联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题

　　1　概述

　　国内某燃气-蒸汽联合循环电厂采用S209FA机组,即两台GE公司的PG9351FA燃气轮机和一台哈尔滨汽轮机厂生产的LN275/CC154型抽汽供热汽轮机。整套机组设计运行方式为两台燃机带一台汽轮机,简称“二拖一”。机组纯冷凝发电效率58%,冬季供热时热效率可达79%。汽轮机设计抽汽量624t/h,供热量1 674GJ/h。热网供、回水130/70℃,供、回水压力1·6/0·2MPa,热网循环水量6 667t/h,供热方式为质-量联合调节,热网正常补水率1%。热网水温度调节通过抽汽调节阀调整供水温度,热网对量的调节反映在循环水量的变化。循环水量通过调节热网循环水泵的投运台数和改变调速泵的转速来调节。

　　该厂热网系统由一台凝汽抽汽型汽轮机、两台尖峰热网加热器、两台基本热网加热器、一台尖峰热网疏水加热器、一台基本热网疏水加热器、三台热网循环水泵、两台尖峰热网疏水泵、两台基本热网疏水泵和部分辅助设备组成。汽机采用两级抽汽,一级抽汽通过控制装设在中压缸内的旋转隔板从汽机中压缸第七级后抽汽。

　　设计抽汽参数:0·613 6MPa,353.1℃。二级抽汽通过控制联通管蝶阀从汽机中压缸末级抽汽,设计抽汽参数:0.275 8MPa,284.1℃。一级抽汽进入尖峰热网加热器换热后,疏水进入尖峰热网疏水加热器进一步换热,最后一级热网汽侧疏水通过尖峰热网疏水泵回收至凝结水系统。二级抽汽进入基本热网加热器换热后,疏水进入基本热网疏水加热器进一步换热,最后二级热网汽侧疏水通过基本热网疏水泵回收至凝结水系统。热网水侧通过热网循环泵依次进入基本和尖峰热网疏水加热器、基本、尖峰热网加热器进行换热,最后通过供水母管进入北京市热力管网。

　　2008年5月20日机组进入商业运行,但是由于220kV出线受阻,机组只能采用一台燃机带一台汽轮机运行,简称“一拖一”。由于非设计工况运行,哈尔滨汽轮机厂最新设计的300MW级抽汽机组无运行经验可借鉴,而且汽机抽汽没有安装流量计,如何在保证机组安全的情况下,确定非设计运行工况下汽机最大供热量和机组调峰能力,已成为最大的问题。

　　2　冬季“一拖一”运行方式下汽机供热量分析

　　方法一:比例法确定汽机供热量根据机组实际运行参数和曲线,机组在“一拖一”方式满负荷运行时,冷再热蒸汽流量约为270t/h,加上再热减温水和中压主蒸汽流量,进入中压缸的再热主蒸汽流量约为300t/h。低压主蒸汽流量约为20t/h,根据汽轮机厂的要求,低压缸必须保证最少有180t/h的冷却蒸汽流量,才能确保机组“一拖一”方式下安全地抽汽供热运行。除去流过低压缸的180t/h蒸汽和部分损耗,汽机最大能抽120t/h蒸汽供热网。根据机组“一拖一”方式下夏季供热量约34Gcal/h,汽机抽汽量为30t/h(根据热网疏水量推算而来)的实际,利用以下公式可以估算出冬季供热量:冬季供热量=夏季供热量×冬季汽机抽汽量/夏季汽机抽汽量(1)Q = mCΔT(2)式中Q:供热量,m:热水的质量流量,C:水的比热容,ΔT:供、回水温差。按照冬季热水网回水温度=60℃,供水温度=130℃,计算结果如表1(其中按照1Gcal=4.2GJ计算）：