1000MW超超临界机组热控技术分析

马亮（华电漯河发电有限公司，河南漯河 462000）



1000MW超超临界机组热控技术分析

马亮
（华电漯河发电有限公司，河南漯河 462000）

【摘要】提高蒸汽参数和增大机组容量是节约单位成本以及降低机组热耗的一个有效方向，超超临界机组可以有效提升热效率，实现节能减排功能。本文从热控方面入手，对比超超临界机组（以典型的1000 MW为例）与超临界机组（以典型的600MW为例），力争对超临界机组有一个更加深入的认知，找出更多的研究突破点。

【关键词】1000MW 超超临界机组 热控技术

1 引言

我国作为一次能源大国，煤炭资源占据了主导地位，这也是我国火力发电长期占发电总量首位，遥遥领先的决定性因素。目前运行的超超临界机组多为600MW和1000MW，目前我国超超临界机组无论从数量还是从容量参数方面都处于世界先进水平。但是对于超超临界的认知仍然有一些认知误区，比如从业人员一般认为在热控设计方面与超临界机组相比没有太大的改进，除了工艺参数方面的区别，其他方面的差别均不是很大。这一方面是因为早前我国国内投入运行的超超临界机组的关键设备及技术都是从国外引进导致，另一方面也是由于从业人员对超超临界机组热控设计认知水平不熟悉导致。因此，本文从热控方面入手，对比超超临界机组（以典型的1000 MW为例）与超临界机组（以典型的600MW为例），力争对超临界机组有一个更加深入的认知，找出更多的研究突破点。

2 1000MW超超临界机组概述

1000MW超超临界机组的锅炉选用上海锅炉厂制造的型号为SG-3044/27.46-M535型单炉膛塔式炉。一次风机，送风机和引风机均采用轴流式风机。除尘方式是用电除尘，每台锅炉配置 6 台mps（Mill，Parter ，Ship）中速磨煤机（稳定性好，电耗低，振动小），采用正压直吹式制粉系统 内置式汽水分离器 带再循环泵的启动旁路系统。

汽轮机的型号为 N1000-26.25/600/600，由上海汽轮机有限公司和德国西门子公司联合制造，是国内最大的单机功率发电机组，汽轮机组流通部分包含4个汽缸，发电机规格为49*16*7.75（m，长*宽*高），进汽方式为全周方式， 高压和中压分别有2个全开全关型主汽门2个全行程可调调节门此外还有1个全行程可调补汽阀无调节级，给水系统配2台50%额定容量的汽动给水泵和1台35%额定容量的电动给水泵，旁路系统（可监视蒸汽压力）由两级分别是100%BMCR容量的高压旁路和65%BMCR容量的低压旁路组成。

DCS（Distributed Control System）系统采用OVATION分散控制系统每台机组配置27对冗余的控制器，DEH（Digital Electric Hydraulic Control System）系统为上海汽轮机有限公司配套提供采用SPPA-T3000分散控制系统，每台配置3对冗余控制器。

3 1000MW超超临界机组热控特点

1000MW机组的分散热控系统相比超临界机组最显著的特点是就精细程度提升带来的数量方面的提升。首先从热控测点数量来看，统计包含DCS，DEH，锅炉小DAS（数据采集系统）以及汽机小DAS，1000mw机组有9094个，600mw超临界机组为7280个，超超临界机组较超临界机组多出1814个热控测点。其次从控制器数量来看，统计包含mcs（模拟量控制系统），fsss（锅炉侧安全监控系统）以及ecs（电气控制系统）等系统，1000mw合计共27个对比600mw机组的17个，多出10个。最后从热控自动套数也可以看出差别，超超临界机组约180套比超临界机组110套多出近70套。从上述对比可以看出，1000mw机组热控有宽度广，精度高，复杂度高的特点，这些优点也要求从业人员必须具有较高的职业素质才能更大限度的发挥系统的优势。

3.1 炉侧热控特点

锅炉测热控主要考虑旁路系统，因为旁路可以监视蒸汽压力因而占据重要地位，区别于超临界机组，高压旁路安装位置位于锅炉74m层，有快开功能无快关功能，高压容量配置为100%BMCR ，低压容量配置为65%BMCR ，这种容量配置的旁路系统结合再热器安全阀（为液动全行程可调节安全阀）能够适用各种情况下的机组运行方式。

3.2 机侧热控特点

热控在汽轮机测体现的更加明显，本文主要从一次调频和跳闸保护系统方面进行分析。

（1）加入补气阀实现机组一次调频能力。系统有功和频率关联，汽轮机组一次调频能力也是一个重要指标，以往机组的一次调频是采用全周进气节流方式，采用这种方式除了有节流损失外，成本也较高，本文讨论的1000MW的机组通过加装补气阀（全行程可调）来实现机组调频能力，具体安装位置位于原高主门后，高调门前。具体工作流程如下：在机组达到额定工况后，补气阀开启，引入额定进气量5%-10%的新蒸汽，在蒸汽温度约降低30度后进入高压第5级动叶后空间，实现调频功能。可以看出补气阀在具体工作时，不用通过主调门的节流就可以实现调频，这样不仅避免了节流的缺点，还有响应速度快的优点，从而可以更好的增加电网的系统稳定性。这属于1000mw机测热控的一个优点。（2）ETS（跳闸保护系统）保护条件较多。本文所论述的超超临界机组共有31项ETS保护，远远超过了一般600mw机组所设计的ETS保护，新增加了如电机励磁机热风温度高、凝汽器水位高等保护项，这些保护一方面加大了对机组监控能力，提升了系统的安全运行能力，另一方面这些保护的设计均是在理论最严格的条件下设计所得，实际运行时，运行人员应该结合实际，在和汽轮机厂家协调后，适当进行退出部分项，避免不必要的误动作，这就必须要求运行人员具有较高的理论知识。此外本机组无ETS在线试验组件，因为本机ETS保护在DEH中进行判断，省去了在线试验步骤，这在一定程度上降低了系统的复杂度。

4 结语

通过上述分析可以看出，与600mw机组相比，1000mw机组在工艺流程方面变化不大，但是在热控方面有众多独特的特点，总体而言自动化程度更高，测量保护精度更高，相应的系统更加复杂。此外，如今超超临界机组是火力发电机组的大趋势，我国虽然进步巨大，但也应该看到不足，相关从业人员应该进一步学习掌握机组的核心技术，在系统软硬件方面均需要深入分析学习国外最先进的设计成果，争取早日实现设计生产完全国产化。

参考文献：

［1］赵琪.国内百万千瓦超超临界机组汽机旁路选型情况介绍［J］.热力透平，2008（2）：77-81.