珠江电厂加热器水位调节系统改造及效果评价
道云亭 广州珠江电厂,广东广州511458
汽轮发电机组的回热加热器是电厂的主要辅机,加热器的水位是加热器安全经济运行的重要监视调节参数。水位过高将引起设备跳闸,威胁安全运行;水位过低将造成疏水串汽,降低机组经济性。珠江电厂在加热器水位调节方面,针对出现的问题,进行了改造尝试,取得了明显的效果。
1 改造前加热器水位调节系统存在的问题 珠江电厂4台300 MW机组均采用哈尔滨锅炉厂配套的加热器,每台机配备3台高压加热器、4台低压加热器。按原设计,全部采用基地式调节器,其调节系统由基地式水位调节器和气动调节阀两部分组成,水位的测量、信号转移及变送部分将水位的差压信号(实测值与设定值的差值)送给气动调节阀,实现水位调节。投产以来,加热器水位调节一直不能正常投入,长期低水位运行,影响机组效率;有时满水跳闸,危及机组安全。经过深入研究分析,确认主要存在的问题是:基地式调节器工作环境温度高,使元件受热变形,影响测量准确性;调节器橡胶密封圈老化破损,使测量转换装置元件脏污,甚至积灰卡涩,导致气源管路堵塞,造成调节误差大或调节失灵,可靠性很差。系统频繁的迟缓和失灵,使运行人员难以相信基地式自动调节,担心稍有不慎引起满水跳闸。所以多数情况下将水位自动解除投手动,或投副调,使高压加热器长期在低水位甚至无水位状态运行,降低了回热加热的经济性,影响了汽机的真空程度。
2 改造方案及实施过程 利用机组的机炉协调控制系统(WDPF)实现加热器水位控制,以替代基地式调节器。其改造基本思路是:取消原基地式调节器的测量、调节部分,保留气动阀,把水位差压变送器的水位信号(此信号已进入WDPF系统作为水位显示)作为WDPF系统的水位调节信号。在WDPF控制系统上通过显示器(CRT)设置调节器进行调节,调节输出信号经过电/气转换器转换为气信号,控制加热器疏水气动阀开度,实现水位调节。针对实际系统,我们对3号机的2号高压加热器进行试验性改造,改造方案如下。 a)在WDPF系统上增加一个高加水位单回路调节器,输出4~20 mA指令信号作为控制信号。在WDPF机柜与加热器气动调节阀间敷设电缆,将信号送到就地。 b)在就地疏水气动阀上加装一个电/气转换器,把WDPF系统输出的电信号转换为气信号,控制气动调节阀进行水位调节。
c)为避免水位变送器出现堵塞,把高加水位变送器取样管改为管径稍大的不锈钢材料,把变送器量程改为-200~+150 mm(原来为-600~+150 mm),保证电信号可靠稳定,调节范围匹配。
d)在就地气动调节阀上加装一个阀门位置反馈装置,以方便运行人员监视和操作。 完成改造投入运行后,经过一段时间的调试观察,证明水位调节稳定可靠,波动小,效果很好。于是,我们又分别对其它机组进行了同样的改造。
3 改造后的效果评价 3.1 水位调节品质明显改善 改善前后水位调节品质见图1。
由图1看出,改造前虽经最大努力调整维护投入自动,但调节效果还是比较差,稳定负荷时波动幅度大,负荷变化时波动更大,适应性很差。3台高加全部改造后,水位调节稳定可靠,负荷出现较大变动时水位仍然稳定连续,调节效果良好。 3.2 可靠性明显提高
3号机改造后投运8个月,2号机改造后投运4个多月,自动一直可靠、稳定投入,没发生失灵、满水、跳闸。加热器安全稳定,可靠运行。 3.3 水位定值设定方便 改造后,加热器水位定值由运行值班人员根据负荷变化、端差变化设定,保证按正常水位运行,改善了加热器运行工况。 3.4 水位调节稳定 消除了由于低水位、串汽带来的负面影响,各加热器端差明显下降,提高了回热加热的效率,在同负荷下使给水温度有了明显提高。改造前后参数变化如表1。
由表1看出:改造后水位调节稳定,同负荷下,疏水温度明显下降,加热器端差平均下降了14.8℃,回热加热效果明显提高。 3.5 提高经济效益 查阅指标统计报表可知,2号机改造前给水温度(1998年上半年平均值)为242.59℃,改造后(1999年上半年平均值)为255.3℃;3号机改造前给水温度(1998年上半年平均值)为236.87℃,改造后(1999年上半年平均值)为247.1℃。两机给水温度平均上升11.5℃。根据300 MW机组热力计算结果,给水温度每升高10℃,影响煤耗3.3 g/k Wh。若扣除负荷因素,上半年电量按1.91 TWh计算,则上半年节约标准煤为1.91TWh×3.3 g/k Wh=6.3 kt,全年按3.82 TWh电量计算,则年节约标准煤12.6 kt。改造后的经济效益十分明显。 高压加热器改造后,再没出现过因调节系统本身的问题引起的水位调节失控和加热器跳闸的现象,调节曲线平直稳定,消除了原来水位大幅度波动的不安全现象。同时消除了疏水串汽现象,使给水温度明显提高,取得了良好的节能效果。
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