（大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂 100041）
摘要：为了达到经济可持续发展，越来越多的企业都在努力探索提高能源利用率的方法。北京高井热电厂积极响应国家绿色环保号召，2014年投产35万级大型燃气-蒸汽联合循环发电机组，在节能和环保方面具有很大优势的。燃机投产后，该企业继续围绕节能减排搞开发，依靠科学技术求发展，不断挖掘设备潜力，在节能降耗及提高能源利用率等方面取得了一定成绩。本文通过分析机组抢修时余热锅炉传统消压方式给设备带来的不利影响，重点介绍了余热锅炉新的消压方式，该方式不仅在机组抢修时有效缩短机组冷却时间，为设备抢险创造条件，还大大降低了机组的能耗。
关键词：旁路 热网 消压 应用
前言
燃气-蒸汽联合循环发电技术是目前世界上最为先进的发电技术，不仅环保且高效，从发展趋势来看，燃机及联合循环发电的市场份额会越来越高。在我国，联合循环发电近些年才得以发展，与国外相比，差距较大。大部分的机器设备要从国外进口，燃机主机设备对于我们来说还比较陌生，还需要一段很长的时间摸索学习。
一、概述
北京高井热电厂（以下简称“高井”）2012年投产建设规模为3台9FB型燃机组，1套“二拖一”和1套“一拖一”燃气 — 蒸汽联合循环发电供热机组，2014年6月投产运行。“二拖一”机组包括2台9FB型燃气发电机组、2台余热锅炉和1台320MW汽轮发电供热机组； “一拖一”机组包括1台9FB型燃气轮发电机组、1台余热锅炉和1台158MW汽轮发电供热机组。余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃自然循环。蒸汽轮机为高中压合缸、双排汽汽轮机，和低压缸之间通过SSS离合器连接，发电机位于高压缸侧。非供热工况或热负荷需求较低时，高中压缸和低压缸通过SSS离合器连成一个轴，机组按照纯凝或抽凝方式运行,供热季热负荷需求较大时，汽机低压缸解列，高中压缸按照背压方式运行，其排汽及余热锅炉低压主汽全部用于加热热网加热器；供热季在汽轮机故障时，通过中压旁路到热网蒸汽电动门及管道，将经过旁路降温、降压的中压蒸汽送到热网加热器，保持热网能够继续运行。320MW蒸汽轮机带4台加热器并列运行，158MW蒸汽轮机带2台加热器并列运行，6台热网加热器额定蒸汽流量224.56t/h，汽侧设计温度350℃，循环水量2250t/h，水侧出口设计温度130℃，设计换热量149.2MW，在供热负荷较小时加热器可单独运行以保障加热器足够的进汽和疏水量，保持加热器能够稳定运行。
经过五年摸索运行方式，不断积累数据，高井在节能降耗及提高能源利用率等方面取得了一定成绩，锅炉消压就是其中一项。
二、锅炉消压方式
1、传统燃煤锅炉消压方式为停运锅炉后，打开锅炉过热器疏水门、开启排大气门，利用余热蒸发炉水，吸收锅炉热量，降低整个炉膛各部件的温度，随着炉水蒸发，整个炉膛包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器，所储存的热量被蒸汽带走，当锅炉饱和压力降低到0.5MPa后，若为设备检修即可进行全炉放水，若为换热部件泄露故障抢修，可根据需要对故障区域所进行放水，为了达到检修要求，锅炉停运6-8小时后，启动吸风机、打开打灰门、保持炉膛100Pa负压进行锅炉强制通风，使炉膛温度基本达到环境温度或工作面温度能保证人员安全的温度。
2、燃气机组余热锅炉正常消压方式。
2.1正常余热锅炉消压(图1)
机组正常停运后，关闭汽机侧主蒸汽管道和再热蒸汽管道系统截门，开启锅炉各蒸汽联箱疏水门，开启机侧主蒸汽管道至凝汽器疏水门。部分热量通过锅炉各蒸汽联箱疏水散失热量和工质，部分热量通过机侧主蒸汽管道疏水进入凝结器与循环水进行换热，散失热量回收工质，随着炉水的不断蒸发，热量被蒸汽不断带走，锅炉炉膛及炉内各部件的温度不断降低。正常余热锅炉传统消压方式适用于正常停炉检修且不抢检修工期的操作。
这种消压方法需要保持循环水泵、凝结水泵及前置泵、真空泵、锅炉高、中压给水泵运行，保持轴封供汽，维持凝结器真空，由于锅炉侧的疏水开启需向系统进行大量补充除盐水。当余热锅炉高压汽包饱和稳定低于240℃启动燃气轮机进行高速盘车冷却，发电机启动装置（LCI）消耗功率3900KW，直至工作区域冷却到所需安全保证温度，保障机组检修工作的正常开展。
