增投0号高压加热器对汽轮机热耗的影响

成胜军　周敬

摘要：目前，由于电力产能过剩，火电机组可利用小时数明显降低。火电机组常处于低负荷运行状态，增设0号高压加热器可显著提高机组在低负荷运行时的热经济性。文章分析了设置0号高压加热器对汽轮机组热耗率的影响，通过实验数据计算机组负荷在80%以下时，汽轮机热耗显著降低，节能效果明显。

关键词：0号高压加热器；汽轮机热耗率；热力循环；给水温度；电力生产；火电机组 文献标识码：A

中图分类号：TK223 文章编号：1009-2374（2017）01-0064-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.032

1 某厂基本情况简介

某厂三期工程（#5、#6机组）2×1000MW超超临界机组，三大主机均为上海电气集团制造，两台机组分别于2010年6月和7月建成投产，2011年6月通过环保部的环保竣工验收，改造后的0号高压加热器于2014年12月

投运。

给水系统按锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况，相对应的给水量进行设计，系统设置两台50%容量的汽动给水泵、1台40%容量的电动启动给水泵（不考虑备用）。给水系统还为锅炉过热器的减温器、事故情况下的再热器减温器、汽轮机的高旁减温器提供减温喷水。锅炉再热器减温喷水从给水泵的中间抽头引出；过热器减温喷水从省煤器进口前引出；汽轮机高旁的减温水从省煤器前给水管道上引出。

2 0号高压加热器技改情况

在原有给水回热系统上，通过在高压缸处选择合适的抽汽点，取消汽轮机主机补气阀（上汽西门子技术），相应增加一个抽汽可调的专用给水加热器及相应的热力系统，回热系统由八级抽汽增加至九级抽汽，从而提高了给水温度。机组在非满负荷时的给水温度还有很大提升空间，可通过增加的0号高压加热器实现。

热力循环在节能技改前采用八级回热抽汽系统，设有2（双列）×3台高压加热器、一台除氧器、四台低压加热器和一台疏水加热器，节能技改后在B列给水回热系统上增加一台高压加热器，抽汽加热汽源取自高压缸第五级，在A列高加出口增加给水调节门，变负荷工况下调节A列给水流量，实现提高给水温度后的经济性和安全性。

技改后机组采用八级非调整抽汽（包括高压缸排汽），增加一级可调整抽汽，设有可调节阀调整进入0号高压加热器抽汽量，一、二、三级抽汽分别供给3级高压加热器。在额定工况时，0号抽汽调门不开，0号高压加热器不加热给水。低负荷时，0号抽汽调门开启，0号高压加热器加热给水，以提高低负荷时给水温度。

3 某厂增加0号高压加热器后的控制逻辑和运行中存在的问题

3.1 控制逻辑

增加0号高压加热器以后，给水温度提高了，为了保证省煤器和水冷壁的安全，必须要确定安全的给水温度，某厂的省煤器温升设计值为40℃，省煤器出口最高给水温度为346℃，0号高压加热器出口给水温度按照300℃设定，对应的0号高压加热器抽气压力为8.57MPa。变负荷工况时，通过控制A列出口调阀控制进入0号高压加热器给水流量，为了保证了A列高压加热器的换热能力，A列高压加热器给水出口调节阀设定47%为调节下限。

3.2 0高壓加热器解列条件

（1）负荷升高时0号高压加热器调门后压力超过9.6MPa；（2）0号高压加热器水位大于350mm；（3）监视省煤器出口温度，过冷度大于5K；（4）0号高压加热器抽汽温度大于540℃；（5）0号高压加热器水位大于280mm且抽气入口温度过热度小于15K同时满足。

3.3 运行中存在的问题及整改方法

（1）机组负荷在60%以上时，0号高压加热器控制逻辑可以正常的满足要求，60%工况以下时由于0号高压加热器的疏水量达到150t/h及B列高加给水流量增加以后，B列高加抽汽量增加，高加正常疏水调阀全开，不能满足正常调节的需求，60%以下工况时需要人为干预0号高压加热器抽汽调阀压力，导致0号高压加热器在60%负荷以下经济性相对较低；（2）0号高压加热器运行中正常疏水调阀频繁出现积碳现象。

鉴于上述情况，将0号高压加热器的疏水从B列1号高压加热器改造至A列1号高压加热器，既保证了B列高加的水位调整有余量，又能提高A列高加的做功能力，增加了0号高压加热器以后全负荷变工况运行的经

济性。

4 增加0号高压加热器以后对汽机热耗率的影响

第一，机组实际运行中，对汽轮机热耗的影响因素很多，比较复杂，很难精准计算出机组热耗率，一般机组的真实热耗需通过机组的热力性能试验得到。本文采用了一种简单实用的汽轮机热耗计算方法，计算公式如下所示：

式中：

Dm——主蒸汽流量，t/h；Dhr——再热蒸汽流量，t/h；Dfw——主给水流量，t/h；Dcr——高排蒸汽流量，t/h；Drhs——再热器减温水流量，t/h；hm——主蒸汽焓，kJ/kg；hhr——再热蒸汽焓，kJ/kg；hcr——高排蒸汽焓，kJ/kg；hfw——给水焓，kJ/kg；hrhs——再热器减温水焓，kJ/kg。

第二，增加0号高压加热器后，具体的抽汽压力与给水温度不能只局限于额定温度下的给水温度，应该考虑机组的性能状况、锅炉系统的给水要求及性能变化。0号高压加热器抽汽量的增大会使给水温度增加，造成锅炉排烟温度的升高，使锅炉效率下降，过多的抽汽量对锅炉效率是不利的，因此在实际运行中应根据情况选择最佳的给水温度。通过试验得出增加0号高压加热器后各负荷点对应的最佳给水温度如图1所示：

结论：在机组负荷500MW时，根据上文计算公式；当0号高压加热器投入后，给水温度提高了18.6℃，汽机热耗共降低202.4kJ/kW·h。

第四，800MW工况0号高压加热器增加前后重点参数对比：

结论：在机组负荷800MW时，根据上文所列计算公式，当0号高压加热器投入后，给水温度提高了11.3℃，汽机热耗共降低101.2kJ/kW·h。

第五，1000MW工况0号高压加热器投入前后重点参数对比：

结论：在机组负荷1000MW根据上文中所列公式计算，0号高压加热器投入后，给水温度提高了4.9℃，汽机热耗共降低8kJ/kW·h。

5 0号高压加热器在新建项目中的重大意义

鉴于目前电力市场的实际情况，机组长期在低负荷运行将成为常态，机组长期不在设计“经济区”运行势必会造成热效率下降，供电煤耗升高。通过以上试验数据计算分析，机组在增加0号高压加热器以后，在80%负荷以下热耗降低100～200kJ/kW·h，节能降耗效果明显。与此同时，当机组处于低负荷工况运行时，主蒸汽调节阀常处于节流状态，机组的效率损失有所增加。增设0号高压加热器，在一定程度上可增大主蒸汽流量，进而降低主蒸汽调节阀的节流损失，提高汽轮机组热效率。

参考文献

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作者简介：成胜军（1982-），男，湖南宁乡人，神华（福州）罗源湾港电有限公司工程师，研究方向：火力发电厂集控运行；周敬（1987-），男，湖南湘潭人，神华（福州）罗源湾港电有限公司助理工程师，研究方向：火力发电集控

运行。

（责任编辑：蒋建华）