低压缸零出力技术在供热机组的应用

摘要

本发明公开了低压缸零出力技术在供热机组的应用，包括以下应用步骤：S1.调整中低压导管旁路调阀，保证冷却蒸汽流量20t/h以上，低压缸喷水减温装置投入，方可投入低压缸零出力运行,防止末级叶片和缸体超温；S2.在进入低压缸零出力运行操作时,迅速避开叶片动应力增大的流量区域,减小叶片振动应力；S3.在投入低压缸喷水减温装置过程中，调节末级叶片温度，较对应排汽压力下的饱和温度高5℃～8℃，防止末级叶片水蚀；S4.每次投入低压缸零出力运行的时间不得少于两小时,在退出低压缸零出力运行前，应提高热网供水温度，提高热网的蓄热量，以保证退出运行后热网供水温度的稳定。

说明书

技术领域

本发明涉及低压缸零出力技术领域，具体领域为低压缸零出力技术在供热机组的应用。

背景技术

低压缸零出力运行成功后，提出了国内机组深度调峰和热电解耦的新思路。其具有投资少，施工量小，节能降耗明显，提升供热能力大，深度调峰能力强，增减负荷响应迅速等优点，低压缸零出力供热可使机组供热抽汽量增加约96t/h，可增加供热能力69MW，增加面积约133万平方米，发电功率降低20MW，发电煤耗降低37g/kWh，相同供热负荷条件下，低压缸零出力供热可使机组发电功率降低50～65MW左右，发电煤耗率降低10～18g/kWh，但是低压缸零出力技术在供热机组中的运行过程中不稳定，还存在一些安全性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供低压缸零出力技术在供热机组的应用，以解决上述背景技术中提出现有的低压缸零出力技术在供热机组中的运行过程中不稳定，还存在一些安全性问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：低压缸零出力技术在供热机组的应用，包括以下应用步骤：

S1.调整中低压导管旁路调阀，保证冷却蒸汽流量20t/h以上，低压缸喷水减温装置投入，方可投入低压缸零出力运行,防止末级叶片和缸体超温；

S2.在进入低压缸零出力运行操作时,迅速避开叶片动应力增大的流量区域,减小叶片振动应力；

S3.在投入低压缸喷水减温装置过程中，调节末级叶片温度，较对应排汽压力下的饱和温度高5℃～8℃，防止末级叶片水蚀；

S4.每次投入低压缸零出力运行的时间不得少于两小时,在退出低压缸零出力运行前，应提高热网供水温度，提高热网的蓄热量，以保证退出运行后热网供水温度的稳定。

优选的，低压缸零出力运行期间，中低压导管旁路流量不低于20t/h，低压缸末级叶片温度不高于50℃。

优选的，低压缸零出力未运行期间，中低压导管调阀的最小开度为15％，低压缸零出力运行期间，中低压导管调阀开度由15％直接快速关至0％，以迅速避开危险流量区域。

优选的，低压缸零出力未运行期间，确认机组热负荷≤50％，即主蒸汽流量≤550t/h，以保证中压缸进汽压力适中。

优选的，低压缸零出力运行期间，中压缸透平压比的范围为6.5-8.0，保护中压缸末级叶片运行安全。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：低压缸零出力技术在供热机组的应用，小流量工况时，蒸汽流量过小不足以带走汽轮机鼓风热量，就会引起低压缸及叶片过热，为解决小容积流量下低压缸本体及叶片的过热问题，在投入低压缸零出力运行时，要求运行人员首先调整中低压导管旁路调阀，保证冷却蒸汽流量20t/h以上，低压缸喷水减温装置投入，方可投入低压缸零出力运行，在低压缸零出力运行期间，要求中低压导汽管旁路流量不允许低于20t/h，并高度关注低压缸末级叶片温度不高于50℃，汽机轴系参数均在报警值以下，当排汽室温度升高时，则手动调整冷却旁路调阀开度以增加冷却蒸汽流量，防止末级叶片和缸体超温；

为了迅速避开叶片动应力增大的流量区域，规定在未投入低压缸零出力运行期间中低压导管蝶阀的最小开度为15％，在投入低压缸零出力运行时，要求运行人员检查确认汽轮机轴系各参数无异常，投入时将中低压导管蝶阀开度由15％直接快速关至0％，以迅速避开危险流量区域；

低压缸喷水减温系统一直投入运行，低压末级后的温度不高，表面雾化水滴出现回流，回流夹带的水滴对末级动叶片出汽边形成水蚀，所以在投入低压缸喷水减温装置过程中，应保证末级叶片温度较对应排汽压力下的饱和温度高5℃～8℃，防止末级叶片水蚀，同时可将末级叶片上涂抹一层油漆涂层，以降低叶片的水蚀程度，提高汽轮机的使用寿命；

为了保证机组安全，需把控操作的临界点，根据机组负荷变化趋势，结合电网峰谷时段及风电负荷预测趋势，确定是否投入低压缸零出力运行，要求每次投入低压缸零出力运行的时间不得少于两小时，退出低压缸零出力运行前，应尽量提高热网供水温度，提高热网的蓄热量，以保证退出运行后热网供水温度的稳定。

附图说明

图1为本发明叶片动应力与相对容积流量的关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：低压缸零出力技术在供热机组的应用，包括以下应用步骤：

S1.调整中低压导管旁路调阀，保证冷却蒸汽流量20t/h以上，低压缸喷水减温装置投入，方可投入低压缸零出力运行,防止末级叶片和缸体超温；在投入低压缸零出力运行过程中，随着进入低压缸蒸汽流量的减小，低压缸末级最先达到鼓风状态，随流量进一步减小，鼓风状态逐级向前推进，汽轮机叶片在鼓风工况下运行时消耗的机械工转变为热能，会加热转子和叶片，小流量工况时，蒸汽流量过小不足以带走汽轮机鼓风热量，就会引起低压缸及叶片过热，因此需要调整冷却旁路调阀开度以增加冷却蒸汽流量，防止末级叶片和缸体超温。

