摘 要：進(jìn)入冬季，隨著城市供熱采暖要求的提高，供熱面積進(jìn)一步增大。亞臨界、低容量汽輪發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市供熱采暖的要求。這就需要通過超臨界、大容量的汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行抽汽供熱，滿足供熱首站蒸汽量的需求。但是，作為抽汽汽源的中壓缸排汽，具有較高的蒸汽品質(zhì)。直接送至供熱首站進(jìn)行熱交換，勢必造成高品質(zhì)汽源的浪費，造成更大的冷源損失。從整個機(jī)組的熱力循環(huán)角度分析，將會大大降低機(jī)組的效率。加裝前置發(fā)電機(jī)，利用做了部分功的蒸汽，再進(jìn)入供熱首站進(jìn)行熱交換，前置發(fā)電機(jī)的電量直接接入廠用電，從而降低機(jī)組煤耗。

關(guān)鍵詞：超臨界；供熱抽汽；前置發(fā)電機(jī)；廠用電

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.178

0 引言

公司二期工程2×670MW汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超臨界、單軸、三缸、四排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)，型號為：N670-24.2/566/566，最大連續(xù)出力為711MW，額定出力670MW。機(jī)組采用復(fù)合變壓運行方式，汽輪機(jī)具有八級非調(diào)整回?zé)岢槠啓C(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。供熱抽汽從中壓缸排汽出口兩根中低壓連通管引出，通過調(diào)節(jié)低壓缸進(jìn)汽壓力調(diào)節(jié)閥（CV）開度來控制進(jìn)入低壓缸的蒸汽流量，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)中壓排汽壓力的目的。站內(nèi)蒸汽和熱網(wǎng)疏水回水系統(tǒng)均采用母管制，電廠二期2×670MW機(jī)組汽輪機(jī)抽汽母管供至供熱首站后，為提高主汽輪機(jī)的發(fā)電效率及運行節(jié)能，設(shè)置前置發(fā)電機(jī)組以實現(xiàn)能量的梯級利用，利用主汽輪機(jī)抽汽（P=1.036MPa（絕壓），溫度t=338.1℃）先進(jìn)入前置機(jī)發(fā)電，背壓排汽作為熱網(wǎng)循環(huán)水加熱熱源。為提高系統(tǒng)可靠性，每臺前置機(jī)加熱器進(jìn)汽管設(shè)置一路旁路與抽汽母管相連，以備在前置機(jī)出現(xiàn)故障時使用。

1 前置異步發(fā)電機(jī)的工作原理

事實上它和異步電動機(jī)沒有差異，就是同一個東西。異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速不斷變化的，它的的頻率、電壓始終是電源側(cè)頻率、電壓。而電流不斷隨轉(zhuǎn)速而改變，大部分風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是異步發(fā)電機(jī)，也可以應(yīng)用于抽汽供熱的發(fā)電場所。它發(fā)電之前，必須用電網(wǎng)，然后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，再由外力帶動轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)而反向送電。假設(shè)它作為電動機(jī)時，輸入線圈繞組頻率為50HZ，磁場同步速假設(shè)為3000轉(zhuǎn)，當(dāng)它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于3000轉(zhuǎn)即小于同步速時，為電動機(jī)，消耗有功電能。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于1000轉(zhuǎn)即大于同步速時，為發(fā)電機(jī)，消耗無功電能，發(fā)出有功電能。當(dāng)轉(zhuǎn)子等于3000轉(zhuǎn)即等于同步速時，為電動機(jī)，但電動機(jī)不消耗有功，只消耗大量無功，并且不發(fā)出有功電能。

2 前置異步發(fā)電機(jī)及6kV系統(tǒng)運行方式

二期供熱首站#1異步發(fā)電機(jī)為江蘇航天動力機(jī)電有限公司出品，型號：YFKS800-2，功率：6000kW，額定電流：595A，額定電壓：6300V，轉(zhuǎn)速：3006r/m，絕緣等級：F，軸瓦型號：DQY18-180B，#32潤滑油。

異步發(fā)電機(jī)運行時，異步發(fā)電機(jī)運行在6kV各段供熱母線，并通過該母線為機(jī)組6kV工作段母線供電。此時，機(jī)組6kV工作段母線由異步發(fā)電機(jī)和高廠變同時供電。

