600MW机组高压加热器退出故障分析及其对策.doc

1、1600MW 机组高压加热器退出故障分析及其对策摘要：本文以姚孟发电有限责任公司为例，分析了它的 600 MW 机组中两次高压加热器退出事故，通过分析，提出了像这样的退出事故的解决办法。并且相应地给出了运行操作中的防范措施。 关键词：600MW 机组；高压热水器；退出故障；对策 中图分类号： TM925 文献标识码： A 前言：高压加热器简称高加，对电厂起着关键性作用，属于一种重要的辅属设备，它直接影响着机组经济性。高压加热器给水主要是通过汽轮机的抽汽作用，加热这部分水，以达到既定的温度，这样一来，电厂的热效率可以得到有效提高，对于机组出力也是比较有利的。 1.系统大致情况 600MW 机组锅

2、炉是东方锅炉制造厂制造的，它是一种亚临界一次中间再热强制循环汽包炉，所用的汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的，它是单轴的，四缸四排汽，凝气式汽轮机，本机组所用的高压加热器是卧式的，可以随机投运。本机组使用的三台高压加热器用的是大旁路方式，如果其中有一个高压加热器水位上升到三值得时候，整个机组的高压加热器就会退出原来的运行方式。高压加热器机组的主要组成：三个高压加热器、省煤器、汽包、过热器、再热器、低压加热器、以及各种管道。下面介绍一下主要参数：高压加热器抽泣的主要参数，一号高加：抽汽点在高压八级后，压力为 5.767 兆帕，温度 376.5 摄氏度，流量 127.6592吨每小时；二号高加：抽汽点在

3、高压十二级后，压力为 3.540 兆帕，温度 312.6 摄氏度，流量 146.402 吨每小时；三号高加：抽汽点在中压五级后，压力为 1.600 兆帕，温度 433.0 摄氏度，流量 65.531 吨每小时。高压加热器水侧的主要参数：一号高加：型号 JG-2063-1-3，给水量563.33，给水进/出口温度是 248.5/281.6；二号高加：型号 JG-2231-1-2，给水量 563.33，给水进/出口温度是 203.9/248.5；三号高加：型号JG-1745-1-1，给水量 563.33，给水进/出口温度是 171.4/203.9。在锅炉上水之前，高压加热器的注水管、进气阀门、疏水

4、阀门、排空阀门都需要打开高压加热器进气压力逐渐升高并且渐渐加热与汽轮机的升速、暖机、并网、增负荷有着直接的联系，可以说是在它们的作用下完成的。随着一号高加内侧的压力不断增加，当达到一定值时疏水得到自动控制。2.事故的情况介绍 2.1 事故情况介绍一。机组负荷为 510 MW，控制方式是手动的，应用了五台磨煤机，其中它们的燃料主控也是手动的控制方式，与此不同的是，送、引风机及一次风机则应用了自动控制方式。汽动给水泵需要两台，并且同时运行，汽包 的水位则是应用了自动的控制方式，还有高、低压加热器也是用到了水位的自动控制方式，其他的辅助机器运行方式正常。20:30:05 一号高加水位测量上产生了信号

5、波动，此时，一号高加紧急疏水阀是开启的，正常疏水由自动控制方式变为手动控制方式。20：36:45 从新设置一号高加水位变为-100mm。20:39:50 燃料主控由 96.256%变为394.799%。20:39：59 改变了过热器的二级减温值，变成了 535 摄氏度。20:42:20 增加了汽轮机调节阀开度，由 25.2%变为 28,9%。20:45:21 将给水泵汽轮机调节阀关闭。20:48:54 锅炉 MFT。 2.2 事故情况介绍二。15:14:45 机组负荷 528 MW，负荷设定值时550 MW，此时将 F 磨煤机启动，锅炉主控发生阶跃，由 89%变为96.74%，然后下降至 17

6、.25%，A、B 送风机动叶开度都相应的减小，总风量降到原来的三分之一左右，给煤量降到原来的二分之一左右，用手动的方式退出送风量和氧量自动控制，此时要把协调控制切换到手动控制方式。15:59:12 负荷增加，二号水位快速升高，阀门调节出现滞后现象，此时出现了 2 号高加水位高二值联锁开起 2 号高加紧急疏水阀和关闭 2号高加正常疏水阀的现象。16:01:30 三号高加水位达到高三值解列，给水温度由 279 摄氏度降至 180 摄氏度，机组负荷也提高了 56MW，主蒸汽压力和主蒸汽流量都上升了,汽包水位下降到-136 mm。16:08:27 由于主蒸汽机压力降低，符合也下降到 520MW，汽包水

