龍灣燃機電站300 MW聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設備，由2臺100 MW等級燃氣輪機、2臺額定蒸發(fā)量為177t／h的單壓余熱鍋爐及1臺100 MW純凝汽式汽輪機組成，其中燃氣輪機及汽輪機由GE供貨，控制系統為GEMARKV，2臺余熱鍋爐由比利時(shí)CMT供貨，公用1臺除氧器。聯(lián)合循環(huán)機組分別于1999年4月15日開(kāi)始調試至5月13日止72 h加24 h滿(mǎn)負荷試運結束，5月14日投入試生產(chǎn)。本文就聯(lián)合循環(huán)調試中出現的除氧器超壓?jiǎn)?wèn)題進(jìn)行討論。
1 問(wèn)題的提出

　　龍灣電廠(chǎng)余熱鍋爐，為單壓、強制循環(huán)鍋爐，垂直布置。在鍋爐尾部布置了低壓蒸發(fā)器與除氧器構成低壓強制循環(huán)，除氧器為內置除氧式，設計工作壓力0．42 MPa，最高0．5 MPa，余熱鍋爐投入運行后發(fā)現除氧器壓力不斷升高，若對煙氣檔板進(jìn)行調節，開(kāi)度小時(shí)，雖能降低除氧器壓力，但鍋爐升壓速度太慢；按正常的升壓速度，即使全開(kāi)除氧器至凝汽器進(jìn)行泄壓，除氧器壓力仍然在0．5 MPa左右，安全門(mén)經(jīng)常動(dòng)作，降低燃氣輪機負荷亦無(wú)效，運行調整困難。當聯(lián)合循環(huán)進(jìn)入整套啟動(dòng)調試階段，燃機負荷在35 MW至75 MW對應聯(lián)合循環(huán)出力在220 MW的范圍內，除氧器壓力仍然超限。當時(shí)包括外方在內的專(zhuān)家提出許多措施，如增加除氧器至凝汽器排放容量、減少低壓循環(huán)泵流量（加節流孔）犧牲排煙溫度以減少低壓蒸發(fā)器吸熱等措施，因種種原因未能實(shí)施，直到聯(lián)合循環(huán)工程驗收時(shí)仍作為遺留問(wèn)題之一。

2 原因分析
2．1 余熱鍋爐的傳熱特性

　　傳熱特性就是燃機負荷（輸入燃料量）不變情況下，燃機（改變進(jìn)口導葉）排氣溫度變化時(shí)余熱鍋爐各受熱面吸熱變化情況。圖1是工質(zhì)溫度隨流程的變化規律，方框部分的大小表示各受熱面的吸熱量，D是窄點(diǎn)（pinch point），表示高壓蒸發(fā)器出口煙溫與汽包飽和溫度之間的傳熱溫差，工況變動(dòng)時(shí)該傳熱溫差基本不變，當燃機排氣溫度變化時(shí)燃氣溫度線(xiàn)撓D點(diǎn)轉動(dòng)。排氣溫度降低時(shí)（圖中虛線(xiàn)所示），線(xiàn)越平坦，過(guò)熱器吸熱減少，省煤器及低壓蒸發(fā)器吸增加，排煙溫度升高，燃機排氣熱量利用程度低，反之亦然。運行經(jīng)驗表明，當燃機排氣溫度在426.7℃（800°F）以上時(shí)低壓蒸發(fā)器的吸熱能保證除氧器壓力在設計范圍內。
　

　

2．3 除氧器壓力升高原因

　　在聯(lián)合循環(huán)調試初期，燃機仍然采用單循環(huán)的溫控方式，由圖2可以看出，在單循環(huán)方式下，當燃機排氣溫度達到371．1℃（700°F）時(shí)，燃機進(jìn)口導葉開(kāi)始開(kāi)啟，隨著(zhù)燃機負荷的增加，進(jìn)口導葉直至開(kāi)至84°的最大角度，對應燃機負荷在70 MW，也就是說(shuō)在此段負荷范圍內燃機排氣溫度始終低于或等于371．1℃（700°F）。由前面的討論可知，在此段負荷范圍內燃機排氣溫度太低余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器吸熱偏大是造成除氧器壓力升高的根本原因。燃機負荷繼續增加時(shí)排氣溫度上升沿DB線(xiàn)進(jìn)入溫控。
3 解決的辦法

