200MW機(jī)組高壓加熱器系統(tǒng)順序控制

車增杰 鄭斌

【摘要】本文介紹了200MW機(jī)組高壓加熱器系統(tǒng)順序控制的現(xiàn)狀及前景，細(xì)致講解了高壓加熱器及相關(guān)設(shè)備的工作原理，詳細(xì)介紹了高壓加熱器系統(tǒng)順序啟動控制及停運的條件、步驟和形式。

【關(guān)鍵詞】高壓加熱器，順序控制，啟動控制，停運控制

1我國200MW發(fā)電機(jī)組高壓加熱器順序控制的現(xiàn)狀

目前我國200MW發(fā)電機(jī)組高壓加熱器大都配置兩臺高壓加熱器，其連接方式分為大旁路和小旁路兩種。大旁路系統(tǒng)中兩臺高壓加熱器由一個進(jìn)口三通閥和一個出口閥控制，控制方式主要有水壓液動控制和電動控制。小旁路系統(tǒng)是每臺高壓加熱器都有自己的旁路系統(tǒng)，一般只采用電動控制。某臺加熱器故障時，鍋爐給水溫度下降不多，兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)在大多數(shù)電廠采用大旁路系統(tǒng)。

2高壓加熱器的工作原理

高壓加熱器由殼體和管系兩大部分組成，在殼體內(nèi)腔上部設(shè)置蒸汽凝結(jié)段，下部設(shè)置疏水冷卻段，進(jìn)、出水管頂端設(shè)置給水進(jìn)口和給水出口。當(dāng)過熱蒸汽由進(jìn)口進(jìn)入殼體后即可將上部主螺管內(nèi)的給水加熱，蒸汽凝結(jié)為水后，凝結(jié)的熱水又可將下部疏冷螺管內(nèi)的部分給水加熱，被利用后的凝結(jié)水從疏水口流出高壓加熱器殼體。

3高壓加熱器的順序控制

3.1高壓加熱器的順序控制簡介

高壓加熱器的順序控制是將復(fù)雜的熱力生產(chǎn)過程劃分為若干個局部可控系統(tǒng)，配以適當(dāng)?shù)捻樞蚩刂蒲b置，通過它的邏輯控制電路發(fā)出操作命令，使局部可控系統(tǒng)中的有關(guān)被控對象按照啟停和運行規(guī)律自動地完成操作任務(wù)。

現(xiàn)代電廠高壓加熱器的順序控制以匯編語言為基礎(chǔ)的順序控制裝置的軟件體系，其優(yōu)點是占用的存儲容量小，軟件的運行速度快，可以完成系統(tǒng)軟件的基本任務(wù)與中斷服務(wù)程序的設(shè)計，分別對各種應(yīng)用模塊服務(wù)請求及其調(diào)度做出響應(yīng)。

3.2高壓加熱器啟動的順序控制

按照高壓加熱器組本體金屬溫度高低，啟動可分為冷態(tài)啟動、熱態(tài)啟動，冷態(tài)啟動又可分為隨機(jī)冷態(tài)啟動和帶負(fù)荷冷態(tài)啟動。

高壓加熱器啟動時，本著先接通水側(cè)、后接通汽側(cè)的原則，且每前進(jìn)一步都要判斷上一步的回報信號。

3.2.1高壓加熱器的冷態(tài)隨機(jī)啟動

冷態(tài)隨機(jī)啟動指在汽輪機(jī)尚未沖轉(zhuǎn)之前，高壓加熱器組所處狀態(tài)為：給水旁路關(guān)閉； 給水出/入口電動門打開，高壓加熱器組內(nèi)部通水； 汽機(jī)各段抽汽電動門全開，高壓加熱器組內(nèi)部通汽。在這種狀態(tài)下，在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、定速、逐步帶負(fù)荷的過程中，給水管道及高壓加熱器本體均緩慢受熱、逐步升溫，通水通汽一段時間后，投入高壓加熱器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，啟動即告結(jié)束。這種運行方式較好地避免了高壓加熱器本體及給水管道受過快的熱沖擊。

3.2.2高壓加熱器的冷態(tài)帶負(fù)荷啟動

帶負(fù)荷冷態(tài)啟動指在機(jī)組帶一定負(fù)荷之前，高壓加熱器組所處狀態(tài)為：給水旁路打開； 給水出/入口電動門關(guān)閉，高壓加熱器組內(nèi)部不通水；汽機(jī)各段抽汽電動門關(guān)閉，高壓加熱器組內(nèi)部不通汽。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一定值，給水溫度達(dá)到100℃以上時，稍打開各段抽汽電動門，給高壓加熱器加溫，使處在常溫下的高壓加熱器設(shè)備及各部件溫度逐步提高，為通過高溫給水做預(yù)熱準(zhǔn)備。當(dāng)高壓加熱器設(shè)備及各部件溫度升高并接近給水溫度時，逐步打開高壓加熱器組出/入口給水電動門，逐步關(guān)閉旁路電動門。在整個過程中，要嚴(yán)格控制給水的溫度升降率，溫差升降過快會造成高壓加熱器設(shè)備及部件的損壞，用溫度升降率限制和閉鎖給水或抽汽電動門的開閉動作和大小。

