300MW汽轮机组给水泵汽轮机加装备用汽源技改项目分析与总结

袁名扉

摘 要：给水泵汽轮机是电站热力循环系统的主要部件之一，在高参数大容量的汽轮机组中占有重要地位，其在可靠性、自动化水平、负荷适应性等方面工况将直接影响着整个电站设备运行，近年因新能源消纳及机组供热改造影响东北区域火电机组调峰率较高，导致原有给水泵汽轮机存在4段抽汽及辅助汽源动力源不足、负荷适应性变差，引发给水流量调节迟滞，从而降低整机负荷变动率，本文将针对国能双辽发电有限公司一、四号机组给水泵汽轮机加装备用汽源技改项目的成熟案例对相关改造内容及成果进行分析总结。

关键词：给水泵汽轮机;备用汽源;改造;负荷适应性

引言

国能双辽发电有限公司是国家“八五”期间的重点建设项目，也是吉林省“八五”期间十大重点工程之一，总装机容量2000MW。一期四台300MW级亚临界机组于2000年全部建成、二期一台660MW超临界机组于2014年投产发电。其中一期一、四号于2009年分别进行中导打孔抽汽供热改造，每台机组原配套50%额定容量给水泵汽轮机2台，原设计供汽汽源为主机4段抽汽，备用汽源为辅助蒸汽，在机组供热期深度调峰期间，随着机组负荷的降低，4段抽汽参数和辅助汽源抽汽量逐步下降，已低于给水泵汽轮机最小设计值，造成给水泵汽轮机出力不足，转速失控，直接导致锅炉给水流量波动，为此须对给水泵汽轮机汽源进行改造，根治低负荷区间给水泵汽轮机适应性变差的问题。

给水泵汽轮机参数

正常运行汽源：主汽轮机4段抽汽。

辅助蒸汽汽源：临机至厂用蒸汽系统供汽

辅助蒸汽参数：压力0.3-0.8MPa;温度 220-330 ℃

辅助蒸汽投入点：主机40%THA工况以下 。

给水泵汽轮机排汽压力

额定工况：0.0064MPa（a）

夏季工况：0.0135 MPa（a）。

最高允许运行背压：0.04 MPa。

給水泵汽轮机联轴器

弹性膜片联轴器。

改造方案分析与确定

在冬季机组供热期间，随着供热抽汽量的增加和机组调峰负荷降低，主机4段抽汽参数已不能满足锅炉给水要求，辅助蒸汽因厂房采暖和抽汽口管径限制，可提供备用流量已不能弥补给水泵汽轮机用汽需求，因此低负荷区间提高给水泵汽轮机动力源压力的方法只能是引入外部汽源。

经可行性分析，给水泵汽轮机可选备用汽源主要有三路：一是锅炉主蒸汽、二是锅炉再热热段抽汽、三是汽轮机高压缸排汽（再热冷段蒸汽），其余各段抽汽均不能满足安全性要求。因锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度参数远超给水泵汽轮机额定330℃的温度要求不予采用，备用汽源只能自再热冷段接引。再热冷段蒸汽额定压力3.67Mpa、温度317.3℃，流量823t/h，经减压后压力控制在0.5MPa左右，参数和流量完全满足给水泵汽轮机安全运行要求。因蒸汽引射流装置造价较高，综合项目造价、调节灵活性及安全性，备用汽源减压方案最终确定为采用气动减压阀进行节流减压。

项目主要改造内容

1. 备用汽源主管道引至再热蒸汽冷段系统，管径Φ273mm，在备用汽源主管道上设置电动快速关断阀门，确保发生故障时可以及时、迅速地切的备用汽源，防止给水泵汽轮机进汽管道和配汽机构因超压导致损坏。

2. 备用汽源主管道上分别接引两路供汽支管，管径Φ159mm，各经一道电动门、气动调节门、手动截止门并入原给水泵汽轮机4段抽汽进汽管道，在深度调峰或4段抽汽压力不足时接入，提高给水泵汽轮机进汽压力，以增强其出力。

3. 在备用汽源系统管路、给水泵汽轮机备用汽源进汽电动门前及手动截止门后管道上设置必要的疏水点，在供汽调节门前后设置预暖管，保证备用汽源投入前疏水可以排空，备用汽源投入后整套系统可以始终处于热用状态。

4. 备用汽源就地管路设置就地压力表，快关阀、电动门、调节门控制及相关调节系统接入机组DCS小机本体控制画面，组态并完善相关逻辑。

5. 原有给水泵汽轮机本体及相关热控保护逻辑予以保留，并增加给水泵汽轮机进汽压力高至0.8Mpa、0s关闭备用汽源速断阀及调节。

6. DCS中增加每台给水泵汽轮机进汽压力控制器，实现进汽压力自动调节，降低运行人员日常工作压力。

改造成果分析

给水泵汽轮机加装备用汽源技改项目于2019年实施完毕，工程总投资约186万元，利用机组B修期间实施完毕，改造工期30天。给水泵汽轮机备用供汽系统改造后，至今投运已有一年时间，在机组深度调峰期间，备用供汽系统能够达到及时投入、随时可用的状态，提高了给水泵汽轮机的负荷变动适应性，在主机40%THA工况点下，备用供汽调节门开度在10%左右时即可满足锅炉给水调节速度与精度的需求，在高负荷区段，备用供汽能够及时退出，避免给水泵汽轮机超压运行，充分的保证了给水泵汽轮机及汽轮发电机组运行安全，达到了改造目的。

虽然本次改造项目比较成功，但是在实际运行中也出现过备用供汽投入过大导致给水泵汽轮机4段抽汽供汽逆止门被关回的情况，存在降低机组经济性和主机缸内返汽的不利影响，为此，经过多次试验，增设了，备用蒸汽与原始进汽压力差值大于0.05MPa不再开大备用供汽调节门逻辑保护，此问题得以消除。

通过本项目的实施，为新形势下旧有火电机组的技术升级工作探索了新思路，完善了火电机组灵活性改造技术革新手段，对于国内同类型机组具备广泛推广和借鉴是实际意义。

参考文献：

[1]岳树元 何为 蔡盛明 张军辉，300MW等级汽轮机冬季供热时给水泵汽轮机配套改造研究，工业汽轮机，2018

（国能双辽发电有限公司，吉林 双辽 136400）