　　根據前面的分析可知，除氧器壓力升高的根本原因是因為燃機排氣溫度太低，但排氣溫度變化由GE的溫控方式?jīng)Q定。當然可以直接將燃機投入聯(lián)合循環(huán)溫控以提高燃機部分負荷下的排氣溫度，實(shí)際上在調試初期燃機投過(guò)一次聯(lián)合循環(huán)溫控，當時(shí)燃機負荷接近85 MW時(shí)排氣溫度達到545℃，余熱鍋爐側出口主蒸汽溫度已達到500℃，汽機側進(jìn)口溫度超過(guò)487℃的額定溫度，外方專(zhuān)家又改回單循環(huán)的溫控方式。因此GE提供的二種溫控方式都不能滿(mǎn)足現場(chǎng)要求。也就是說(shuō)，單循環(huán)的溫控方式使除氧器超壓；聯(lián)合循環(huán)的溫控方式使汽機超溫。若能找到一種折中辦法，使燃機排氣溫度處于高、低限之間，就必須對燃機的溫控方式進(jìn)行修改，但無(wú)論如何修改后的TTRX（允許溫度）不應高于原始值，否則將引起燃機透平進(jìn)口溫度超限。

　　根據GE提供的溫控線(xiàn)：TTRX＝110°F－1．735×（CPD－97．2），可供修改的常數有2個(gè)，即增加斜率（1．732）和左移拐點(diǎn)（97．2），但燃機的最高出力也因溫控線(xiàn)左移而下降，顯然是不足取的。然而可以通過(guò)修改單循環(huán)時(shí)溫控常數來(lái)實(shí)現，改變單循環(huán)時(shí)溫控常數相當于將圖2中AB線(xiàn)上下平移，只要將AB線(xiàn)平移至426．7℃（800°F）溫度以上就行，如移至CD位置。

　　修改后燃機溫度的變化規律是OACDF線(xiàn)。這樣避開(kāi)了聯(lián)合循環(huán)溫控方式下排氣溫度的峰值，實(shí)際運行中是通過(guò)修改單循環(huán)溫控常數（CSKGVSSR）來(lái)實(shí)現的，考慮到減溫水的降幅、燃氣與蒸汽的傳熱溫差，將這個(gè)常數值定在510℃（950°F），對應的主汽溫度在487℃。采用修改的溫控方式后，解決了困擾已久的除氧器超壓?jiǎn)?wèn)題。
4 結束語(yǔ)

　　龍灣電廠(chǎng)汽輪機與余熱鍋爐來(lái)自不同的供貨商，當主參數不匹配時(shí)我們采取了修改控制方式予以解決。這種變通的溫控方式對應的排氣溫度介于單循環(huán)與聯(lián)合循環(huán)之間。其透平進(jìn)口溫度也介于這二者之間，而不會(huì )對燃機有任何的影響，相反由于進(jìn)口透平溫度的降低，延長(cháng)了通流部分的壽命，直至2000年10月，2臺燃機的累計運行時(shí)間已達12000 h，對燃機進(jìn)行了孔探儀檢查，2號燃機一切正常，1號燃機一級噴嘴觀(guān)察到一條很細的裂紋，相對于同類(lèi)型機組出現裂紋的時(shí)間，至少延長(cháng)了6000 h。這種變通的方式也極大地方便了運行的并爐操作，縮短了并爐的時(shí)間，同時(shí)在較寬的負荷范圍內排氣溫度（汽機汽溫）變化少，汽機負荷完全可以跟隨燃機，提高了負荷變動(dòng)能力。缺點(diǎn)是這種變通的溫控方式影響了聯(lián)合循環(huán)的效率。由于這種影響只是在某一負荷段內才發(fā)生。因此必須更深入研究以找出燃機壽命與效率之間的平衡點(diǎn)。

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