7、位上升了356mm。16:09:23 汽包水位过高，致使锅炉 MFT。 3.事故的原因分析 31 表层现象分析。两事故其因不同，结果却一致，都有高压加热器推出现象发生。高加退出通常与热量补偿方式有关，对于高加退出现象，常常需要锅炉主控延时处理，以这种方式可以相应的补偿过路的热效率降低，因为热循环对机组是有破坏的。我们经常应用回热循环原理来处理问题，当高加退出后,汽轮机侧一段、二段、三段抽汽逆止阀就会呈关闭状态。由高加抽汽主要参数可知三段抽汽所取得高压转子排汽级4别，这三段抽汽都是做功的，这样就可以知道机组的实际功率可以在瞬间增加，所以汽轮机高压缸排汽压力、调速级压力、主汽阀前压力都会有一定程度

8、的提高。高加退出后，给水泵头会减小，给水量就会增加，给水温度会突降，省煤器中的旗袍提及骤减，水位会下降，气泡水位与给水流量响应间存在滞后时间，共同作用下，就造成极短的时间内汽包水位下降幅值和时间长度均超过了给水流量突增的效应。 3.2 深入研究探讨。高加退出后，有减少煤量以及增加水泵转速的措施，减煤量减小主蒸汽流，减缓饱和汽水的转换。增大转速就等于加大给水流量，提高汽包水位上升速度，不好控制。当高加汽、水侧同时解列时,应密切监视给水压力和流量,避免给水中断事故的发生。机组在高加解列退出运行期间,应保证各监视段压力不超限。高加退出采用的方案时串级三冲量控制，主要控制汽包水位，比其他方案有效，它有

9、一主、一副两个调节器，祝调节器主要负责弥补主蒸汽流量与给水流量造成的滞后差异，副调节器可以快速调节主蒸汽流量与给水流量的内扰。机组负荷增加，主蒸汽流量也会相应的增加，这时副调节器的主蒸汽流量呈增量态势，主要是因为假汽包水位上升了。此时，祝调节器的输出就会减少。高加退出后，给水量会增加，流量增加，温度就会下降，汽包体积减小，汽包水位当然会下降。这种方案主、副调节器的输出与给水流量都会正向增加，但流量信号还是负的，所以会有抵消作用。用这种方案达到了双向作用，汽包水位可以在短时间内下降，而且还可以避免一系列不稳定过程后汽包水位的大幅度波动。 4.事故总结 5首先，高加事故退出后先不要考虑燃料控制以及

10、负荷变化，但要时刻注意给水量和水位的变化，当一切稳定后在调节负荷。还要注意此过程中各参数的变化情况，高加退出事故发生后，要更加留意主蒸汽压力增加有没有超过界限。高加退出会导致机组热效率降低，给煤量固定，负荷值会降低，甚至比原负荷的稳定值还要低，针对这一现象，需要对给煤量进行调整以升高负荷值。还要注意的是，发生高加退出后，千万不可进行辅机故障减负荷操作，我们要认识到高加退出后会对机组的功率产生扰动，而且是脉冲式扰动，所以要明白，最终达到的负荷值会有回落现象，变得比原来的负荷值还低，但是这样的变化能借助自身的力量进行平衡，所以不用进行辅机故障减负荷操作。如果进行了这样的操作，反而会造成错误，使汽包

11、水位变得更加难以控制。这里要说明一下，汽包水位控制采用西门子公司单级三冲量控制方案,实际应用中要根据一定的原则来操作，给水流量微分反馈回路可以进行等效处理，一般把它等效为增益近似 1 的滞后环节来整定，这样比较方便。在高加事故退出扰动后，有变化的负荷产生，当机组负荷变化率增大到 2%以上时，这种现象尤为严重，此时汽包水位动态特性也会变得很差。所以说采用串级三冲量控制方案来应对高压加热器退出，达到控制汽包水位的目的是十分有效的。 结语 高压加热器已经成为重要的附属设备,一定要重视高压加热器的退出故障它的情况直接影响到机组的经济性,应积极采取有效措施预防退出故障。 6参考文献： 1 吴钢.大型机组高压加热器撤出的 RUNBACK 性能设计与应用J.华东电力, 2006,34(12):48-51. 2 张建伟,马志杰.汽包水位控制系统参数整定方法的研究J.山西电力, 2001,98(3):47-49. 3 费恩曼,莱顿,桑兹.费恩曼物理学讲义(第 3 卷)M.上海:上海科学出版社, 2005.