高压加热器随炉启动方式的研究

张乐天（大唐西北电力试验研究所，陕西 西安 710065）

高压加热器随炉启动方式的研究

张乐天
（大唐西北电力试验研究所，陕西 西安 710065）

摘 要：本文结合目前大型火力发电厂的常见设计，对高压加热器的启动方式提出了一种新的启动方式—高加随炉启动。对这种随炉启动方式的优点进行了阐述，并且对这种启动方式的具体应用进行了研究探讨。

关键词：高压加热器；随炉启动；注意事项

抽汽回热系统是火力发电厂的一个重要系统，而其中高压加热器（以下简称高加）的投运方式对于机组的经济性和安全性有着很大的影响。目前大型火电机组中，高加的启动方式主要分为两类：滑参数启动（随机启动）和定参数启动（带负荷启动）。而其中滑参数启动因为抽汽参数是随负荷的增加而变化的，因而可使高加管板和管系均匀的加热，相应的热应力也就减少，所以被越来越广泛的应用。而本文作者在高加随机启动的基础上，结合多台机组的调试运行经验，提出一种新的高加启动方式—高加随炉启动。所谓高加随炉启动就是当锅炉点火起压后即通过主机旁路系统投入高加系统。下文即对这种高加启动方式的优点及应用情况进行阐述。

1 高加随炉启动方式的系统设计要求

要满足高加随炉启动，在机组热力系统设计方面应略有改动，在目前国内大型火电机组的常规设计中，二段抽汽的抽汽口一般在高压缸排汽口和高排逆止门之间。而为了能够满足高加随炉启动的要求，即汽轮机未进汽时高加就能进汽，需将二段抽汽的抽汽口设计在高排逆止门之后，抽汽系统的原则性系统如图1所示。

这种设计只是将二段抽汽的抽汽口由高排逆止门前移到了高排逆止门之后，抽汽参数不变，不影响汽轮机本身热力系统，也不需要额外投资，因此方案是可行的。

另外机组需设置两级串联旁路，每台高加要有到凝汽器的危机疏水和到下级抽汽的正常疏水。这些目前是常规设计，大部分电厂都能满足。

2 高加随炉启动方式的方法及注意事项

2.1 启动具体操作

高加随炉启动方式在具体启动操作方面，确保在锅炉点火前，高加水侧投入运行，检查高加汽侧具备投运条件。

当再热汽起压后，开启2号高加进汽电动门﹑逆止门，事故疏水调门。2号高加开始随炉启动。同时可开启1号至2号高加正常疏水门﹑1号高加事故疏水门，2号至3号高加正常疏水门﹑3号高加事故疏水。使得蒸汽通过正常疏水管路进入1﹑3号高加进行加热，然后分别通过1﹑3号高加的事故疏水排入凝汽器。

这样使得1﹑3号高加在2号高加随炉启动的同时也能够提前缓慢均匀加热，减少1﹑3号高加的热冲击，也缩短了带负荷后1﹑3号高加正式投入时的时间。并且能更好的加热给水，提高机组效率。

当需要对1﹑3号高加进行正式投入时（随机启动或者带负荷启动），关闭1﹑2号高加的正常疏水门，降低1﹑3号高加压力，开启1﹑3号高加进汽门。当1﹑2﹑3抽压力匹配时，开启正常疏水，高加疏水逐级自流，高加启动完成。

2.2 注意事项

常规设计中，抽汽回热系统中电动门﹑逆止门必须汽机挂闸后才能开启。为了实现高加随炉启动，首先要对2号高加抽汽电动门﹑逆止门逻辑进行修改，既要保证2号高加抽汽电动门﹑逆止门在未挂闸的情况下能够开启，又要保证在汽机跳闸﹑高加水位高等情况发生时能够保护关闭2号高加抽汽电动门﹑逆止门。还应该注意的是，常规设计中逆止门为压缩空气驱动开启，压缩空气都经过空气引导阀，因此在汽机未挂闸的情况下，逆止门没有压缩空气无法打开。为了保证随炉启动，需要给2号高加抽汽逆止门接一路不经过空气引导阀的压缩空气气源，并设置手动隔离门，当机组挂闸后，关闭该气源，保证汽机跳闸时，2抽逆止门能够快速关闭。

