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高壓加熱器水位控制改造及安全經(jīng)濟性的提高

文檔作者：劉養(yǎng)炯文檔來源：安徽淮北國安電力有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月16日
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第21卷第8期
2008年8月
廣東電力
GUANGDONG ELECTRIC PoW ER
、，01．21 N0．8
Aug．2008
文章編號：1007．290X(2008)08．0053．03
高壓加熱器水位控制改造及安全經(jīng)濟性的提高
劉養(yǎng)炯
(安徽淮北國安電力有限公司，安徽淮北235106)
摘要：對高壓加熱器疏水溫度高及疏水不暢原因進行了全面分析，采用改進高壓加熱器液位控制系統(tǒng)、閥門換
型和水位基準值抬高等措施，提高了高壓加熱系統(tǒng)的安全經(jīng)濟性。同時，將疏水溫度變化對機組經(jīng)濟性的影響
進行了論述，證實汽輪機的回?zé)嵯到y(tǒng)有一定的節(jié)能潛力。
關(guān)鍵詞：高壓加熱器；液位控制系統(tǒng)；閥門；疏水溫度
中圖分類號：Tk226．1；TM621 文獻標識碼：B
Transformation of W ater Level Control for HP Heater and Improvement on
Safety and Economic Efficiency
LIU Yang-jiong
(Anhui Huaibei Gno．a(chǎn)n Electric Co．，Ltd．，Huaibei，Anhui 2351()6，China)
Abstract：The high temperature and obstruction of HP heater drainage are thoroughly analyzed．The safety and economic
efficiency of HP heating system are enhanced by improving the water level control system of HP heater，replacing valve type
and raising the fiducial value of water leve1．At the same time，the effect of drainage temperature difference on economic
efficiency of generating unit is presented，which shows that the regenerative system of steam turbine has potential for energy
saving．
Key words：high pressure heater；water level control system；valve；drainage temperature
高壓加熱器是組成熱力系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。
加熱器運行狀況的好壞，也與機組的經(jīng)濟運行密切
相關(guān)，因此監(jiān)視加熱器運行狀況是運行和管理人員
的重要工作，也是汽輪機熱力試驗應(yīng)重點分析的問
題。在運行中應(yīng)主要監(jiān)視加熱器水位、溫升和端差
等問題，對這些參數(shù)的異常，應(yīng)認真細致地分析，
找出解決的辦法，達到節(jié)能降耗的目的。
為此，結(jié)合國安電力公司高壓加熱器系統(tǒng)存在
水位控制性能差，水位偏低，端差大和加熱管束常
泄漏等問題進行分析和解決。
1 機組概況
淮北國安電力有限公司300 Mw 機組汽輪機
是按照美國西屋公司技術(shù)制造的亞臨界、中間再
熱、高中壓合缸單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪
收稿日期：2008-叭-14
