（陕西渭河发电有限公司 陕西西咸新区 712085）
摘要：大型汽轮机高背压供热是解决城市集中供热、提高能源利用率、节能减排、防霾治污、改善城市人居环境的主要方式。文章通过理论分析及试验验证，介绍了汽轮机高背压运行方式下高加或供热跳闸给机组带来的危害及解决方案。
关键词：汽轮机；高背压供热；解决方案
高背压供热是目前纯凝机组供热改造的一项主要技术。适应于大中型城市周边的电厂汽轮机的供热改造，一台300ＭＷ汽轮机进行高背压供热改造后，就可以承担1000万㎡以上的供热面积。其经济效益和社会效益都非常可观，但是高背压汽轮机在运行过程中会出现一些新的问题，本文就以陕西渭河发电有限公司#6汽轮机为例，介绍高背压供热机组高加或供热跳闸所带来的危害及解决方案。
该汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂制造，型号为C300/240-16.67/0.5/537/537，是亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、抽凝、双低压转子互换式汽轮机，具有纯凝和高背压供热两种运行方式，非供热季低压缸安装纯凝转子单纯发电，低压缸排汽压力为4.9kPa.a，额定功率为300MW；供热季低压缸安装高背压转子，发电、供热同时进行，低压缸排汽压力为54kPa.a，额定功率为240MW，供热量为500MW；供热循环水流量9000--11000t/h，凝汽器循环水进水温度55℃，出水温度80℃，凝汽器加热后的循环水进入供热加热器进行二次加热至110℃提供给热用户。
高背压运行时低压缸排汽的热量靠供热循环水带走，而进入凝汽器的循环水量只有9000--11000t/h，冷却量有限，凝汽器真空正常运行时维持在真空46Kpa左右，高背压机组运行中主要控制的是进入低压缸蒸汽量在合适范围来保证真空正常，一旦排往凝汽器的蒸汽量变化就会引起凝汽器真空大幅变化。机组正常运行时3台高压加热器合计抽汽量180t/h，供热抽汽280t/h，高加或供热跳闸就会有大量蒸汽进入凝汽器，凝汽器热负荷急剧增加引起凝汽器真空大幅降低，甚至导致机组低真空保护动作（低真空保护定值为35Kpa），所以对整个机组的自动控制系统就提出了更高的要求。为此，专门对以上两种工况进行了理论分析、控制逻辑完善及实际试验，达到了非常理想的控制调整效果。
1、高加跳闸、供热退出对真空影响的理论分析
高加跳闸对真空影响可为两方面，一是高加跳闸后各高加危急水门开启，大量高温疏水会迅速排至凝汽器，引起凝汽器热负荷增加；二是高加跳闸后一、二、三段抽汽电动门关闭，这部分蒸汽将会在汽轮机内继续做功，最终通过低压缸排至凝汽器，引起凝汽器热负荷快速增加，从而导致凝汽器真空快速下降；同样，供热退出后，原来在供热加热器中凝结放热的大量蒸汽都将通过低压缸进入凝汽器，引起凝汽器热负荷迅速增加，导致凝汽器真空快速下降。理论计算见表1-1：
表1-1高加及供热跳闸对真空影响计算结果
通过表1-1可以看出，在供热循环水量9000t/h、供热回水温度55℃的工况下，高加危急疏水门开启真空可下降至39kpa；高加跳闸瞬间真空可下降至12kpa；供热跳闸瞬间真空下降至0kpa。如果发生高加或供热跳闸而不采取其它措施，将会导致真空低跳闸，甚至损坏汽轮机，对安全发电、平稳供热造成很大威胁。
2、自动控制逻辑的优化
经理论计算分析，高加或供热跳闸如不采取其它自动控制措施，势必引起机组低真空保护动作跳机。而引起高加或供热跳闸的因素又是多方面的，且有一定的偶然性，难以预测，这就要求采取一定的措施，来迅速减少排向凝汽器的蒸汽流量，用以抵消高加或供热跳闸引起凝汽器热负荷增加的热量，从而保证凝汽器真空在安全、可控的范围。通过分析认为，在高加或供热跳闸时，要迅速降低凝汽器热负荷，那么只有快速的减少汽轮机的进汽量，要实现这一功能，就要通过汽轮机调速系统，快速降低汽轮机负荷，从而达到保持凝汽器真空稳定的目的。
由于300MW机组控制方式基本都采用机、炉协调控制，那么在汽轮机快速减负荷的同时，也应迅速减少锅炉燃料量及风量，保证锅炉主要参数及燃烧稳定。为此，有必要专门设计一套快速减负荷（RB）逻辑保护。即机组在高背压方式运行时，高加或供热跳闸，触发RB逻辑保护，机组以150MW/分的变负荷速率，迅速降低负荷指令至150MW，达到减少凝汽器热负荷的目的，保证凝汽器真空基本稳定。锅炉按预定程序自动投油撤粉，将给粉机运行数量由20台左右减少至10台，以保证汽轮机快速减负荷时主汽压力不会大幅度上升。
2018年3月2日，对高加跳闸及供热抽汽跳闸分别做了试验，具体情况见曲线2-1、2-2。
曲线2-1高加解列机组RB减负荷真空变化曲线
试验前，机组负荷198MW、真空69.4Kpa、主汽流量：841t/h。
11:01:24手动解列高加，触发RB机组快速减负荷。
11:03:31稳定后机组负荷136MW、真空72.88Kpa、主汽流量536t/h。
从曲线2-1可以看出高加跳闸触发RB后，机组快速减负荷，真空上升了3.48Kpa。
试验前，机组负荷218MW、真空66.14Kpa、主汽流量：962t/h、供热抽汽流量212t/h、中低压连通阀开度9.5%，低压缸进汽压力0.34Mpa。
曲线2-2供热跳闸机组RB减负荷真空变化曲线
12:34:35手动退出供热抽汽，触发RB机组快速减负荷。
12:35:45机组稳定后负荷169MW、真空59.39Kpa、主汽流量：665t/h、供热抽汽流量0t/h、中低压连通阀开度100%，低压缸进汽压力0.46Mpa。
从曲线2-2中可以看出供热抽汽跳闸触发RB后，机组快速减负荷，真空变化缓慢下降了6.75Kpa。
3、结论
通过理论计算及试验验证，表明汽轮机在高背压供热工况运行时，高加或供热跳闸时采用RB逻辑保护，自动降低机组负荷，快速减小进入凝汽器的蒸汽流量，可以有效维持凝汽器真空稳定，防止低真空保护动作引起机组跳闸，对保证机组及供热稳定运行大有裨益。
参考文献
[1]陕西渭河发电有限公司《汽轮机运行技术标准》.[S]2017年发布.
[2]邵建明.300MW湿冷汽轮机双转子互换高背压供热改造应用[J].能源研究与信息，2014.2
[3]西安热工研究院有限公司.陕西渭河发电有限公司6号汽轮机通流及高背压改造性能试验报告.[D]2018
作者简介
第五维华（1976—），男，陕西旬邑人，陕西渭河发电有限公司，工程师，研究方向：汽轮机运行及大规模集中供热。
论文作者:第五维华,王江
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/21
标签：凝汽器论文; 汽轮机论文; 真空论文; 机组论文; 负荷论文; 低压论文; 渭河论文; 《电力设备》2018年第23期论文;