
关键词：0号高压加热器热经济性低负荷运行优化
随着我国经济社会发展，电力市场装机容量不断增加， 电网峰谷差越来越大,600MW级及以上大型火电机组时常 参与电网调峰，大型火电机组低负荷运行小时数不断增加， 导致机组安全性和经济性明显下降。为提高机组频繁调峰 安全性和低负荷运行经济性，优化抽汽回热系统、增设0号 高加系统,是目前广受关注的节能措施之一。
考虑到高压加热器设计参数及锅炉给水温度的限制， 在抽汽管道上设置两路调节阀系统（一个大容量主调节阀与