越南锦普燃煤火力发电厂一期建设工程装机容量为340 MW,由福斯特惠勒北美公司生产的2台150 t循环流化床锅炉和1台340 MW凝汽式汽轮机组成。机组为两炉一机制,热力系统为一次中间再热,主、再热蒸汽系统均采用母管制设计,这在国内电力建设所采用的行业标准《火力发电厂设计技术规程》中是明确禁止的,因此在国内没有同类型机组的设计经验及运行控制方式。通过借鉴国产340 MW火电机组成熟的设计经验,完善越南锦普燃煤火力发电厂一期建设工程设计方案。
1、主、再热蒸汽系统及旁路系统
机组的主、再热蒸汽系统均采用母管制连接方式。1号、2号锅炉的主蒸汽管道从2台锅炉过热器出口蒸汽联箱引出,经主蒸汽隔离阀汇人1根主蒸汽母管进入汽机房,在汽机前分成2根支管分别接人汽机高压缸左、右两侧高压主汽阀,蒸汽在汽机高压缸内做功后经高压缸排汽口排出成为再热冷段蒸汽,经高排逆止门后分别进入2根再热冷段蒸汽管道,再经2台锅炉的再热冷段蒸汽隔离阀后分别接至l号、2号锅炉,在锅炉前再热冷段蒸汽管道分成2根支管分别接人再热器人口蒸汽联箱。经锅炉再热器加热后的再热热段蒸汽(1号、2号锅炉的再热热段蒸汽)从2号锅炉的再热器出口蒸汽联箱引出,经过2台锅炉的再热热段蒸汽隔离阀后汇人1根再热热段蒸汽母管引至汽机房,再热热段蒸汽母管在汽机前分成2根支管分别接人汽机中压缸左、右两侧的中压主蒸汽阀。
机组旁路系统根据两炉一机制的结构形式分成两组。每一组均为高、低压旁路系统,其设计容量为每台锅炉最大蒸发量( BMCR)的70%,且均布置在汽机房内。高压旁路减温水来自高压给水系统,2组高压旁路分别从2台锅炉的主蒸汽管道隔离阀前接出,经各自的高压旁路阀后,接至2台锅炉再热冷段蒸汽管道隔离阀;低压旁路减温水来自凝结水系统,2组低压旁路分别从2台锅炉的再热热段蒸汽管道隔离阀前接出,经各自的低压旁路阀后,接至三级减温减压器再接人凝汽器。
旁路系统在机组启动过程中加速工质循环过程,提高机组主、再热蒸汽的升温、升压速度,减少机组启动时间,可保证主、再热蒸汽温度与汽机本体温度相匹配,降低工质损失,满足机组快速启动的需要,确保锅炉在低负荷下稳定运行。事故情况下,可以通过开启高、低压旁路系统来降低主、再热蒸汽压力,确保锅炉安全稳定运行。图1为机组主、再热蒸汽系统及旁路系统示意图。
2、锅炉并汽过程
2.1 锅炉并汽过程简介
2台锅炉并汽前相互隔断,并汽时高、低压旁路系统呈开启状态,当主、再热蒸汽参数与其母管参数不匹配时,开启主、再热蒸汽管道隔离阀,逐渐关闭旁路系统,直至其全部退出,2台锅炉并汽结束,机组投入正常运行。
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如果2台锅炉的主、再热蒸汽参数与其母管参数相匹配,那么在最低稳燃负荷与BMCR之间的任何一点均可实现并汽,推荐匹配的2台锅炉并汽温差为±28℃。并汽时第2台锅炉负荷取决于第1台锅炉的蒸汽温度和压力状况,机组负荷越低则意味着第2台锅炉启动时热损失越小。并汽前2台锅炉负荷差异应小于锅炉BMCR的30%,且2台锅炉总的主蒸汽流量不应超过汽机额定流量的70%,以防凝汽器真空降低。