機，與1 025 t／h亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)汽
包鍋爐及300 Mw 水氫氫冷卻發(fā)電機配套，系統(tǒng)
采用單元布置。該機組設(shè)有8級回?zé)岢槠謩e送
往3級高壓加熱器、1個除氧器和4級低壓加熱
器，高壓加熱器由上海電力設(shè)備有限公司提供。該
機組自1999年投產(chǎn)以來，一直存在高壓加熱器疏
水溫度高和端差大的問題。
1．1 汽輪機組熱力性能
汽輪機熱力性能如圖1所示。
1．2 高壓加熱器設(shè)備技術(shù)性能
高壓加熱器的部分技術(shù)性能見表1。
2 高壓加熱器水位控制系統(tǒng)改造
2．1 高壓加熱器水位控制進入DOS的改造
高、低壓加熱器液位控制原采用就地基調(diào)方
式，調(diào)節(jié)采用氣一氣調(diào)節(jié)控制，與智能控制相比落
后許多。機組高低壓加熱器液位控制水平較低，加
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廣東電力 第21卷
凝 器
4．9kPa
25．405t／h
2 492．4 kJ／kg
O．O194M Pa
32．743們1
2 656．7 他一
0．067 3M Pa 0
689．533 t／h l A l 140．4 kJ他 司238．5 kJ／kg一 ：岡362．1kJ／kg
136．3 kJ／kg
32．6 ℃ 0．642 t／h
415 kJ
33．5℃ l HTR8 J 56．6℃
112-831 t／h
163．7 kJ／k,,
3 131．3 kJ／kg
0．751 M Pa
87．426 t／h
260．3 kJ／k
19．704 t／h
2 757．0 kJ g
0．125 MPa
34．979 t／h
2 935．1 kJ／kg
0．319 MPa
[TR6 J 103 1℃ l HTR5
34．979 t／h
455．8 kJ
559．3 kJ／kg
132-8℃
559．3 kJ／kg
132 8℃
167-8℃
HTR4
∞
莖
蚤 o、o。
32．916 t／h
3 331．4 kJ／kg
1．54MPa
74．261 t／h
3 023．6 kJ／kg
3．46M Pa
733．7 kJ／kg I1眇．6℃l858．8 kJ／k~ l241．9℃I1 049．0 kJ
61．464 t／h
3 140．8 kJ他
5．69M Pa
1 200．8kJ
170．9℃ l HTI I199．6℃ I HT l 241．9℃ l HTP~I l 273．8℃
176．9 t／h l l 140．257 t／h I l 65．996 t／h
747．3 kJ&amp;amp;g 875．8 kJ／kg 1073．4 kJ／kg
圖1 額定工況下引進西屋技術(shù)300 MW 亞臨界汽輪機的熱力平衡圖
表1 高壓加熱器技術(shù)性能參數(shù)
注：1號高壓加熱器、2號高壓加熱器、3號高壓加熱器的型號
分別為JG-1025-1-3，JG-11 10-1-2，JG-885-1-1。
熱器端差大，經(jīng)濟性較差，而且不利于運行人員監(jiān)
視、操作，于是，需要將高低壓加熱器液位控制引
入DCs，從而實現(xiàn)其高品質(zhì)控制性能。
首先，在高壓加熱器上加裝水位測量筒兩套，
通過其取樣，將水位的差壓信號分別送至兩個變送
器，變送器將此差壓信號轉(zhuǎn)化為4～20 mA的標準
907．O3 t／h 16．7 M Pa
3 397．2 kJ／kg 538℃
廠一汽輪機
鍋
爐
電信號送至機組DCS，實現(xiàn)高壓加熱器液位的雙
測量，從而保證高壓加熱器液位測量的準確性。其
次，此高壓加熱器液位信號經(jīng)過DCS的運算處理
后形成合適的閥位指令控制高壓加熱器的正常疏水
閥和危急疏水閥。正常疏水閥和危急疏水閥閥位反
饋統(tǒng)一采用帶有反饋功能的西門子定位器，從而實
現(xiàn)高壓加熱器液位及高壓加熱器的正常和危急疏水
閥的閉環(huán)控制。具體改造原理如圖2所示。
至DCS液位反饋
壓
空
側(cè)
禺蹶
圖2 高壓加熱器引入DC$控制的改造方案
2．2 更換2號高壓加熱器疏水閥門
針對2號高壓加熱器在高負荷階段正常疏水門
全開，斷續(xù)地需要開啟危急疏水門的問題，通過現(xiàn)
