一、技术特点
国内已经实施的低压缸零出力(切除低压缸)改造主要以200MW和300MW等级湿冷机组为主。其技术改造方式有两种:西安热工院设计低压缸最小冷却蒸汽流量(20t/h左右),采取低压缸排汽口喷水减温方式来控制排汽缸温度,采用较小的冷却蒸汽流量,使低压缸工作在蒸汽全脱流鼓风状态,工作区位于动应力曲线驼峰左侧,动应力较小,增加次末级温度监控测点,预防过热。
国能集团电科院研究开发的低压缸微出力(灵活性切缸)技术通过依托低压缸超低背压改造技术,减小低压缸的最小冷却流量,显著提高供热抽汽能力,实现提高机组供热能力和深度调峰的目的,并在中低负荷供热工况下,明显提高机组的运行经济性。
1、该技术采用根据低压缸排汽压力来自动调节低压缸进汽流量,根据末级、次末级排汽温度来自动调节低压缸进汽温度的优化控制策略,并通过实现低压缸安全运行的在线监测,以解决低压缸在蒸汽小容积流量工况下叶片颤振、鼓风和水蚀等技术问题。
2、低压缸超低背压改造技术,主要为增设大容量辅助抽真空系统,其抽真空系统设备的极限背压可由水环真空泵的3.3-4kPa下降到0.5kPa附近,实际改造中根据机组冷却方式需同时配套抽真空管路系统的改造,可使湿冷机组在低压缸较小进汽量下运行背压可控制在1.5-2kPa,直接空冷机组可控制在3kPa左右,间接空冷机组可控制在4kPa左右。
3、根据制造厂最大供热抽汽量下,机组最小进汽量下的运行背压条件,确定出机组灵活性切缸的最小进汽量,一般湿冷机组50-60t/h,直接空冷机组在40t/h左右,间接空冷机组在50t/h左右。这种情况下末级叶片的工作区位于动应力曲线驼峰右侧,属制造厂允许的正常运行范围。
4、当机组供热量及电负荷较为稳定,需长期切缸运行时该系统也可控制低压缸进汽在更小流量下运行,使末级叶片工作区快速调整至动应力曲线驼峰左侧运行,并通过实时监测低压缸末级、次末级的运行情况,合理控制进汽量和进汽温度,提高末级、次末级的安全可靠性。
灵活性切缸改造的核心是在低压缸本体不做改动的前提下,增加低压缸进汽调整旁路,实现低压缸维持较低的进汽流量,且能根据负荷变化灵活调整低压缸进汽流量,增设辅助抽真空设备维持超低背压,最大程度利用抽汽进行供热,具备较强的低负荷调峰能力。
二、适用范围
适用于中排抽汽供热、具有深度调峰需求的300MW及以上湿冷、空冷机组。
三、技术指标
300MW级机组投资约700-1000万元,切缸后机组供热能力与中低压连通管打孔抽汽能力可增加90%以上,供暖期调峰幅度可增加15-20%。
四、注意事项
切缸后应加强对主机振动、轴承温度、叶片健康监测系统参数监视;切缸应缓慢投入和退出,减少对机组参数的波动影响。
低压缸微出力(灵活性切缸)供热系统示意图
撰文:国家能源管理集团
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