图1 高加随炉启动抽汽系统图

随炉启动中还应该注意：当1﹑3号高加要进汽预暖之前，必须确保1﹑3号高加进汽电动门﹑逆止门关闭且严密可靠，防止蒸汽返至汽轮机。且管道疏水必须开启，并且在整个高加启动过程中必须控制好1﹑3号高加水位防止水位过高。

3 三种启动方式的综合比较

3.1 提高机组的安全性方面

高加随炉启动同高加随机启动方式一样，都属于滑参数启动，这样可使高加管板和管系均匀的加热，相应的热应力减小。能够减少高加热冲击，降低高加管口焊缝和管道受损而泄漏的可能性，延长管材寿命。

高加滑参数启动时，加热器压力是均匀的缓慢上升，有利于加热器水位的控制。不会像定参数启动时加热器压力变化较快容易因此加热器虚假水位，影响汽轮机安全性。

同为滑参数启动，随机启动时加热器的进汽参数是随汽轮机进汽量变化，而常规汽轮机从盘车转速到定速3000rpm时间为1h～2h，但是此时汽轮机进汽量较小，国产600MW机组3000rpm时进汽量约为20t/h～30t/h。进入高加的汽量就更小，1号高加进汽压力一般为0.1MPa～0.2MPa。而高加随炉启动时，高加进汽基本等于冷再压力，600MW机组厂家给定的启动参数里再热汽压力为0.8MPa～1MPa。而高加进汽流量可以达到额定2抽蒸汽流量的50%。同样对于600MW机组可以达到70t/h。实际上启动时考虑到为了防止再热器干烧，要适当控制进入高加的流量，以保障进入再热器的蒸汽流量。因此随炉启动比随机启动高加的进汽参数和流量将更高，更有利于高加充分预暖。

由此可见高加随炉启动方式比高加随机启动方式和高加定参数启动方式更有利于机组的安全运行性。

3.2 提高机组经济性方面

高加随炉启动更早的加热了给水温度﹑增加抽气量减少了冷源损失，对机组启动阶段的经济性有很大提高。

在机组冷态启动期间，给水温度主要靠除氧器加热。而除氧器汽源来自临机辅汽或者启动炉。受来汽参数限制，加热后给水温度一般不超100℃。若启动炉容量小用户多，或者炉型为直流炉需维持30%最小给水流量，此时给水温度将更低。若此时高加能随炉启动，当再热汽起压后，高加投入后，当抽汽温度大于100℃时，就能开始对给水进行加热。而这部分蒸汽的热量得到了利用，避免直接通过低旁进入凝汽器产生冷源损失。

以600MW机组为例，冲转参数为再热蒸汽压力为0.8MPa，再热蒸汽温度为360℃。若再热汽100℃时，投入2号高加，按照锅炉升温速率2℃/min，则到汽轮机冲转前至少需要2h～3h。因此随炉启动要比随机启动提前2h～3h加热给水。而且由3.1节中可知，随炉启动比随机启动的蒸汽流量更大﹑参数更高。

因此采用高加随炉启动方式可以比随机启动方式和高加定参数方式更加的提高启动初期机组的经济性。

结语

高加随炉启动是一种新技术，这种启动方式既保证了高加启动的安全性，又提高了机组启动过程中的经济性。在国家提倡节能减排的大环境下，值得研究和大力推广。

参考文献

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[3]于淑梅.回热加热器变工况端差基准值研究[J].发电设备，2010（03）.

[4]李宏伟，李继伟，刘为民.220MW机组高加随机启动的研究与应用[C].山东省石油学会油田电力、通信及自动化技术研讨会优秀工程技术论文集，2009.

中图分类号：TK264

文献标识码：A