場參數(shù)判斷，確認系統(tǒng)無問題時，根據(jù)流量需求確
℃
2 3螂 k
1H豫，T一 ●●●，
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第8期 劉養(yǎng)炯：高壓加熱器水位控制改造及安全經(jīng)濟性的提高
認為閥門選型流量偏小，將2號高壓加熱器正常疏
水門更換后，高負荷階段正常疏水門開度維持在
70％～85％ ，危急疏水門需時常開啟的問題得以解
決，從而減少了不必要的熱能損失。
2．3 2號高壓加熱器水位基準值抬高
國安電力公司共有兩臺同類型機組，高壓加熱
器疏水溫度高及加熱器端差大是兩臺機組的共同問
題，安徽電力試驗研究院曾在熱耗試驗報告中多次
提出此問題，電廠對高壓加熱器水位和控制系統(tǒng)進
行過多次調(diào)整和改造，并和制造廠家共同探討過此
問題，但涉及高壓加熱器水位保護及機組安全問
題，在機組運行中進行高壓加熱器水位大幅度調(diào)整
是不現(xiàn)實的，因此運行調(diào)整基本沒有達到預(yù)期效
果。檢修時把實際水位與加熱器水位進行了比對，
仍然沒有發(fā)現(xiàn)問題，因為加熱器殼體是密閉的，無
法進行內(nèi)部檢查，所以無法準確判斷問題的關(guān)鍵所
在，從運行的角度進行分析，高壓加熱器運行時的
水位是正常的，基本是在水位計的2／3以上，改造
后水位控制上也看不出問題。在機組正常運行，帶
300 Mw 負荷時，2號高壓加熱器疏水溫度較設(shè)計
值高20℃之多，此溫度基本為該抽汽壓力下飽和
水的溫度，說明疏水冷卻段基本沒有起到作用。
于是在保證危機疏水正常的情況下，做好相應(yīng)
安全措施，對1號機組2號高壓加熱器進行了提升
液位的試驗。分別于2005年9月27日和9月28
日進行了加熱器水位調(diào)整試驗，分別對2號和1號
機組進行了大修前大幅度提高高壓加熱器水位對疏
水溫度影響試驗，所有試驗數(shù)據(jù)均通過現(xiàn)場表計
讀取。
試驗表明，隨著高壓加熱器水位上升，疏水溫
度顯著下降，1號機組2號高壓加熱器在帶300
Mw 工況下，其下端差約為13℃ (216．3℃ 一
203．4℃)，經(jīng)提高水位45 mm 后，端差下降為
4．2℃ 。6號低壓加熱器在帶300 Mw 工況下，其
下端差為6℃(94℃ 一88℃)，接近額定值，但水
位隨時間越來越高，開啟危急疏水后水位能下降，
經(jīng)分析為正常疏水管道壓差小，管道長阻力大，疏
水困難，應(yīng)通過減少管道長度或增大疏水閥門流通
能力著手。2號機組的號高壓加熱器在帶300 Mw
工況下，下端差為32℃ (236℃ 一204℃)，經(jīng)提
高水位70 mm后，端差下降為5．8℃ ，由此可以
證明，大幅度提高高壓加熱器水位能夠?qū)⑹杷疁囟?
降下來，據(jù)此，我們認為高壓加熱器水位零位偏
低?？紤]到夏季或其他一些特殊工況，決定將加熱
器水位0位抬高60 mm。
3 高壓加熱器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造后的效益
分析
3．1 降低了高壓加熱器水位偏低及疏水溫度高帶
來的安全隱患
疏水溫度高是由于高壓加熱器液位偏低造成
的，而且高壓加熱器液位低還會帶來汽水兩相的存
在，高溫的汽水兩相疏水將加熱器內(nèi)給水管路刷
薄，引起給水管路破裂，進而造成加熱器爆裂，發(fā)
生人身傷害事故。通過對機組高壓加熱系統(tǒng)改進高
壓加熱器液位控制系統(tǒng)、閥門換型和水位基準值抬
高等措施，提高了高壓加熱系統(tǒng)的安全經(jīng)濟性。
3．2 高壓加熱器端差大帶來的經(jīng)濟性影響
高壓加熱器疏水溫度高，端差大，不僅對機組
的安全性有很大影響，而且也影響到機組的經(jīng)濟
性。因此利用1號機組2006年5月進行的小修，
對1號高壓加熱器的水位計進行了整體提升，開機
后，該高壓加熱器的疏水溫度明顯下降，對機組的
經(jīng)濟運行相當(dāng)有利。改造前，2號高壓加熱器的疏
水溫度基本是飽和溫度，根據(jù)2號高壓加熱器抽汽
壓力和疏水溫度焓值及加熱器有一定水位，進行2
號高壓加熱器抽汽量計算時，按飽和水考慮。2號
高壓加熱器改造前后端差減小達到20℃之多，用