并汽前,高压旁路系统主要调节并汽锅炉过热器出口蒸汽压力,低压旁路系统主要调节并汽锅炉再热器出口蒸汽压力。并汽过程中及并汽后,高压旁路系统主要调节主蒸汽母管蒸汽压力,低压旁路系统主要调节再热器母管蒸汽压力。
2.2锅炉并汽过程操作步骤
以1号炉启动并汽为例,其允许条件如下:
8. 1号、2号炉不具备自动保护( MFT)动作条件;
b. 汽机不具备跳闸动作条件;
c. 2号炉主汽流量大于50%;
d. 1号炉高压旁路阀在自动状态;
e. 1号炉低压旁路阀在自动状态;
f. 1号炉主汽隔离阀关;
g. 1号炉再热热段蒸汽隔离阀关;
h. 1号炉再热冷段蒸汽隔离阀关;
i. 2号炉主汽隔离阀未关;
j. 2号炉再热热段蒸汽隔离阀未关;
k. 2号炉再热冷段蒸汽隔离阀未关。
当锅炉并汽的允许条件全部满足后,点击“并汽”按钮发出启动指令,指令发出后,允许运行人员根据实际情况手动操作主蒸汽隔离阀、再热热段及再热冷段蒸汽隔离阀。阀门开启顺序:再热热段蒸汽隔离阀一再热冷段蒸汽隔离阀-主蒸汽隔离阀。当主蒸汽、再热热段蒸汽及再热冷段蒸汽隔离阀全部开启后,并汽过程结束,操作员画面提示完成。
当2台锅炉的主、再热蒸汽温度、压力、流量均保持稳定时,逐渐提高并汽锅炉负荷,同时按比例提高主、再热蒸汽系统流量,直至2台锅炉负荷达到一致,然后根据机组的目标负荷,逐渐提高2台锅炉的负荷至预期水平。
2.3锅炉并汽过程自动中断
以1号炉启动并汽为例,在并汽过程中,若发生如下任一情况,锅炉并汽过程将自动中断,延时Ss后,关闭l号炉主蒸汽、再热热段蒸汽及再热冷段蒸汽隔离阀:
a. 1号炉MFT动作;
b. 汽机跳闸;
c. 发电机断路器不在合闸位置。
3、锅炉解汽过程
3.1 锅炉解汽允许条件
以2号炉正常运行,1号炉准备停炉解汽为例,1号炉解汽允许条件分2种情况。
第1种情况如下:
a. 2号炉主蒸汽隔离阀全开;
b. 2号炉再热热段蒸汽隔离阀全开;
c. 2号炉再热冷段蒸汽隔离阀全开;
d. 1号炉主蒸汽隔离阀未关闭;
e. 1号炉再热热段蒸汽隔离阀未关闭;
f. 1号炉再热冷段蒸汽隔离阀未关闭。
第2种情况如下:
a. 2号炉主蒸汽隔离阀全开;
b. 2号炉再热热段蒸汽隔离阀全开;
c. 2号炉再热冷段蒸汽隔离阀全开;
d. 1号炉并汽完成。
3.2锅炉解汽过程操作步骤
当锅炉解汽允许条件满足时,运行人员根据实际情况进行手动解汽操作,点击“解汽”按钮发出指令,关闭解汽锅炉主蒸汽、再热热段蒸汽和再热冷段蒸汽隔离阀。锅炉解汽过程中阀门关闭顺序:主蒸汽隔离阀_再热冷段蒸汽隔离阀_再热热段蒸汽隔离阀。当以上3个隔离阀全部关闭后,解汽过程结束,操作员画面提示完成。
3.3锅炉自动解汽过程
若某l台锅炉因汽包水位高、汽包水位低、流化风机全停、空气预热器全停、引风机全停等因素引起锅炉MFT动作时,自动发出解汽指令和关闭主蒸汽、再热热段蒸汽及再热冷段蒸汽隔离阀,完成锅炉解汽过程。
4、结束语
越南锦普燃煤火力发电厂一期建设工程340MW两炉一机制火电机组目前已投入运行,在其运行过程中多次进行了锅炉并汽和解汽操作,机组运行安全稳定,说明340 MW两炉一机制火电机组在设计、安装、调试、运行等方面是成功的,设计方案是完全可行的,这对国外工程项目建设及机组热力系统特性研究有很大借鉴意义。