1000MW发电机组高加端差与机组负荷的变化调节技术论文_徐厚文

（上海电力建设启动调整试验所有限公司 200030）

摘要 :介绍了1000MW机组高压加热器 (简称高加 )端差的基本原理和高加正常水位控制方法;分析了机组高加端差对经济性的影响,指出了高加水位、高加端差、机组负荷的关系;提出了该机组高加水位控制时的新控制策略 ,提高火电机组回热加热系统的运行可靠性和运行性能，直接影响整套机组的运行经济性。

关键词:高加水位；端差；差压式水位计；测量偏差；负荷

引进超超临界机组技术，其高压加热器选用HP1、HP2、HP3高加(高加序列号按抽汽压力由高到低排列)、ZF（HP3高加前置冷却器）型式：卧式、U型管。三台100％容量的卧式、U型管式高压加热器，单列布置，高压加热器采用大旁路系统。当任一台高加故障停运时，三台高加同时从系统中退出，给水能快速切换到该列给水旁路。机组在高加解列时仍能带额定负荷，这样可保证在高加事故状态时机组仍能满足运行要求。

1.高加端差的定义及经济性

高加端差有上端差（加热器进气压力下的饱和温度与出水温度的差值称为上端差,也称传热端差）和下端差（正常疏水温度与进水温度的差值称为下端差)。

三台高加连续排汽分别接至除氧器，以提高传热效率和防止腐蚀内部零部件。疏水采用压差逐级自流，3号高加疏水最后流入除氧器。疏水调节装置采用疏水调节阀，根据加热器水位的变化控制疏水调节阀的开度来实现的。加热器设有安全可靠的水位保护装置，给水系统采用大旁路，当任一加热器水位高于HHH值(+138mm)时，三台高加汽、水侧全部出系，给水走大旁路系统。

在具有疏水冷却段的高压加热器中，利用疏水液位在凝结段和疏水冷却段进口或加热器的疏水接管之间形成水封，当液位偏低时水封丧失，这就会造成蒸汽直接流入疏水管路或疏水冷却段，使过冷却的有效性降低，水封的丧失其实质是取消了疏水冷却段在加热器中的作用。从而使加热器的疏水端差增加，疏水汽化，疏水逐级自流排挤下一级加热器的低压抽汽，产生不可逆损失，降低回热循环效果，从而影响机组的热经济性。加热器疏水端差每下降1℃，标准煤耗降低约0.068g/KW.h。况且，疏水温度的升高，还将影响下一级加热器蒸汽冷却段的换热，使下一级加热器的性能降低。

为确保端差在可靠范围内，且要使加热器安全经济运行，应确保加热器疏水水位测量精度、改善加热器疏水调节品质,将疏水水位控制在零水位附近。

高压加热器端差要求

2.高端端差与负荷、抽汽压力、高加水位的变化分析

考虑到高加水位h测量,在不进行压力修正的情况下存在较大的测量误差,建议引入高压加热器热工测量中已配置的高加抽汽压力这一变量,按以下公式对高加水位测量进行压力修正。

按以下公式

h=[（ρ1-ρ2)h1]/(ρ3-ρ2)-△P/(ρ3-ρ2)g=(f2(x)h1)/f1(x)-△P/f1(x)g

对高加水位测量进行压力修正，其中 :ρ3为高加内疏水密度；ρ2为高加饱和蒸汽密度，ρ1为冷凝水密度，h1为实测就地水柱高度（一般就地水位由0-800mm）。式中 : h1= 800m ; ρqw ≈ 1000 kg /m3。

当ΔP =0mmH2 O时, h =800mm ;

当ΔP=800mmH2 O时,h=0mm。因为h=h0+h显,所以h显= h-h0。

根据现场实际测量 1 号高加磁翻板零水位基准点与号高加差压筒差 - 260 mm , 故高加差压水位变送器 0～800 m m H2 O，对应实际水位为:上述1号高加水位测量推算过程中,1号高加水位测量未经过温度、压力修正,直接将所测得的差压信号按照常温常压下转换成水位信号 。但高加内疏水密度近似为常温常压下水的密度 (1000kg/m)将带来比较大的测量误差。因为高加内疏水是饱和水和未饱和水的混合物 。

由于未饱和水占高加内疏水的大部分,所以一般以高加内未饱和水的密度来表征高加内疏水的密度。根据现场抄录(1000MW)的1号高加抽汽压力为7.85MPa,1号高加疏水温度为 274℃,查找手册知比对应压力下饱和水的温度(293℃)低19℃左右,可以查表得到这种工况下疏水对应密度为759.07kg/m3。当差压变送器测得的差压为400mmH2O时,如果不进行压力补偿,那么计算得到的高加水位h显=140mm,即CRT上显示值为140mm。而采用压力补偿后,计算得到的高加水位h= 251mm,即CRT上显示值为251mm。两者测量偏差Δh=111mm。一步计算可知:当差压变送器测得的差压从0～800mmH2O变化时,在抽汽压力不变的情况下,不经补偿时对应的显示为-260～540mm,经补偿后的显示-310～810mm,两者测量偏差范围为-50～270mm 。

因不同抽汽压力 、不同温度下冷凝水的密度变化很小ρ1 , 其进行压力温度修正时对测量精度影响不大，建议用运行中的额定抽汽压力、环境温度为40℃的冷凝水密度代表平衡容器参比水柱密度 。但也可以将ρ1设计成可调整窗口 , 用于冬夏调整 。

3.经济性分析

没有疏水冷却段时，疏水回流是从抽汽压力下的饱和状态流至较低压力的下一级加热器中，从热力学讲，它是一个节流过程，其结果使熵增加，产生作功能力损失。因此，疏水回流的不可逆损失，其实质是疏水回流产生的节流损失。疏水冷却是将抽汽压力下的饱和水沿等压线继续冷却为过冷水，然后才回流到较低

压力的加热器中，这时疏水节流过程的熵增要小于饱和水节流所产生的熵增，这是水蒸汽性质所决定的，并在焓—熵图上可以明显看出，就是说，疏水端差的降低将降低疏水回流的节流损失，降低不可逆损失，因而经济性得到提高。加热器疏水端差每下降1℃，标准煤耗降低约0.068g/KW.h。

4.结论

通过对不同负荷下抽汽压力的变化采用公式改进, 基本可以消除高加水位测量偏差问题。同时可确保高加水位控制0位时高加端差值在2-5.6℃，此时能造成最优的经济性。

作者简介：

徐厚文 ；性别：男；1988 籍贯：江苏省扬州市宝应县；供职单位：上海电力建设启动调整试验所有限公司；职称：专责工程师助理；学位：本科学士；研究方向：汽轮机调试及运用。

论文作者:徐厚文

论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期

论文发表时间:2018/12/12

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