異步發(fā)電機(jī)停運時，6kV各段供熱母線，由機(jī)組6kV工作段母線供電。

3 前置異步發(fā)電機(jī)調(diào)試措施

（1）確認(rèn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2970r/min，且允許并網(wǎng)。（2）合上#1異步發(fā)電機(jī)出口6465開關(guān)。發(fā)電機(jī)啟動前，利用提前在二期供熱6kV段進(jìn)線6465開關(guān)接便攜式錄波器，實測并網(wǎng)瞬間發(fā)電機(jī)的沖擊電流并錄波。同時，利用#4機(jī)發(fā)變組故障錄波器，對#4機(jī)6kV工作ⅣA段電流和母線電壓進(jìn)行錄波。通過波形進(jìn)行分析異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)瞬間對ⅣA段母線電壓的影響程度和并網(wǎng)瞬間的沖擊電流。（3）檢查#4機(jī)主廠房6kV工作ⅣA段及二期供熱A段母線電壓是否正常。檢查正常后逐漸將#1異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升至3006r/min，#1異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)。（4）待發(fā)電機(jī)正常發(fā)電后，檢查相關(guān)發(fā)電機(jī)電壓、電流、功率測量裝置（如變送器、電能表）顯示是否正確。（5）檢查6kV工作ⅣA段及供熱A段母線電壓是否正常。（6）待#1異步發(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)正常后，通過DCS畫面監(jiān)視電機(jī)線圈溫度，軸瓦溫度。同時就地實測發(fā)電機(jī)振動情況，并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。（7）投入異步發(fā)電機(jī)“電跳機(jī)”聯(lián)鎖開關(guān)。（8）發(fā)電機(jī)升負(fù)荷過程中，及時調(diào)整A前置機(jī)加熱器出水溫度正常。

4 異常處理

（1）前置汽輪機(jī)跳閘。前置汽輪機(jī)跳閘后，檢查主汽門、調(diào)門快速關(guān)閉，轉(zhuǎn)速下降；排汽電動門聯(lián)鎖關(guān)閉。檢查發(fā)電機(jī)聯(lián)跳正常，否則立即手動解列。檢查高壓啟動油泵聯(lián)啟，油壓正常，否則立即手動啟動。前置機(jī)轉(zhuǎn)速到零，投入盤車運行。根據(jù)加熱器出口水溫下降情況，及時開大進(jìn)汽旁路調(diào)節(jié)門，維持加熱器出口水溫正常。#4機(jī)主廠房6kV工作ⅣA段母線電壓自動回復(fù)正常值。（2）超臨界機(jī)組跳閘。當(dāng)超臨界機(jī)組跳閘時，前置異步發(fā)電機(jī)應(yīng)保護(hù)動作跳閘。應(yīng)檢查前置機(jī)進(jìn)汽門關(guān)閉，#1異步發(fā)電機(jī)出口6465開關(guān)在跳閘位，#4機(jī)主廠房6kV工作ⅣA段及二期供熱A段母線電壓自動切至備用電源供電。

5 效益分析

（1）按照一臺異步電動機(jī)額定功率6000kW，一個月30天時間進(jìn)行計算：

發(fā)電量：W=PT=6000*24*30=4320000kWH=43.2萬kWH

（2）該部分電量接入廠用電系統(tǒng)，與相同容量機(jī)組的廠用電進(jìn)行比較，每天綜合廠用電率降低2.5個百分點，降低供電煤耗7-8g/kWh，按一個月30天時間、單臺超臨界機(jī)組月平均完成發(fā)電量3.358億kWh計算：

節(jié)省燃煤：T=7.5g/kWh*3358萬kWh=235060kg=235.06噸

6 結(jié)論

超臨界汽輪機(jī)組抽汽供熱系統(tǒng)加裝前置異步發(fā)電機(jī)，充分利用高品質(zhì)蒸汽的熱量進(jìn)行發(fā)電，極大降低了冷源損失。該發(fā)電單元共兩臺超臨界機(jī)組，計劃安裝12臺前置異步發(fā)電機(jī)。預(yù)計該單元綜合廠用電率、供電煤耗將會達(dá)到一個新高度。

參考文獻(xiàn)：

[1]江蘇航天動力機(jī)電有限公司.異步電動機(jī)說明書[S].

[2]華北電力大學(xué)（北京）動力工程系.汽輪機(jī)設(shè)備及運行[M].

[3]上海汽輪機(jī)廠有限公司.670MW超臨界汽輪機(jī)說明書[S].

[4]華電濰坊發(fā)電有限公司.二期供熱工程[M].

作者簡介：劉尊平（1974-），男，本科，工程師，值長，主要從事火電廠集控運行工作。