宁海电厂600MW机组7、8号低加疏水不畅优化改造
摘要
关键词
600MW机组 低压加热器 疏水 经济性
正文
0 前言
国华宁海电厂#2汽轮机组是由上海汽轮机有限公司与美国西屋公司合作制造的600MW亚临界中间再热凝汽式汽轮机,于2005年底投入商业运行。机组投运以来,设备运行比较稳定,但也有不足之处,#7低加至#8低加正常疏水无法投入水位自动,危急疏水经常开启,在低负荷阶段尤其明显,这将引起两方面的影响:第一方面,降低了安全性,疏水不畅时危急疏水开启,容易在疏水管中形成汽液两相流,造成疏水管道振动、冲刷;第二方面,降低了经济性,危急疏水开启增大了凝汽器热负荷的同时也造成了额外的冷源损失,引起疏水温度偏高,增大了本级抽汽排斥了下级抽汽,多抽了高压汽源少抽了低压汽源。
1 原因分析
国华宁海电厂#2机组的#7低加、#8低加均由上海电站辅机厂生产,型号分别为
JD-735-1-2、JD-872-1-1,在各负荷段的运行数据见表1,表1数据来源于同型机组投产初期的性能试验。
表1 #7低加、#8低加在各负荷段的运行数据
工况 | 负荷 | 低压缸 排汽压力 | #7低加抽汽压力 | #8低加抽汽压力 | #7低加疏水流量 | #8低加疏水流量 |
MW | kPa | kPa | MPa | t/h | t/h | |
工况1 | 599.82 | 4.37 | 65.50 | 22.50 | 166.59 | 225.98 |
工况2 | 603.43 | 4.21 | 66.00 | 22.50 | 166.87 | 227.61 |
工况3 | 609.66 | 4.30 | 66.00 | 22.50 | 169.64 | 230.27 |
工况4 | 541.94 | 4.07 | 60.50 | 20.40 | 146.81 | 197.83 |
工况5 | 539.66 | 4.08 | 60.00 | 20.30 | 146.72 | 197.75 |
工况6 | 537.21 | 3.91 | 60.00 | 20.15 | 143.00 | 193.96 |
工况7 | 541.35 | 4.00 | 60.00 | 20.30 | 143.47 | 194.44 |
工况8 | 482.96 | 3.99 | 55.50 | 18.40 | 128.12 | 170.94 |
工况9 | 484.13 | 4.03 | 55.50 | 18.45 | 127.75 | 170.33 |
工况10 | 486.26 | 4.04 | 56.00 | 18.55 | 127.46 | 170.43 |
工况11 | 490.61 | 4.10 | 56.00 | 18.70 | 128.81 | 172.18 |
工况12 | 420.68 | 4.14 | 50.00 | 16.40 | 114.39 | 151.18 |
工况13 | 420.26 | 4.15 | 50.00 | 16.35 | 113.75 | 150.33 |
工况14 | 424.12 | 4.06 | 50.50 | 16.55 | 113.95 | 151.73 |
工况15 | 424.44 | 4.15 | 50.50 | 16.55 | 113.63 | 150.91 |
工况16 | 425.49 | 4.26 | 50.50 | 16.55 | 113.89 | 151.01 |
工况17 | 362.74 | 4.19 | 45.50 | 14.55 | 96.43 | 124.37 |
工况18 | 363.51 | 4.17 | 45.50 | 14.60 | 95.01 | 123.21 |
工况19 | 364.73 | 4.21 | 45.50 | 14.70 | 94.90 | 123.49 |
工况20 | 367.57 | 4.07 | 45.50 | 14.70 | 94.64 | 123.82 |
工况21 | 363.68 | 4.25 | 45.50 | 14.70 | 93.78 | 122.41 |