图1 传统消压方式示意图
2.2 传统消压方式缺点（表1）
表1 传统消压方式缺点分析
3、余热锅炉新的消压方式
3.1余热锅炉新的消压方式(图2)
为了避免传统消压方式带来的不利因素，经过两年多的研究,通过对系统认真研究梳理，确定了新的余热锅炉消压方式。即发电机解列，汽轮机打闸，关闭主汽、再热系统调门、主门及电动隔离门，根据余热锅炉高压汽包壁温差和主汽温降温速度调整高压旁路和中压旁路，利用汽机侧高、中压旁路对热网系统消压，实现余热锅炉系统消压。
3.2 余热锅炉新的消压方式具体操作
停机后的运行方式，高中压汽包上水到最高可见水位，防止消压过程中汽包上下壁温差大，造成汽包变形。汽机侧主汽、再热系统调门、主门及电动隔离门关闭，高旁、中旁开启状态，中旁后的温度在180℃左右时，关闭中旁至凝结器电动门，维持中旁电动门门前压力0.05MPa，把热网加热器通水，加热器进汽门开启，开启到热网蒸汽管道电动门，逐渐关闭中旁到凝汽器电动门直至全部关严。关闭汽机侧主蒸汽、再热蒸汽系统所有至凝结器疏水门，开启开式水，停止循环泵运行，保持通过开式水-凝结器入口门-凝结器-凝结器出口门到机力塔系统的循环，保持凝结器温升不超过10℃。中压旁路蒸汽进入热网加热器后，加热热网循环水进入市政供热系统，凝结水通过疏水泵升压后进入凝结水系统循环使用。
保持余热锅炉高压蒸汽流量为30吨/小时，主汽温度下降速度小于3℃，高压汽包上下壁温差小于40℃，调整高压旁路减温水，高旁后蒸汽温度在330-350℃之间，随着主蒸汽温度、压力的不断降低，逐步开大高压旁路门，关小减温水调整门，当主汽温度下降到400℃时，逐步关闭高压旁路减温水调整门、截断门，当保持中压5-10吨/小时，随着再热气温和流量的不断下降，及时调整中压旁路减温水流量，保持中旁后的温度在180℃左右时，当再热蒸汽温度达到200℃或由于进入热网加热器蒸汽量过小，加热器水位无法维持维持时，停止冷却，关闭所有疏水门，机组破坏真空，停运相关附属设备，锅炉高压汽包上高水位，中低压汽包停止上水，停止中压给水泵，根据需要对锅炉进行放水操作。
图2 新的消压方式示意图
在整个锅炉消压过程中，对燃机扩散段及热通道也是一个逐步冷却的过程。
3.3 余热锅炉新的消压方式的优点（表2）
通过利用高、中压旁路消压的方法，可以有效的控制蒸汽温度下降速度，有以下好处：
表2 新的消压方式优点
3.4 经济效益测算(表3)
每一次机组使用新的消压方式,就会带来直接经济收益22.52万元。其中减少厂用电量3.47万千瓦时，既增加了上网电量，增加经济收益2.26万元；抢修时间每提前1小时,就可以减少机会损失电量,每小时增发电量23万千瓦时，增加营业收入14.92万元。
表3 经济收益测算
三、结论
利用主蒸汽管道高、中压旁路对热网系统消压的方法不仅延长了设备使用寿命，提高了能源利用效率，通过运行方式调整的创新，践行了电力行业节能减环保工作的理念，不仅创造了企业的经济效益，更是电力行业创造的社会效益。
参考文献
[1]《300MW级锅炉运行导则行业标准》DL/T 611-1996(2005).
[2]《300MW级汽轮机运行导则》DL/T 609-1996(2005).
[3]《高井热电厂运行规程燃气轮机分册》、《高井热电厂运行规程汽轮机分册》、《高井热电厂运行规程余热锅炉分册》.
作者简介
陈永新，1964年生，男，汉族，大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂计划营销部，大专，工程师，专长：发电运行管理
张敬，1978年生，女，汉族，大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂物资供应部，本科，工程师，专长：生产物资管理
李晓杰，1979年生，女，汉族，大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂计划营销部，本科，高级工程师，专长：节能管理、碳排放权管理。
论文作者:陈永新1,张敬2,李晓杰3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：锅炉论文; 蒸汽论文; 余热论文; 疏水论文; 旁路论文; 机组论文; 方式论文; 《电力设备》2018年第20期论文;