600MW机组供热后汽轮机给水泵的运行分析.doc

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________600MW机组供热后汽轮机给水泵的运行分析600MW供热机组汽轮机给水泵轴功率不足问题分析与对策王琼宜昌供电公司配电中心湖北省宜昌市443000)摘要:目前,大容量机组为降低厂用电率无一例外都采用了汽轮机给水泵的上水方案,且很多厂出于安全经济方面的考虑切除了汽轮机给水泵的高压备用汽源。但是,当机组经过供热改造后,额外增加的供热抽汽量使汽轮机给水泵所需轴功率不足,在运行中出现了汽包上水困难、调节迟缓等问题。本文通过华电包头发电公司的一次汽包水位异常事件系统地分析了事件的根本原因,提出了防止和控制类似事件发生的具体措施,并在工作中进行了实施取得了良好的效果,证明供热改造机组的给水泵汽轮机虽然切除高压备用汽源给运行带来了一定的影响,但在机组滑压运行时完全可以保证汽包的正常供水。为大容量机组供热改造后汽轮机给水泵运行摸索出了可供参考的方法和经验。关键词:供热,汽包水位,给水泵汽轮机,所需轴功率,给水总压头引言:华电包头发电有限公司出于安全经济上的考虑切除了两台给水泵汽轮机高压备用汽源,但在机组经过供热改造后出现了汽轮机给水泵上水困难的问题,这种问题在锅炉燃烧工况剧烈变化时显得尤其突出,多次由此引发异常事件险些造成跳机的事故发生。为找出汽轮机给水泵上水困难的真正原因从而加以预防和控制,防止类似事件的发生以保证机组安全运行。华电包头两台机组为亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽冲动凝汽式,机组型号N600—给水系统配置两台50%容量的变速汽轮机拖动的锅炉给水泵,每台汽泵配置一台定速前置泵,一台30%容量的带液力耦合器的电动给水泵做为备用,一台汽泵和一台电泵并列运行可满足90%MCR的需要。两台给水泵汽轮机正常运行由主机四段抽汽供汽,当调门全开可满足超额定压力5%的汽包上水的需要。备用汽源来自主蒸汽和高压辅汽联箱,当负荷降到额定负荷的30-40%时,主蒸汽备用汽源自动进行内切换补充给水泵汽轮机输入功率的不足。高压辅汽联箱汽源做为起停机或调试时使用。3MPa℃MPa,温度538℃。由于两路汽源温差达216℃,容易对给水泵汽轮机造成热冲击,此外,由于压力相差太大运行中给水泵汽轮机的转速极难控制,稍有不慎就会造成超速或是汽包水位超限导致MFT动作,对机组的安全经济运行十分不利。在正常运行中,一般机组在调峰时的最低负荷为额定负荷的50%以上,高于切换点负荷。因此,华电包头公司在2008年机组大修时对两台给水泵汽轮机的高压备用汽源进行了改造,切除了来自主蒸汽的高压备用汽源,只保留了高压辅汽联箱的备用汽源以供起停机时使用。至此华电包头对机组进行了两项改造一是:切除了给水泵的高压备用汽源,一是:进行了热网改造,供热抽汽取自四段抽汽。本图为热网改造后的#2机组视图事件经过2009年12月21日,19:05分,#2MPa,主汽流量1000t/h,供热流量300t/hMPaMPa,汽包水位由0下降至-180mm,此后随着锅炉燃烧的减弱,主汽压力由MPa逐渐下降至MPa,汽包水位回升至10mm,2分钟后汽包水位上升至180mm,A、S指令3300r/min,给水泵汽轮机给定转速4000r/in,给水流量1500t/h,仍大于主蒸汽流量500t/h,A、S控制方式跳至手动。1分钟后汽包水位上升至280mm,距离锅炉MFT动作水位只差20mm,被迫打闸A给水泵汽轮机运行才避免了汽包水位保护触发MFT动作事故停机。此次异常事件原因分析:2009年10月华电包头公司对机组进行了供热改造,中压缸排汽做为抽汽点,最大供热抽汽量400t/h,供热面积650万平方米。当机组纯凝汽式运行时,额定主汽流量为1760t/h,这时就出现了给水泵汽轮机在低负荷所需轴功率不足的问题。bP/η(1)Qb——锅炉给水体积流量,m³/h;P—给水泵总压头,MPa;η——给水泵效率,%;给水泵总压头:P=(Pp--Pg)+∆P+∆Zγ(2)γ=ρgPp—锅炉汽包内压力,MPa;Pg——除氧器压力,MPa;∆P—水在除氧器与锅炉汽包之间的管道、阀门、高加、省煤器流动的压力损失,MPa;∆Z—锅炉汽包水位与除氧器水位差,(常数)m;γ=—给水的密度,N/m³;从(1)式可以看出影响给水泵所需轴功率Pp有三方面因素:即给水体积流量Qb、给水泵总压头P、给水泵效率ηp,但对于给定的给水泵其效率η不变,因此实际影响因素:Qb、P,当给水体积流量Qb增加时,给水泵所需轴功率会随之增加;当给水泵总压头P增加时,给水泵所需轴功率也会随之增加。由于本机组进行了供热改造增加了供热流量,因此比照纯凝汽式的相同负荷下Qb比原来有所增加,使给水泵所需轴功率大于纯