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300mw凝汽式汽轮机低加系统运行分析 张家口市处理厂配备了八台东方汽轮机厂有限公司生产的300吨混凝土凝汽轮机。机组回热系统均采用八级不调整抽汽,一、二、三段抽汽分别接至3、2、1号高压加热器(下称高加);四段抽汽一路供除氧器除氧及加热用,并引出一部分供高压厂用汽系统用汽,另一路作为小汽机的驱动汽源带动汽动给水泵供给锅炉用水;五、六、七、八段抽汽分别接至4、3、2、1号低压加热器(下称低加)。高加及低加均采用表面式加热器,除氧器采用混合式加热器。高加用来加热给水泵出口的高压给水,低加用来加热凝结泵出口的凝结水。 一单元的两台机组为东方汽轮机厂初期设计的高中压分缸机组,型式为:亚临界、中间再热、三缸两排汽、凝汽式汽轮机。低加系统采用卧式布置,受热面管系采用U形管管板式。其中 4号低加(DR-600-4)为三段一体式结构(即包括过热冷却段、蒸汽凝结段和疏水冷却段),2号低加(DR-600-2)为一段式结构(即只有蒸汽凝结段),1、3号低加(DR-800-1、DR-600-3)为两段一体式结构(即包括蒸汽凝结段和疏水冷却段),具体低加内部结构见图1～4。 低加在正常运行时,由凝结泵来的凝结水首先进入1号低加,经由疏水冷却段、蒸汽凝结段逐段加热后,流出 1号低加,进入 2号低加,经加热后再进入3号低加,如此逐级加热,最后由4号低加加热后进入除氧器。从汽轮机来的抽汽由蒸汽进口进入低加,先在过热冷却段内被冷却至接近饱和温度(DR-800-1、DR-600-2、 DR-600-3型低加抽汽温度较接近饱和温度,故未设计过热冷却段),再进入饱和蒸汽凝结段逐渐冷凝,冷凝水沿隔板流至外壳下部,经疏水冷却段(DR-600-2型低加没有)由折流板导流对凝结泵来的凝结水进行初级加热,并冷却为过冷水(即疏水)。低加系统设计有低加疏水箱,4、3、2号低加疏水正常采用逐级自流运行方式,2号低加疏水排至低加疏水箱,低加疏水箱中的疏水再经过变频低加疏水泵送至2号低加出口凝结水管道,与凝结水混合后流入除氧器,1号低加疏水通过疏水调整门独立排至凝汽器;此外,各加热器还设有事故疏水,供事故情况下疏水排放。各台加热器靠疏水调节阀自动维持一定的水位。 1、2号机组刚投产时,低加疏水泵为定速泵,只能通过调整其出口门开度来控制疏水流量,经常造成低加疏水箱无水运行,低加疏水泵发生振动,轴承多次损坏,故低加疏水泵一直无法正常投运,而且2号低加一直无法维持正常水位,经常由于水位高而解列,致使机组的经济性降低,且影响除氧器的除氧效果,威胁着机组的安全运行。机组运行多年来,利用机组检修机会多次对2号低加及低加疏水泵系统进行了改造:低加疏水泵由调整出口开度改为变频调节;低加疏水箱顶部加装了一根引入凝汽器的平衡管,调节低加疏水箱内的真空度,从而保证2号低加水位在正常范围内。然而机组满负荷运行时4、3、2号3台低加抽汽总量每小时达110多t,2号低加由于系统的原因,运行中疏水温度长期处于偏高的状态,几乎接近七段抽汽温度,增加了排汽冷源热损失,降低了整个回热循环热效率,而且还增加了凝汽器的热负荷,使机组的真空度降低,其它相关运行参数也偏离设计参数,影响机组的经济性和安全性。 1、2号机2号低加原设计下端差25.2℃,上端差3℃。1号机实际运行下端差92℃,上端差4.9℃; 2号机实际运行下端差72℃, 上端差9.1℃。虽然2号低加的温升远高于设计值(1号机10.0℃、2号机7.8℃),但实际由于七段抽汽量增大,增加了高压热源的损失,使机组的热效率下降。技改前低加系统运行参数见表1。 通过对2号低加内部结构及低加的运行方式分析,2号低加疏水温度偏高的原因可能有以下几方面原因:首先由于2号低加为一段式结构,低加内部缺少必要的隔板,蒸汽进口直接与疏水口相通。若2号低加正常疏水口没有被疏水淹没,部分高温蒸汽会不经过蒸汽冷却段直接进入疏水管道,出现低加水位不稳及疏水管道振动等现象,造成疏水温度大幅升高接近进汽温度。其次由于系统设计原因,3、4号低加的事故疏水直接排至2号低加,会排挤2号低加进汽,大量高温疏水进入2号低加会使疏水温度上升。此外2号低加连续空气门接至凝汽器喉部,而疏水箱顶部排空气也接入凝汽器喉部,按照连通管原理,两个负压区互相影响,可能导致2号低加疏水不畅。为了查清2号低加疏水端差大的原因,制定了2号低加不同运行工况下试验方案,于2007年8月28、29日在1号机进行了试验。 整个试验过程中机组负荷维持200 MW不变,各高、低压加热器系统正常运行,4、3、2号低加逐级自流方式,2号低加疏水进入低加疏水箱通过低加疏水泵打至2号低加出口凝结水管道,1号低加疏水通过调整门流入凝汽器,各低加水位均正常。2、3、4号低加凝结水温升分别为32℃、28℃、15℃;疏水下端差分别为87℃、5℃、2℃,各