CN101329061A - 防止火电厂再热器冷段管道发生水冲击的保护 - Google Patents

Abstract

防止火电厂再热器冷段管道发生水冲击的保护，该项保护是在DCS控制系统、旁路控制系统和再热器减温控制系统都能够正常运行的基础上，在既能够满足电力系统的相关的文件要求，又不改变常规的设计功能的基础上，利用DCS系统的一些基本的控制功能来实现保护火电厂冷再管道的目的，使再热器的冷再管道受到水冲击的事故不再发生。同时，由于在机组启动的过程中允许投入少量的再热器喷水，使再热蒸汽的温度能够很容易地得到控制，从而达到缩短机组启动时间节约能源，提高机组的经济效率的目的。该项保护技术能够被广泛地应用于具有一次中间再热的火力发电机组。

Description

防止火电厂再热器冷段管道发生水冲击的保护

一.技术领域

在确保机组安全的情况下，利用机组已有再热器减温水系统、旁路控制系统和DCS的控制逻辑功能，本着“简单、实用、可靠”的原则，设计一套火电厂再热器冷段管道水冲击的保护控制方案，该方案能够被广泛地用于火力发电厂中的具有一次中间再热机组。

二.背景技术

目前大、中型火力发电厂一次中间再热机组都没有设计再热器冷段管道的保护，而国内有的电厂在机组启动过程中，出现由于相关的现场设备异常或运行人员误操作而发生再热器冷段管道水冲击的事故，而每次事故的发生都与开高旁调节阀以及开再热器事故喷水阀有关。

由于电力系统普遍执行的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》第十项防止汽轮机大轴弯曲、轴瓦烧损事故10.1.3.9中明文规定：“启动或低负荷运行时，不得投入再热蒸汽减温器喷水。在锅炉熄火或机组甩负荷时，应及时切断减温水。”。而设计部门在设计再热器减温器喷水减温的控制逻辑时，主要是从汽轮发电机组的经济效率方面来进行设计的，即在机组带额定负荷的情况下，如果再热蒸汽温度由减温水来控制，就会增加流过汽轮机中低压转子的蒸汽流量，使中低压转子做功的能力加大，相应地减少了高压转子的做功能力，从而影响整个机组的经济效率。所以，再热器减温器喷水一般都是要求在再热蒸汽温度过高时，既事故的状态下才允许喷水，因此，再热器减温器喷水减温通常就称为再热器事故喷水减温。

但在实际机组启动的过程中，特别是采用中压缸启动的机组，对再热蒸汽的温度和压力要求较高，而采用再热器烟道挡板或摆动喷嘴来控制再热蒸汽温度的机组，在机组启动期间基本上都不能够满足要求，很容易使再热蒸汽超温，因此，运行人员一般都会采用再热器事故喷水来控制再热蒸汽温度，以满足机组的启动要求，一旦机组准备并网则会将再热器事故喷水阀关闭。

针对以上情况，设计一套防止火电厂再热器冷段管道水冲击的保护装置是十分必要的，该装置必须要能够满足机组在启动期间允许投入少量的喷水来控制再热蒸汽温度以及具有当冷再管道系统异常时禁止开高旁的功能，同时又要满足《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》第十项防止汽轮机大轴弯曲、轴瓦烧损事故10.1.3.9中所规定“在锅炉熄火或机组甩负荷时，应及时切断减温水。”的要求。

三.发明内容

汽轮机侧的高旁后以及高压缸排汽逆止门后管道至锅炉侧的再热器减温器后的冷再管道防止水冲击的保护控制方案，该控制方案在保留原再热器事故喷水功能的条件下，新设计了在机组启动期间允许少量的喷水对再热蒸汽温度进行控制，而一旦系统出现异常，则快关再热器事故喷水截止阀和调节阀，并将调节指令清零，同时，设计了当冷再管道系统出现异常时，禁开高旁调整门的保护功能。这样，不仅可以使运行人员在机组启动的过程中能够较好的控制再热汽温，关键是能够确保冷再管道不会受到水冲击的事故发生，同时可以增加流过再热器的蒸汽流量，以减少再热器局部超温，从而减少再热器管道爆管的次数，并能够缩短机组启动时间节约能源、提高机组的经济效率，以达到保证机组安全经济运行的目的。

四.附图说明

图1为常规设计的控制原理图，其中主蒸汽流量大于10％和再热蒸汽温度比额定蒸汽温度高5.6度，才允许开再热器事故喷水阀和截止阀(注：不同的机组其再热蒸汽温度超温的定值有所不同，不一定为5.6度)。

图2为在保留原控制方案的基础上新设计增加了保护功能的控制原理图，既当高旁的开度大于2％与高旁后的再热器冷段管道壁温大于110度时也允许开再热器事故喷水阀和截止阀。当高旁全关后而高旁前的主蒸汽温度大于300度，并且再热器冷段管道壁温低于110度时将禁止高旁调节阀由远方控制打开。

五.具体实施方式：

在汽轮机的高低压旁路控制系统及再热器事故喷水控制系统都能够正常运行的情况下，机组启动过程中，采取以下两种控制方式基本上就可以保护再热器冷段不会受到水冲击：

(1)当高旁的开度大于2％以及高旁后的冷再管道壁温大于110度，就允许打开再热器事故喷水阀(截止阀和调节阀)来控制热再蒸汽温度，且调节指令必须控制在30％以下。而一旦条件不满足，则使再热器事故喷水阀和截止阀自关，并将控制指令清零。

(2)当高旁前的主蒸汽温度大于300度左右，而再热器冷段管道的壁温小于110度时，在高旁全关时禁止远方控制打开高旁调整门。

在DCS的控制逻辑中设计以上两种控制逻辑，就可以实现保护冷再管道免受水冲击的事故发生，同时也能够满足电力系统《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中防止汽轮机大轴弯曲、轴瓦烧损事故的要求。

Claims (5)

1.在DCS控制系统中，设计一套冷再管道防止水冲击的保护控制逻辑。

2.将再热器事故喷水控制方式改为事故喷水和常规减温喷水自动控制的两种控制方式，并且常规减温自动控制只在开机的过程中使用。

3.火电厂中间一次再热机组在启动的过程中，采用当高旁阀位大于2％与冷再管道的壁温大于110度的信号，作为允许开再热器事故喷水来控制再热蒸汽温度的条件，且其阀位必须控制在30％以下。

4.再热器事故喷水阀打开以后，一旦允许打开的条件不满足，再热器事故喷水阀自关，且控制指令自动清零。

5.高旁阀位为零时，当高旁阀前的主蒸汽温度大于300度，且冷再管道的壁温小于110度时禁止采用远控方式开高旁。

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