660MW超超临界机组带给水旁路调频抽汽回热系统简介

高家权

摘  要：660MW超超临界二次再热机组采用十级抽汽回热系统，高加系统应用了高加调频控制。介绍了抽汽回热系统的主要构成，分析了高加调频技术。

关键词：二次再热;抽汽回热;给水旁路;调频

Abstract：the 660MW ultra supercritical secondary reheating unit adopts ten stage extraction steam regenerative system，and the high-pressure heater system applies frequency modulation control of high-pressure heater. This paper introduces the main structure of extraction steam regenerative system，and analyzes the frequency modulation technology of high pressure heater.

Key words：secondary reheating;extraction heat recovery;water supply bypass;frequency modulation

一、抽汽回热系统的构成与分布

1.抽汽回热系统由4台高压加热器及2号、4号高加外置蒸汽冷却器，5台低压加热器，1台除氧器和1台疏水冷却器组成。

2.4台高加和2台外置蒸汽冷却器设置一个大旁路，6号低加为单独旁路，7号、#8低加设旁路，9号、10号低加及低加疏水冷却器设旁路。高加正常疏水为逐级自流至除氧器，6号、7号低加正常疏水逐级自流至#8低加，#8低加正常疏水经疏水泵升压后打入#8低加出口凝水管道，9号、10号低加正常疏水分别经低加疏水冷却器流至凝汽器。

3.除了正常疏水外，各级高压加热器和6、7、8号低压加热器还设有危急疏水管路，当发生下述任何一种情况时，开启有关加热器事故疏水阀，将疏水直接排入凝汽器疏水立管经扩容释压后排入凝汽器。除9、10号低加外，每个加热器的疏水管路上均设有正常及危急疏水调节阀，根据人为设定水位自动控制加热器正常水位。危急疏水管道上的调节阀受加热器高水位信号控制。每个调节阀前后均装有隔离阀。

4.每台加热器（包括除氧器）均设有启动排气和连续排气，以排除加热器中的不凝结气体，其中连续排气管路中设有节流孔板。所有高压加热器的汽侧启动和连续排气均接至除氧器。低压加热器汽侧的启动排气和连续排气均单独接至4号凝器立管然后排至高压凝汽器中。所有加热器的水侧放气都排大气。除氧器的连续排气和启动排气均排入大气。连续排气均设有节流孔板，其容量按能通过0.5%加热器最大加热流量选取。

5.该厂高加为卧式、表面式加热器，主要由三部分组成：

5.1过热蒸汽冷却段：利用加热蒸汽的过热度的降低，释放热量来加热给水。在该加热器中，加热蒸汽不允许被冷却到饱和温度，因为在达到该饱和温度时，管外壁会形成水膜，使加热器的过热度因水膜吸附而消失，能量得不到利用，在此段的蒸汽都保留有剩余的过热度被加热水的出口温度接近或略超过加热蒸汽压力下的饱和温度。

5.2凝结段：加热蒸汽在此段中为凝结放热，其出口的凝结水温是加热蒸汽压力下的饱和温度，因此被加热水的出口温度，低于该饱和温度

5.3疏水冷却段：设置该段冷却器的作用，是使凝结段来的疏水进一步冷却，进入凝结段前的被加热水温得到提高，其结果一方面使本级抽汽量有所减少，另一方面，由于流入下一级加热器的疏水温度降低，从而降低本级疏水对下一级抽汽的排挤，提高了系统的热经济性。加热器设置疏水冷却段不但能提高经济性，而且对系统的安全运行也有好处。因为原来的疏水是饱和水，在流向下一级压力较低的加热器时，必须经过节流减压，而饱和水一经节流减压，就会产生蒸汽而形成两相流动，这将对管道和下一级加热器产生冲击、引发振动等不良后果。经冷却后的疏水是欠饱和水，这样在节流过程中产生的两相流动的可能性就大大地减小。疏水冷却段是一种水-水热交换器，该段加热器出口的疏水温度，低于加热蒸汽压力下的饱和温度。

5.4高加三通阀介绍：660MW汽轮机高压加热器进口和出口处使用的是高加联成阀，当高压加热器发生故障时，水位超过允许水位，紧急切换给水到旁路，保证高压加热器安全解列，从而起到防止汽轮机水冲击和保护高压加热器的作用。

二、给水旁路调频：

1、随着特高压交直流混联电网的建设，受端电网低频故障风险加剧叫根据历次直流闭锁后区域内火力发电机组的一次调频动作情况分析和统调 机组一次调频摸底试验结果显示，超（超）临界机组 正常运行下的一次调频平均能力不足2%Pe/min。目前大型燃煤机组多为超（超）临界机组，全程滑压运行，主汽调门开度大，蓄热能力和利用率较低。直接有效的提升一次调频效果的方法是降低 主汽调节阀开度，用经济性置换机组调频能力;上汽-西门子汽轮机组采用补汽阀的方式获得额外功率，但在实际运行时补汽阀易引起高压缸的轴 系振动加剧;部分机组采用凝结水节流调频也该 技术受限于其低压加热器金属材料、抽汽品质、除氧器蓄热能力及除氧器水位波动，调频特性并不理想。

2、高加抽汽調频技术

高加抽汽调频技术其本质是通过排挤高压加热器的抽汽，快速增加汽轮机通流量，达到机组负荷短时间内的快速提升，减少抽汽量导致的给 水温度的下降，通过锅炉省煤器完成能量补充，提升了锅炉的换热效率。高加抽汽量与机组负荷成正比，高加抽汽调节是有效的负荷激励手段，主要有以下几种实现方式：

（1）设置可快速调节流量的给水旁路，通过 分配流经主路的给水流量，来排挤高加抽汽。

（2）设置可快速调节的抽汽调节阀，改变抽 汽阀开度控制抽汽量。

该方式在部分具备0号高加（对应宿迁电厂1号高加）的回热系统中有设计。高压回热系统设置可调节给水旁路和1级可调节回热抽汽阀，系统从4号高加出口设置给水小旁路至1号高加出口，其旁路流量约为主给水管道的25%，旁路管道上设置汽动调节阀，用于控制流经高加主路的给水流量。

调频旁路开度设置为：转速偏差5转开始开启，最大偏差达到11转时，调频阀全开;对应的调频负荷为最大26.4MW。