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【摘 要】 给水回热系统在朗肯循环中的应用提高了整个热力循环的热效率。高压加热器是给水回热系统中主要设备，它的停运对汽轮机乃至全厂的安全、经济运行影响很大。以某电厂600MW汽轮发电机组高加停运为例，对汽轮发电机组的经济性和安全性造成的影响进行了阐述和分析，对相同容量相同型式机组的电厂在生产运行中具有借鉴意义。
【关键词】 汽轮机 高压加热器 经济性 安全性
0、 引言
某厂600MW汽轮机型式为亚临界、一次中间再热、三缸四排汽凝汽式汽轮机。加热器设计为三高、四低、一除氧。高压回热加热器（以下简称高加）水侧旁路设计为典型大旁路类型，入口和旁路为一个电动三通截止阀，出口为一个电动闸阀。
1 、高加停运前后有关参数对比
某厂600MW机组THA工况、高加停运前、后的满负荷参数如下表1：
2、 高加停运对汽轮发电机组的经济性的影响
2.1对锅炉运行的经济性的影响
高加停运后，进入锅炉的给水温度降低，尾部受热面的换热介质的温差增大，换热量增大，锅炉的排烟温度降低。该机组高加停运后在满负荷工况下，锅炉排烟温度降低12℃，锅炉效率相应增加了1.4%。由于高加停运，给水温度降低，进入锅炉的给水焓值降低，锅炉若要维持出口蒸汽参数不变，所需燃料量增加，将造成过热器和再热器温度升高，减温水需求量增大，该机组高加停运，主汽一级减温水流量由10t/h增加到49t/h，二级减温水流量由7.4t/h增加到126t/h，再热减温水流量由0t/h增加到28t/h，因锅炉减温水量增加，机组热耗增加0.6%。另外，因高加停运，锅炉燃烧工况的改变，锅炉制粉系统出力增加，对锅炉辅机电率也产生影响，该机组锅炉磨煤机电率增加10.6%，一次风机电率增加18.6%，吸风机电率增加6%，送风机电流增加1%。
2.2对汽轮机运行的经济性的影响
高加停运后，原来从#1、2、3段抽汽进入高压加热器的蒸汽进入汽轮机内做功，高加抽汽下游通流级流量增加，汽轮机的汽耗率降低，汽耗率由3.0kg/kwh降至2.70kg/kwh。进入凝汽器的蒸汽量增加，使冷源損失增加，汽轮机的效率由45.88%降低至42.2%。汽轮机的热耗率相应增加，热耗由7846KJ/kwh升高到8529KJ/kwh。高加停运对汽轮机的辅机电率影响较大的是凝结水泵，凝结水泵出力增大，凝结水泵电率由0.185%增加到0.226%。
2.3对汽轮发电机组循环热效率的影响
在整个热力循环中，高加停运使锅炉给水温度降低，锅炉内烟气与给水的传热温差增大，而且汽轮机抽汽对给水加热时的传热温差要比在锅炉中利用烟气加热时的温差大得多，因而增加了给水加热过程中的不可逆热损失。汽轮机排汽量增加，增加了蒸汽在凝汽器中的放热量，冷源损失增大。所以，高加停运后，机组的热力循环的给水回热循环减弱。两方面的原因造成机组经济性下降十分明显，降低了汽轮发电机的循环热效率，该机组循环热效率由42.36%降低至39.55%。
3 、高加停运对汽轮发电机组的安全性的影响
3.1对汽轮机安全性的影响
高加停运后，#1、2、3段抽汽量为零，若维持机组出力不变，高加抽汽口下游各通流级蒸汽流量增大，静叶压差、动叶轮周功率及轴向推力都将增加，汽轮机监视段压力升高。该机组高加停运后，因各抽汽口蒸汽流量影响抽气口监视段压力变化，其中二段抽汽口处监视段压力升高4.5%，三段抽汽口处监视段压力升高9.2%，四段抽汽口处监视段压力升高7%。停用的抽汽口后的各级叶片、隔板的轴向推力增大，轴向位移增大，汽轮机通流部分动静间隙减小，该机组高加停运后，轴向位移由0.31mm升至0.46mm。机组在高加全停工况运行，若各监视段压力超出TMCR设计工况，则必须对机组出力加以限制，否则将会造成汽轮机部分通流部分受力过大，给汽轮机安全运行造成威胁。高加停运后，通过低压缸的蒸汽流量也会增大，还会使汽轮机末几级蒸汽流量增大，加剧叶片的侵蚀，可能引起机组低压转子振动增大。该机组凝结水流量从1435t/h增加到1547t/h， 由于凝结水量和除氧器的压力增大，防止凝结水泵过负荷也是保证机组安全运行的必要措施。
