龍灣燃機電站300 MW聯合循環發電設備，由2臺100 MW等級燃氣輪機、2臺額定蒸發量為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CMT供貨，公用1臺除氧器。聯合循環機組分別于1999年4月15日開始調試至5月13日止72 h加24 h滿負荷試運結束，5月14日投入試生產。本文就聯合循環調試中出現的除氧器超壓問題進行討論。
1 問題的提出

　　龍灣電廠余熱鍋爐，為單壓、強制循環鍋爐，垂直布置。在鍋爐尾部布置了低壓蒸發器與除氧器構成低壓強制循環，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現除氧器壓力不斷升高，若對煙氣檔板進行調節，開度小時，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，即使全開除氧器至凝汽器進行泄壓，除氧器壓力仍然在0．5 MPa左右，安全門經常動作，降低燃氣輪機負荷亦無效，運行調整困難。當聯合循環進入整套啟動調試階段，燃機負荷在35 MW至75 MW對應聯合循環出力在220 MW的范圍內，除氧器壓力仍然超限。當時包括外方在內的專家提出許多措施，如增加除氧器至凝汽器排放容量、減少低壓循環泵流量（加節流孔）犧牲排煙溫度以減少低壓蒸發器吸熱等措施，因種種原因未能實施，直到聯合循環工程驗收時仍作為遺留問題之一。

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（改變進口導葉）排氣溫度變化時余熱鍋爐各受熱面吸熱變化情況。圖1是工質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（pinch point），表示高壓蒸發器出口煙溫與汽包飽和溫度之間的傳熱溫差，工況變動時該傳熱溫差基本不變，當燃機排氣溫度變化時燃氣溫度線撓D點轉動。排氣溫度降低時（圖中虛線所示），線越平坦，過熱器吸熱減少，省煤器及低壓蒸發器吸增加，排煙溫度升高，燃機排氣熱量利用程度低，反之亦然。運行經驗表明，當燃機排氣溫度在426.7℃（800°F）以上時低壓蒸發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

　　在聯合循環調試初期，燃機仍然采用單循環的溫控方式，由圖2可以看出，在單循環方式下，當燃機排氣溫度達到371．1℃（700°F）時，燃機進口導葉開始開啟，隨著燃機負荷的增加，進口導葉直至開至84°的最大角度，對應燃機負荷在70 MW，也就是說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排氣溫度上升沿DB線進入溫控。
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的溫控方式決定。當然可以直接將燃機投入聯合循環溫控以提高燃機部分負荷下的排氣溫度，實際上在調試初期燃機投過一次聯合循環溫控，當時燃機負荷接近85 MW時排氣溫度達到545℃，余熱鍋爐側出口主蒸汽溫度已達到500℃，汽機側進口溫度超過487℃的額定溫度，外方專家又改回單循環的溫控方式。因此GE提供的二種溫控方式都不能滿足現場要求。也就是說，單循環的溫控方式使除氧器超壓；聯合循環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行修改，但無論如何修改后的TTRX（允許溫度）不應高于原始值，否則將引起燃機透平進口溫度超限。

　　根據GE提供的溫控線：TTRX＝110°F－1．735×（CPD－97．2），可供修改的常數有2個，即增加斜率（1．732）和左移拐點（97．2），但燃機的最高出力也因溫控線左移而下降，顯然是不足取的。然而可以通過修改單循環時溫控常數來實現，改變單循環時溫控常數相當于將圖2中AB線上下平移，只要將AB線平移至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。這樣避開了聯合循環溫控方式下排氣溫度的峰值，實際運行中是通過修改單循環溫控常數（CSKGVSSR）來實現的，考慮到減溫水的降幅、燃氣與蒸汽的傳熱溫差，將這個常數值定在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問題。
4 結束語

　　龍灣電廠汽輪機與余熱鍋爐來自不同的供貨商，當主參數不匹配時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與聯合循環之間。其透平進口溫度也介于這二者之間，而不會對燃機有任何的影響，相反由于進口透平溫度的降低，延長了通流部分的壽命，直至2000年10月，2臺燃機的累計運行時間已達12000 h，對燃機進行了孔探儀檢查，2號燃機一切正常，1號燃機一級噴嘴觀察到一條很細的裂紋，相對于同類型機組出現裂紋的時間，至少延長了6000 h。這種變通的方式也極大地方便了運行的并爐操作，縮短了并爐的時間，同時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，提高了負荷變動能力。缺點是這種變通的溫控方式影響了聯合循環的效率。由于這種影響只是在某一負荷段內才發生。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。

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