工况22 | 302.30 | 4.29 | 41.00 | 12.55 | 77.83 | 98.34 |
工况23 | 308.02 | 5.63 | 41.50 | 13.00 | 81.09 | 96.43 |
工况24 | 304.91 | 5.69 | 41.50 | 13.00 | 79.33 | 94.34 |
工况25 | 308.68 | 5.73 | 41.50 | 13.00 | 79.55 | 94.48 |
工况26 | 305.57 | 4.37 | 41.00 | 12.75 | 76.59 | 96.62 |
对表1数据稍作整理得到图1曲线,观察曲线数据,在300MW~600MW负荷区间,#7低加与#8低加之间压差由27kPa变化至43kPa,#8低加与凝汽器之间压差由8kPa~18kPa。对于#7低加疏水:#7低加正常液位至#8低加接受#7低加疏水接口间的标高差约1.6m(约16kPa),沿途有两个倒U型结构,再加上加热器壳程压降、管路沿程阻力、管路局部阻力,在低负荷段很难正常投运,若再加上其他一些原因(如管路积气产生额外局部阻力,水位调整控制不当等),在负荷较高时也会产生疏水不畅。对于#8低加疏水:虽然#8低加与凝汽器之间压差也比较小,但#8低加至凝汽器疏水管路标高降低约8m(约80kPa),故疏水问题不大。
图1 负荷与压差关系曲线
2 改造方案
目前#7低加、#8低加疏水管路结构如图2所示,#7低加至#8低加的疏水管路弯头众多,且倒U型结构明显,极大的增加了疏水难度,建议对疏水管路进行如图3所示改造,将#7低加至#8低加的疏水口由#8低加顶部改至#8低加中心线下部。
1、重开疏水口,如图4所示,新的疏水口可开至#8低加壳体中心线下部,且靠近凝汽器侧,开孔尺寸应与原疏水口尺寸一致,以保证通流能力.
2、疏水管路重新布置,将调节阀和手动阀移到中间层平台(标高约6.9m),如图5所示,重新连接管道并做好支撑,重新连接调节阀气源管和接电缆工作。
3、安装单位视现具体场情况购买所需弯头、直管及其他材料。
图2 目前#7低加、#8低加疏水示意简图
图3 改造后#7低加、#8低加疏水示意简图
图4 改造后疏水口侧视图
图5 改造后疏水管路俯视图
3 经济效益分析
疏水管路改造取得了较好的效果,改造前:负荷低于510MW均开启#7低加至#8低加危急疏水,正常疏水阀处于关闭状态,改造后在300MW~600MW负荷段均能投入#7低加至#8低加正常疏水自动。
#7低加危急疏水阀开启,降低了机组的经济性。从热力经济学角度分析,#7低加危急疏水开启后,造成#7低加疏冷段工作不正常,引起疏水温度升高,在#7低加上端差不变的情况下,导致#7低加抽汽流量增加,引起低压缸少做功,另外,在忽略凝汽器热负荷少量变化引起凝汽器真空变化、#8低加进水温度认为不变的前提下,#7低加至#8低加的疏水流量减少,间接导致#8抽汽流量增加,也引起低压缸做功量的减少。两项做功量的减少引起机组出力的变化,在锅炉给煤量不变的情况下,降低了机组的供电煤耗率。
利用性能试验数据,对国华宁海电厂#2汽轮机组的#7低加至#8低加疏水管路改造前后的经济效益进行计算,计算结果如表2所示。
表2 供电标准煤耗率变化与负荷的关系
负荷 | MW | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
供电标准煤耗率降低 | g/kWh | 0.167 | 0.205 | 0.242 | 0.277 | 0.309 |
对2010年12月7日至2011年12月7日的历史负荷数据进行分析,对 290MW~510MW负荷段的经济效益进行了统计计算,以10分钟为一个采样点进行积分累加,经济效益结果如表3所示。
表3 2010年12月7日至2011年12月7日的经济效益计算
时间段 | 采样周期 | 计算负荷段 | 节约标准煤 |
2010年12月7日至2011年12月7日 | 10分钟 | 290MW~510MW | 518.7吨 |
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