相關(guān)等效焓降法計算公式計算熱耗值下降幅度。已
知改造前發(fā)電煤耗為315 g／kWh，按年運行7 000
h計，平均負荷260 Mw 計，則每年可減少發(fā)電煤
耗0．72 g／kWh，按每噸標準煤40()元計，每年可
節(jié)約標準煤1 310 t，每年可節(jié)約資金人民幣52萬
元，經(jīng)濟效益非常顯著。
4 結(jié)論
通過對高壓加熱系統(tǒng)的液位控制系統(tǒng)、閥門換
型和水位基準值抬高等措施，克服了由于高壓加熱
器液位偏低，帶來高壓加熱器內(nèi)汽水兩相的存在，
而高溫的汽水兩相疏水將高壓加熱器內(nèi)給水管路刷
薄，引起給水管路破裂的危害，提高了高壓加熱系
統(tǒng)的安全經(jīng)濟性。降低了高壓加熱器水位偏低和疏
水溫度高帶來的安全隱患。
(下轉(zhuǎn)第63頁)
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第8期 廖愛平等：100 MW機組高中壓轉(zhuǎn)子振動問題的分析與處理
右，最大跳動至13 m，變化幅度為10 m，波動
了4倍。1號瓦振動增幅較2號瓦大很多，說明激
振源更接近1號瓦。
b)從振動頻率分析看。振動分析表明，振動
突增量中主要頻率分量為低頻信號，表現(xiàn)為雜波形
式，說明振動與轉(zhuǎn)子本身無明顯關(guān)系。
c)從振動出現(xiàn)時間看。振動突增出現(xiàn)在機組
從99 Mw 降負荷至91 Mw過程中，期間GV4閥
門應(yīng)屬于緩慢關(guān)閉狀態(tài)，但從現(xiàn)場情況看，發(fā)現(xiàn)
GV4閥門存在卡澀現(xiàn)象，在指令的作用下不斷開
關(guān)，伴隨著OV4閥門開度的不斷波動，振動不時
出現(xiàn)跳變性振動分量。
綜合以上分析，認為故障原因是GV4閥門開
度的不斷波動，汽流對轉(zhuǎn)子形成間歇性擾動，導(dǎo)致
振動的大幅波動。
4 振動故障確診試驗
為進一步確認故障原因，進行了振動故障確認
試驗。為避免閥門開度波動，臨時固定GV4閥芯
位置，振動突增現(xiàn)象消失，對機組進行了連續(xù)監(jiān)
視。從2007年9月4日1 6時31分至2007年9月
5日13時50分，負荷也有部分變化，但振動未再
出現(xiàn)突增現(xiàn)象，如圖6、圖7所示的趨勢。
時刻
圖6 1號瓦垂直方向蓋振趨勢
(現(xiàn)場安裝920(I型速度傳感器)
時刻
圖7 2號瓦垂直方向蓋振趨勢
(現(xiàn)場安裝9200型速度傳感器)
5 結(jié)論及建議
從振動變化幅度、振動頻率分析及振動出現(xiàn)
時間看，推斷該機組1號、2號瓦振動波動故障
是由于GV4閥門開度不斷波動造成的。GV4閥
門的開度不斷波動， 汽流對轉(zhuǎn)子形成間歇性擾
動，導(dǎo)致振動不斷大幅波動。臨時排除該故障
后，振動波動現(xiàn)象消失，進一步證明了故障分析
結(jié)果是正確的。從保證機組安全運行的角度出
發(fā)，盡快安排檢修時間，徹底排除GV4閥門開
度不斷波動的故障。
本文的故障分析方法及處理過程給同類型機組
及故障的分析提供了有益的參考。
參考文獻：
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州電力技術(shù)，201)5(12)：27 28．
作者簡介：廖愛平(1967一)，男，江西泰和人。工程師，從事發(fā)電
廠設(shè)備運行與狀態(tài)監(jiān)測工作。
(上接第55頁)
參考文獻：
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院學(xué)報：自然科學(xué)版，1998(i)：63 66
E7]楊靖，張淑俠，邱春花，等 上安電廠高壓加熱器損壞的對策
及收益EJ] 電力科學(xué)與工程，2005(4)：75 78
作者簡介：劉養(yǎng)炯(1977 )，男， 內(nèi)蒙古包頭人。工程師，工學(xué)
碩士，從事過熱控自動控制技術(shù)管理和發(fā)電運行管理工作。Email．"
liuyanNiong@126．com

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