3.2对锅炉安全性的影响
高加停运后，由于进入锅炉汽包的给水温度降低，该机组给水温度降低96℃，使锅炉各受热面的吸热量发生改变，而且由于锅炉出口蒸汽参数需求不变，省煤器、水冷壁的吸热量需求增大，加上整个汽轮发电机组的循环热效率的降低，使锅炉的燃料量相应增加，本机组高加停运在满负荷工况反平衡煤耗由306kg/kwh增大到330kg/kwh。因给煤量的增加，使通过过热器、再热器的烟气量也明显增大，过热器、再热器的壁温会升高，过热器、再热器的出口蒸汽温度会升高，增大了锅炉四管泄漏的发生率。
4 、高加泄漏的原因
高加泄漏的原因有以下几方面的原因：①设计原因。高加管束设计不合理，入汽挡板位置不合理，造成部分管束振动或长时间受到过度冲刷，寿命降低。②管材不合格或管束焊接、材质有缺陷等。③高加运行方式不当，长期低水位运行或高加投运和停止时温升率或温降率过大，造成金属的热疲劳损伤或热冲击。④高加停止后的保养不恰当，造成高加的化学腐蚀等。
5、结语
高加停运属于汽轮机的非正常运行工况，影响机组的经济性和安全性。运行部门应高度重视高加运行中的参数的监视和控制、停机后的高加的保养、以及机组起停过程中高加温升率、温降率的限制，以确保高加的运行可靠性。设备管理部门应做好对高加的设计审查，管束材质检测，对管束焊接和安装工艺严格把关。生产人员掌握高加停运对汽轮发电机组的安全性和经济性的影响后，有针对性的做好预防、维护工作，提高高加运行的可靠性。
参考文献：
【1】 郑体宽.热力发电厂.北京：水利电力出版社.1986年.
【2】 黄锦涛.300MW火电机组调峰运行经济性分析.热力发电.2000（5）.
【3】 李云飞.高压加热器钢管泄露原因分析. 云南电力技术. 2010，38（6）：63-76.
【4】 作者简介：王同富（1972-），男，黑龙江省桦川县人，高级工程师，从事汽轮机运行分析和优化方面工作。
【关键词】 汽轮机 高压加热器 经济性 安全性
0、 引言
某厂600MW汽轮机型式为亚临界、一次中间再热、三缸四排汽凝汽式汽轮机。加热器设计为三高、四低、一除氧。高压回热加热器（以下简称高加）水侧旁路设计为典型大旁路类型，入口和旁路为一个电动三通截止阀，出口为一个电动闸阀。
1 、高加停运前后有关参数对比
某厂600MW机组THA工况、高加停运前、后的满负荷参数如下表1：
2、 高加停运对汽轮发电机组的经济性的影响
2.1对锅炉运行的经济性的影响
高加停运后，进入锅炉的给水温度降低，尾部受热面的换热介质的温差增大，换热量增大，锅炉的排烟温度降低。该机组高加停运后在满负荷工况下，锅炉排烟温度降低12℃，锅炉效率相应增加了1.4%。由于高加停运，给水温度降低，进入锅炉的给水焓值降低，锅炉若要维持出口蒸汽参数不变，所需燃料量增加，将造成过热器和再热器温度升高，减温水需求量增大，该机组高加停运，主汽一级减温水流量由10t/h增加到49t/h，二级减温水流量由7.4t/h增加到126t/h，再热减温水流量由0t/h增加到28t/h，因锅炉减温水量增加，机组热耗增加0.6%。另外，因高加停运，锅炉燃烧工况的改变，锅炉制粉系统出力增加，对锅炉辅机电率也产生影响，该机组锅炉磨煤机电率增加10.6%，一次风机电率增加18.6%，吸风机电率增加6%，送风机电流增加1%。
2.2对汽轮机运行的经济性的影响