S2.在进入低压缸零出力运行操作时,迅速避开叶片动应力增大的流量区域,减小叶片振动应力；当相对容积流量达到一定值时，叶片振动应力开始迅速增加，之后达到最大值，进一步减小容积流量，振动应力逐渐减小，由图1可以看出，容积流量只是在一定值时，才会引起振动应力产生，因此在进入低压缸零出力运行操作时迅速避开此区域，则低压缸零出力供热运行时可能存在的叶片颤振问题是可控的。

S3.在投入低压缸喷水减温装置过程中，调节末级叶片温度，较对应排汽压力下的饱和温度高5℃～8℃，防止末级叶片水蚀，同时可将末级叶片上涂抹一层油漆涂层，以降低叶片的水蚀程度，提高汽轮机的使用寿命。

S4.每次投入低压缸零出力运行的时间不得少于两小时,在退出低压缸零出力运行前，应提高热网供水温度，提高热网的蓄热量，以保证退出运行后热网供水温度的稳定，低压缸零出力运行本质上是对汽轮机设计运行工况的改变，其投入和退出时，对低压缸叶片会产生骤然冷却和加热，且其过程中的温度变化率并不受控，如操作不当极有可能对叶片造成不可逆的损伤，为了保证机组安全，运行值班负责人需把控操作的临界点，根据机组负荷变化趋势，结合电网峰谷时段及风电负荷预测趋势，确定投入低压缸零出力运行时间，但不得少于两小时。

具体而言，低压缸零出力运行期间，中低压导管旁路流量不低于20t/h，低压缸末级叶片温度不高于50℃，同时保证排汽室温度不高于50℃，凝结水泵入口温度不高于50℃，热网疏水温度不高于55℃，汽机轴系参数均在报警值以下。

具体而言，低压缸零出力未运行期间，中低压导管调阀的最小开度为15％，低压缸零出力运行期间，中低压导管调阀开度由15％直接快速关至0％，以迅速避开危险流量区域，在投入低压缸零出力运行时，要求运行人员检查确认汽轮机轴系各参数无异常，如轴承温度、振动、轴向位移、胀差等。

具体而言，低压缸零出力未运行期间，确认机组热负荷≤50％，即主蒸汽流量≤550t/h，以保证中压缸进汽压力适中，若低压缸零出力投入前机组负荷过高，再热蒸汽压力高，投入低压缸零出力运行后，中压缸透平压比将大幅度降低，即中压缸排汽压力与进汽压力的差值降低，中压缸末级叶片承受的蒸汽压力大幅升高，超过末级叶片设计的许用范围，造成末级叶片损伤。所以在进行低压缸零出力投入操作前，须确认机组热负荷≤50％，即主蒸汽流量≤550t/h，方可进行操作，以保证中压缸进汽压力适中，投入低压缸零出力运行后中压缸末级叶片承受的蒸汽压力在许用范围内，影响可控。

具体而言，低压缸零出力运行期间，中压缸透平压比的范围为6.5-8.0，保护中压缸末级叶片运行安全，低压缸零出力运行投入时，当机组电负荷约190MW时，对应热网抽汽热负荷达到设计值，既抽汽流量达到500t/h，此时再热汽压力约为2.68MPa(a)，中排压力0.42MPa(a)，中压缸透平压比8.0，由此在低压缸零出力运行时中压缸透平压比不大于8.0，此定值可以根据机组实际运行情况调整。

工作原理：本发明中小流量工况时，蒸汽流量过小不足以带走汽轮机鼓风热量，就会引起低压缸及叶片过热，为解决小容积流量下低压缸本体及叶片的过热问题，在投入低压缸零出力运行时，要求运行人员首先调整中低压导管旁路调阀，保证冷却蒸汽流量20t/h以上，低压缸喷水减温装置投入，方可投入低压缸零出力运行，在低压缸零出力运行期间，要求中低压导汽管旁路流量不允许低于20t/h，并高度关注低压缸末级叶片温度不高于50℃，汽机轴系参数均在报警值以下，当排汽室温度升高时，则手动调整冷却旁路调阀开度以增加冷却蒸汽流量，防止末级叶片和缸体超温；为了迅速避开叶片动应力增大的流量区域，规定在未投入低压缸零出力运行期间中低压导管蝶阀的最小开度为15％，在投入低压缸零出力运行时，要求运行人员检查确认汽轮机轴系各参数无异常，投入时将中低压导管蝶阀开度由15％直接快速关至0％，以迅速避开危险流量区域；低压缸喷水减温系统一直投入运行，低压末级后的温度不高，表面雾化水滴出现回流，回流夹带的水滴对末级动叶片出汽边形成水蚀，所以在投入低压缸喷水减温装置过程中，应保证末级叶片温度较对应排汽压力下的饱和温度高5℃～8℃，防止末级叶片水蚀。同时可将末级叶片上涂抹一层油漆涂层，以降低叶片的水蚀程度，提高汽轮机的使用寿命；为了保证机组安全，需把控操作的临界点，根据机组负荷变化趋势，结合电网峰谷时段及风电负荷预测趋势，确定是否投入低压缸零出力运行，要求每次投入低压缸零出力运行的时间不得少于两小时，退出低压缸零出力运行前，应尽量提高热网供水温度，提高热网的蓄热量，以保证退出运行后热网供水温度的稳定。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。