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聯(lián)合循環(huán)中除氧器超壓問題的分析及處理

　

摘要：針對聯(lián)合循環(huán)初期出現(xiàn)的除氧器'>除氧器超壓、汽機超溫等方法予以解決，同時對修改溫控線后燃氣輪機運行情況作了簡單的討論。

要害詞：燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)控制調(diào)峰傳熱

　　龍灣燃機電站300MW聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備，由2臺100MW等級燃氣輪機、2臺額定蒸發(fā)量為177t／h的單壓余熱鍋爐及1臺100MW純凝汽式汽輪機組成，其中燃氣輪機及汽輪機由GE供貨，控制系統(tǒng)為GEMARKV，2臺余熱鍋爐由比利時CMT供貨，公用1臺除氧器'>除氧器。聯(lián)合循環(huán)機組分別于1999年4月15日開始調(diào)試至5月13日止72h加24h滿負(fù)荷試運結(jié)束，5月14日投入試生產(chǎn)。

本文就聯(lián)合循環(huán)調(diào)試中出現(xiàn)的除氧器'>除氧器超壓問題進行討論。

1問題的提出
　　龍灣電廠余熱鍋爐，為單壓、強制循環(huán)鍋爐，垂直布置。在鍋爐尾部布置了低壓蒸發(fā)器與除氧器'>除氧器構(gòu)成低壓強制循環(huán)，除氧器'>除氧器為內(nèi)置除氧式，設(shè)計工作壓力0．42MPa，最高0．5MPa，余熱鍋爐投入運行后發(fā)現(xiàn)除氧器'>除氧器壓力不斷升高，若對煙氣檔板進行調(diào)節(jié)，開度小時，雖能降低除氧器'>除氧器壓力，但鍋爐升壓速度太慢；按正常的升壓速度，即使全開除氧器'>除氧器至凝汽器進行泄壓，除氧器'>除氧器壓力仍然在0．5MPa左右，安全門經(jīng)常動作，降低燃氣輪機負(fù)荷亦無效，運行調(diào)整困難。當(dāng)聯(lián)合循環(huán)進入整套啟動調(diào)試階段，燃機負(fù)荷在35MW至75MW對應(yīng)聯(lián)合循環(huán)出力在220MW的范圍內(nèi)，除氧器'>除氧器壓力仍然超限。當(dāng)時包括外方在內(nèi)的專家提出許多措施，如增加除氧器'>除氧器至凝汽器排放容量、減少低壓循環(huán)泵流量（加節(jié)流孔）犧牲排煙溫度以減少低壓蒸發(fā)器吸熱等措施，因種種原因未能實施，直到聯(lián)合循環(huán)工程驗收時仍作為遺留問題之一。2原因規(guī)律，方框部分的大小表示各受熱面的吸熱量，D是窄點（pinchpoint），表示高壓蒸發(fā)器出口煙溫與汽包飽和溫度之間的傳熱溫差，工況變動時該傳熱溫差基本不變，當(dāng)燃機排氣溫度變化時燃氣溫度線撓D點轉(zhuǎn)動。排氣溫度降低時（圖中虛線所示），線越平坦，過熱器吸熱減少，省煤器及低壓蒸發(fā)器吸增加，排煙溫度升高，燃機排氣熱量利用程度低，反之亦然。運行經(jīng)驗表明，當(dāng)燃機排氣溫度在426.7℃（800°F）以上時低壓蒸發(fā)器的吸熱能保證除氧器'>除氧器壓力在設(shè)計范圍內(nèi)。

-　　2．2燃氣機的溫控特性　　圖2是根據(jù)燃機實際運行數(shù)據(jù)繪出的溫控特性，環(huán)境溫度23．9℃（75°F）。圖中O點為全速空載點，TTRX為燃機答應(yīng)的最高排氣溫度（溫控線），OABDF線表示單循環(huán)溫控方式下排氣溫度的變化規(guī)律。OACEF線表示在投入聯(lián)合循環(huán)溫控方式下排氣溫度的變化規(guī)律。OACE線表示當(dāng)時進口導(dǎo)葉在57°，BDF線表示當(dāng)時的進口導(dǎo)葉在84°。2．3除氧器'>除氧器壓力升高原因　　在聯(lián)合循環(huán)調(diào)試初期，燃機仍然采用單循環(huán)的溫控方式，由圖2可以看出，在單循環(huán)方式下，當(dāng)燃機排氣溫度達到371．1℃（700°F）時，燃機進口導(dǎo)葉開始開啟，隨著燃機負(fù)荷的增加，進口導(dǎo)葉直至開至84°的最大角度，對應(yīng)燃機負(fù)荷在70MW，也就是說在此段負(fù)荷范圍內(nèi)燃機排氣溫度始終低于或等于371．1℃（700°F）。由前面的討論可知，在此段負(fù)荷范圍內(nèi)燃機排氣溫度太低余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器吸熱偏大是造成除氧器'>除氧器壓力升高的根本原因。燃機負(fù)荷繼續(xù)增加時排氣溫度上升沿DB線進入溫控。3解決的辦法　　根據(jù)前面的規(guī)律是OACDF線。這樣避開了聯(lián)合循環(huán)溫控方式下排氣溫度的峰值，實際運行中是通過修改單循環(huán)溫控常數(shù)（CSKGVSSR）來實現(xiàn)的，考慮到減溫水的降幅、燃氣與蒸汽的傳熱溫差，將這個常數(shù)值定在510℃（950°F），對應(yīng)的主汽溫度在487℃。采用修改的溫控方式后，解決了困擾已久的除氧器'>除氧器超壓問題。4結(jié)束語　　龍灣電廠汽輪機與余熱鍋爐來自不同的供貨商，當(dāng)主參數(shù)不匹配時我們采取了修改控制方式予以解決。這種變通的溫控方式對應(yīng)的排氣溫度介于單循環(huán)與聯(lián)合循環(huán)之間。其透平進口溫度也介于這二者之間，而不會對燃機有任何的研究以找出燃機壽命與效率之間的平衡點。

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