淺談300MW機組高壓加熱器安全與經濟運行
工業技術
作者：董向新
[摘 要]高壓加熱器是火力發電廠的重要設備，它運行的可靠性和運行性能的高低，將直接影響整套機組的運行安全與經濟性，從而影響電廠的經濟效益，而且高加承受著高溫高壓的長期考驗容易出現故障，本文從其運行的安全及經濟性方麵做了簡要的探討，以提高高加的投入率以及其運行經濟性。
[關鍵詞]高壓加熱器；運行；泄漏；安全；經濟
中圖分類號：TG227 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0088-01
1 設備概述
我廠#3、#4機組分別於2003年和2004年投產，汽輪機為亞臨界、中間再熱、高中壓合缸、兩缸兩排汽、采暖抽汽凝汽式汽輪機，型號為C300/237-16.7/0.39/537/537（合缸），采用8級回熱抽汽加熱係統。我廠二期2×300MW汽輪機的高壓加熱器，采用三台單列臥式表麵加熱器。
高壓加熱器運行的可靠性及運行性能的高低，將直接影響整套機組的運行安全與經濟性。如果高加不投入，將加大排汽在凝汽器中的熱損失，降低機組的循環熱效率。高加能否正常投入運行，不僅對火力發電廠的經濟性和出力有很大影響，而且高加在運行中還將受到機組負荷突變、給水泵故障、旁路切換等引起的壓力和溫度的驟變，這些都會給高加帶來損害。
2 高壓加熱器泄漏後對機組安全及經濟性的影響
高壓加熱器由於水側壓力遠遠高於汽側壓力，當傳熱管束即U型管發生泄漏時，水側高壓給水進入汽側，會造成高加水位升高，傳熱惡化，具體對機組的影響如下：
2.1 對機組安全的影響
2.1.1 高加泄漏後，會造成泄漏管周圍管束受高壓給水衝擊而泄漏管束增多，泄漏更加嚴重，必須緊急解列高加進行處理，這樣堵焊的管子就更少一些。
2.1.2 高加泄漏後，由於水側壓力遠遠高於汽側壓力，這樣高加水位會急劇升高，若水位保護未動作，或高加係統的閥門動作異常時，造成加熱器汽側滿水，造成蒸汽帶水進入高中壓缸，引起汽輪機汽缸變形、脹差變化、機組振動、動靜碰磨、大軸彎曲，甚至造成葉片斷裂等，造成汽輪機水衝擊事故。這類由於加熱器故障而引起汽輪機進水的事故，在國內外發生過多起。
2.1.3 高加停運後，減少了抽汽，因而改變了汽輪機各級的壓降和蒸汽流量，而汽輪機組的隔板噴嘴、葉片一般都是按有抽汽供給給水加熱器設計的，這樣就可能造成汽輪機組隔板、葉片和推力軸承等部件所受的應力超過設計允許值，還會使汽輪機末幾級的蒸汽流量增大，加劇葉片的侵蝕，影響機組的安全運行。
2.1.4 高壓加熱器解列後同樣也涉及到鍋爐的安全問題，由於給水溫度降低，鍋爐的燃煤量增加，過熱器的吸熱量也會隨之增加。當鍋爐蒸發量不變時，容易引起過熱器超溫，特別是當減溫水的量已達額定值後，更容易引起過熱器超溫爆管事故。從理論上講，超溫數值的大小與鋼材使用壽命的減少值成指數關係，超溫越多，鋼材使用壽命就越短，這個問題必須重視，嚴防過熱器超溫。
2.2 對機組經濟性的影響
2.2.1 高加解列後，給水溫度降低，由260℃左右降低為170℃左右，從而主蒸汽壓力下降，為使鍋爐能夠滿足機組負荷，則必須相應的增加燃煤量，增加風機出力，從而造成爐膛過熱，汽溫升高，更重要的是標準煤耗增加，機組的熱耗相應增加，廠用電率增加。
2.2.2 高壓加熱器的停運，還會影響機組出力，若要維持機組出力不變，則汽輪機監視段壓力升高，停用的抽汽口後的各級葉片，隔板的軸向推力增大，為了機組安全，就必須降低或限製汽輪機的功率，從而影響發電量。
2.2.3 高加是否投入運行對機組負荷和經濟性有非常的大的影響。按經驗數值，300MW機組額定工況下高加解列，熱耗將增加2.758%，發電煤耗將增加8.14g/（kw·h）。
3 高壓加熱器運行經濟性的影響
3.1 給水溫度變化的影響
給水溫度是影響熱耗率的主要因素，給水溫度的降低將會影響鍋爐以及汽輪機組的出力。對於電廠的鍋爐來說，給水溫度是其設計的重要參數之一，進入鍋爐的給水溫度的變化會直接影響到鍋爐省煤器、水冷壁、過熱器等各部位吸熱量的分配，同時會影響鍋爐內部各部位的溫度分布，影響鍋爐燃燒情況。在鍋爐各運行條件不變的情況下，若高壓加熱器停運，將會直接影響鍋爐的正常出力，鍋爐的水冷壁管也將可能會因超溫受到損壞，也會引起過熱汽溫升高使汽溫難以控製。根據數據資料，300MW機組額定工況下給水溫度降低1℃，熱耗將增加0.0373%，發電煤耗將增加0.110g/（kw·h）。