高加停运后，原来从#1、2、3段抽汽进入高压加热器的蒸汽进入汽轮机内做功，高加抽汽下游通流级流量增加，汽轮机的汽耗率降低，汽耗率由3.0kg/kwh降至2.70kg/kwh。进入凝汽器的蒸汽量增加，使冷源損失增加，汽轮机的效率由45.88%降低至42.2%。汽轮机的热耗率相应增加，热耗由7846KJ/kwh升高到8529KJ/kwh。高加停运对汽轮机的辅机电率影响较大的是凝结水泵，凝结水泵出力增大，凝结水泵电率由0.185%增加到0.226%。
2.3对汽轮发电机组循环热效率的影响
在整个热力循环中，高加停运使锅炉给水温度降低，锅炉内烟气与给水的传热温差增大，而且汽轮机抽汽对给水加热时的传热温差要比在锅炉中利用烟气加热时的温差大得多，因而增加了给水加热过程中的不可逆热损失。汽轮机排汽量增加，增加了蒸汽在凝汽器中的放热量，冷源损失增大。所以，高加停运后，机组的热力循环的给水回热循环减弱。两方面的原因造成机组经济性下降十分明显，降低了汽轮发电机的循环热效率，该机组循环热效率由42.36%降低至39.55%。
3 、高加停运对汽轮发电机组的安全性的影响
3.1对汽轮机安全性的影响
高加停运后，#1、2、3段抽汽量为零，若维持机组出力不变，高加抽汽口下游各通流级蒸汽流量增大，静叶压差、动叶轮周功率及轴向推力都将增加，汽轮机监视段压力升高。该机组高加停运后，因各抽汽口蒸汽流量影响抽气口监视段压力变化，其中二段抽汽口处监视段压力升高4.5%，三段抽汽口处监视段压力升高9.2%，四段抽汽口处监视段压力升高7%。停用的抽汽口后的各级叶片、隔板的轴向推力增大，轴向位移增大，汽轮机通流部分动静间隙减小，该机组高加停运后，轴向位移由0.31mm升至0.46mm。机组在高加全停工况运行，若各监视段压力超出TMCR设计工况，则必须对机组出力加以限制，否则将会造成汽轮机部分通流部分受力过大，给汽轮机安全运行造成威胁。高加停运后，通过低压缸的蒸汽流量也会增大，还会使汽轮机末几级蒸汽流量增大，加剧叶片的侵蚀，可能引起机组低压转子振动增大。该机组凝结水流量从1435t/h增加到1547t/h， 由于凝结水量和除氧器的压力增大，防止凝结水泵过负荷也是保证机组安全运行的必要措施。
3.2对锅炉安全性的影响
高加停运后，由于进入锅炉汽包的给水温度降低，该机组给水温度降低96℃，使锅炉各受热面的吸热量发生改变，而且由于锅炉出口蒸汽参数需求不变，省煤器、水冷壁的吸热量需求增大，加上整个汽轮发电机组的循环热效率的降低，使锅炉的燃料量相应增加，本机组高加停运在满负荷工况反平衡煤耗由306kg/kwh增大到330kg/kwh。因给煤量的增加，使通过过热器、再热器的烟气量也明显增大，过热器、再热器的壁温会升高，过热器、再热器的出口蒸汽温度会升高，增大了锅炉四管泄漏的发生率。
4 、高加泄漏的原因
高加泄漏的原因有以下几方面的原因：①设计原因。高加管束设计不合理，入汽挡板位置不合理，造成部分管束振动或长时间受到过度冲刷，寿命降低。②管材不合格或管束焊接、材质有缺陷等。③高加运行方式不当，长期低水位运行或高加投运和停止时温升率或温降率过大，造成金属的热疲劳损伤或热冲击。④高加停止后的保养不恰当，造成高加的化学腐蚀等。
5、结语
高加停运属于汽轮机的非正常运行工况，影响机组的经济性和安全性。运行部门应高度重视高加运行中的参数的监视和控制、停机后的高加的保养、以及机组起停过程中高加温升率、温降率的限制，以确保高加的运行可靠性。设备管理部门应做好对高加的设计审查，管束材质检测，对管束焊接和安装工艺严格把关。生产人员掌握高加停运对汽轮发电机组的安全性和经济性的影响后，有针对性的做好预防、维护工作，提高高加运行的可靠性。
参考文献：
【1】 郑体宽.热力发电厂.北京：水利电力出版社.1986年.
【2】 黄锦涛.300MW火电机组调峰运行经济性分析.热力发电.2000（5）.
【3】 李云飞.高压加热器钢管泄露原因分析. 云南电力技术. 2010，38（6）：63-76.
【4】 作者简介：王同富（1972-），男，黑龙江省桦川县人，高级工程师，从事汽轮机运行分析和优化方面工作。