3.2.3高壓加熱器的熱啟動

熱態(tài)啟動指在運行中，高壓加熱器組暫停一段時間后再啟動。啟動前，給水旁路、給水出/入口電動門和抽汽電動門均關(guān)閉。當(dāng)需要繼續(xù)啟動時，由于高壓加熱器設(shè)備及各部件溫度仍保持較高溫度，故通水不會造成熱沖擊。先逐步打開給水出/入口電動門，逐步關(guān)閉給水旁路，抽汽壓力由低到高逐步打開抽汽電動門。

3.3機(jī)組高壓加熱器停止運行的順序控制

高壓加熱器順序控制停止步序：高壓加熱器停止運行時，本著先停汽側(cè)后停水側(cè)的原則，且每前進(jìn)一步都要判斷上一步的回報信號。首先關(guān)閉一段抽汽止回閥及電動閥后，疏水10min，然后在關(guān)閉二段抽汽止回閥及電動閥，同樣疏水10min，依次類推。最后關(guān)閉1號高壓加熱器水側(cè)入口三通閥和3號高壓加熱器水側(cè)出口閥。

3.3.1正常停止運行

正常停止指高壓加熱器組因其他原因非事故狀態(tài)下停止。首先抽汽壓力應(yīng)由高到低順序關(guān)閉抽汽電動門，而且關(guān)門速度不能過快，要把給水溫度下降率控制在一定范圍內(nèi)，且高壓加熱器水位應(yīng)處于自動調(diào)節(jié)狀態(tài)，待抽汽電動門全關(guān)后，再全開疏水門，放掉高壓加熱器內(nèi)的水，壓力消失后，關(guān)閉給水出/入口電動門，打開給水旁路。

在給水溫降率不超限的條件下，逐級緩慢關(guān)閉各段抽汽電動門。高加組內(nèi)壓力低于一定值時，關(guān)閉高加組的給水出/入口電動門。在過程中，若抽汽電動門全關(guān)閉或高加內(nèi)壓力接近和等于除氧器壓力時，要關(guān)閉至除氧器的疏水調(diào)節(jié)門，避免倒汽。給水門和抽汽門全關(guān)后，要發(fā)指令切除各高加的水位自動系統(tǒng)至手動狀態(tài)，并且將至疏水?dāng)U容器的疏水調(diào)節(jié)閥全開，疏凈高加內(nèi)的凝結(jié)水。

3.3.2緊急停止運行

事故停止指當(dāng)機(jī)組突然發(fā)生甩負(fù)荷或高壓加熱器水位達(dá)到危險值時，必須立即緊急停運高壓加熱器組。此時應(yīng)立即全關(guān)給水出/入口電動門，打開旁路，同時快速關(guān)閉抽汽電動門，防止高壓加熱器本體升溫和超壓，防止給水管道冷卻過快，引起管道熱應(yīng)力，保證緊急安全停運。當(dāng)發(fā)生事故要求高加緊急停運時，要關(guān)閉給水門，同時快速關(guān)閉抽汽門（選快開控制檔），兩條件同時滿足后，要發(fā)指令切除各高加的水位自動系統(tǒng)至手動狀態(tài)，并且將至疏水?dāng)U容器的疏水調(diào)節(jié)閥全開，疏凈高加內(nèi)的凝結(jié)水。

4高壓加熱器順序控制設(shè)計的意義

順序控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對子組級程控進(jìn)行自動啟、停及順序控制，減少了操作人員在機(jī)組啟、停和運行時，子組級程控常規(guī)操作。各子組級程控也能獨立地進(jìn)行啟、停操作。操作人員可以在動態(tài)邏輯圖上查看每一個相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)、啟和停的許可條件及操作順序，也可在動態(tài)邏輯圖上直接啟、停每一個相關(guān)設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]林勇.淺談火電機(jī)組自啟停順序控制技術(shù)的應(yīng)用.熱力發(fā)電，2006，35（7）：51-53

[2]韓君，李國繼，馬東華.330MW倒置立式高壓加熱器制造.壓力容器，2005， 12（04）：26-28

[3]王德學(xué)， 王哲， 李敬. 300MW機(jī)組高壓加熱器疏水系統(tǒng)的研究和改進(jìn).中國電力， 1999， 24（12）：19-23