330 MW直接空冷機(jī)組無輔助汽源的啟動(dòng)方式

汪潮洋，孫建磊，南偉亮，王慧

(河北省電力研究院，河北 石家莊 050021)

0 引言

目前，不少已投產(chǎn)電廠或基建期的電廠基本上都處在單機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)，在機(jī)組突然發(fā)生事故的情況下，采取無備用輔助蒸汽快速恢復(fù)方法可幫助機(jī)組停運(yùn)及恢復(fù)啟動(dòng)。由于種種原因，外部系統(tǒng)恢復(fù)輔助蒸汽的時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)或難以恢復(fù)供汽。在此基礎(chǔ)上，研究熱態(tài)情況下機(jī)組如何利用自身預(yù)熱及過熱、再熱系統(tǒng)的蒸汽實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)在縮短恢復(fù)時(shí)間、減少熱用戶損失和啟動(dòng)成本等有著重要的意義。以某電廠新建330 MW亞臨界直接空冷機(jī)組為例，分析其啟動(dòng)過程。

1 主要系統(tǒng)及設(shè)備

某電廠新建工程機(jī)組選用一次中間再熱、四角噴燃燃燒方式的亞臨界參數(shù)，330MW自然循環(huán)汽包鍋爐，汽輪機(jī)選用一次中間再熱、單軸、雙排汽直接空冷機(jī)組，選用SZL20－1.27/350－AⅢ型鏈條爐排鍋爐為啟動(dòng)鍋爐，制粉系統(tǒng)采用鋼球磨煤機(jī)冷中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)。該工程將最下層4臺(tái)燃燒器設(shè)為等離子燃燒器并設(shè)計(jì)了相關(guān)的輔助系統(tǒng)。主給水系統(tǒng)均采用單元制，給水泵采用2臺(tái)50%汽動(dòng)給水泵+1臺(tái)30%電動(dòng)定速啟動(dòng)給水泵。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置高、低壓2個(gè)輔助蒸汽聯(lián)箱，2臺(tái)機(jī)組的輔助蒸汽聯(lián)箱用母管連接。高、低壓2級(jí)串聯(lián)簡(jiǎn)易電動(dòng)旁路系統(tǒng)，高壓旁路為70%鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量BMCR(Boiler Maximum Continue Rate)容量，低壓旁路為40%BMCR容量。

2 正常情況下的機(jī)組熱態(tài)恢復(fù)過程

在#1機(jī)組整套啟動(dòng)的調(diào)試過程中，由于給粉機(jī)斷粉引起的負(fù)壓大以及汽輪機(jī)振動(dòng)大等原因引起鍋爐主燃料跳閘MFT(Main Fuel Trip)，而啟動(dòng)鍋爐又由于鏈條爐的特點(diǎn)不能很快并入運(yùn)行，有時(shí)被迫等待12 h以上，啟動(dòng)鍋爐的可靠性嚴(yán)重制約著機(jī)組恢復(fù)啟動(dòng)的時(shí)間，以啟動(dòng)鍋爐冷備用為例，整個(gè)恢復(fù)過程如下:

(1)啟動(dòng)鍋爐開始升溫升壓，一般6～8 h可恢復(fù)供汽。

(2)汽封壓力低，為避免缸溫下降過快，必須破壞汽封，停真空系統(tǒng)。

(3)鍋爐側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)風(fēng)機(jī)停運(yùn)。

(4)在輔助蒸汽達(dá)到0.8MPa時(shí)，開始進(jìn)行汽封暖管、空氣預(yù)熱器吹灰暖管、一次風(fēng)暖風(fēng)器暖管和汽動(dòng)給水泵等輔助蒸汽設(shè)施投運(yùn)準(zhǔn)備。

(5)在汽封壓力合適后，啟動(dòng)真空泵建立機(jī)組真空。

(6)在機(jī)組壓力大于9MPa時(shí)，進(jìn)行小汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)，以滿足點(diǎn)火后的上水要求(在鍋爐汽包壓力低于9 MPa時(shí)可以直接啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，利用給水旁路調(diào)門進(jìn)行調(diào)節(jié)為鍋爐上水)。

(7)鍋爐側(cè)啟動(dòng)風(fēng)煙系統(tǒng)，投油啟動(dòng)，待風(fēng)溫合適后，啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)和給粉機(jī)投粉，再進(jìn)行升溫、升壓。

(8)依據(jù)空冷機(jī)組的特點(diǎn)，在熱負(fù)荷低時(shí)，為適應(yīng)空冷系統(tǒng)的防凍要求，只能利用點(diǎn)火排汽及管道疏水提升汽溫。

(9)在負(fù)荷達(dá)到空冷要求時(shí)，通過高、低壓旁路和鍋爐燃燒進(jìn)行沖車參數(shù)調(diào)整。

(10)在參數(shù)達(dá)到要求后，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)帶負(fù)荷運(yùn)行，直至機(jī)組正常運(yùn)行。

在該啟動(dòng)方式下，恢復(fù)機(jī)組運(yùn)行存在著消耗時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性低、停機(jī)和恢復(fù)操作復(fù)雜等問題。為了解決上述問題，根據(jù)機(jī)組的特點(diǎn)，在無輔助汽源的情況下，制訂了機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)計(jì)劃，經(jīng)過調(diào)試期間的多次實(shí)踐，其過程安全、可靠并能縮短啟動(dòng)時(shí)間，而且參數(shù)易于控制。

3 無輔助汽源下機(jī)組的熱態(tài)恢復(fù)過程

相對(duì)正?；謴?fù)過程而言，無輔助汽源的啟動(dòng)過程至少可縮短8 h以上的恢復(fù)時(shí)間，對(duì)于工期要求緊迫或投產(chǎn)后冬季供熱有特殊要求的電廠極為有利。下面簡(jiǎn)要描述一下無輔助汽源的恢復(fù)過程。

(1)鍋爐MFT后主給水關(guān)閉，2臺(tái)汽動(dòng)給水泵均聯(lián)鎖跳閘。由于電動(dòng)給水泵是定速泵，因此，電動(dòng)給水泵在事故狀態(tài)下不聯(lián)鎖啟動(dòng)。

(2)考慮到空冷島對(duì)汽量的要求，在機(jī)組跳閘后，鍋爐恢復(fù)點(diǎn)火前不開低壓旁路，在低壓旁路閉鎖、高壓旁路開的條件下，若有熱工人員強(qiáng)制，可允許開高壓旁路。

(3)打開冷段再熱器至輔助蒸汽聯(lián)箱的管路疏水，由冷段再熱器供輔助蒸汽。

(4)輔助蒸汽至汽封、汽動(dòng)給水泵、空氣預(yù)熱器吹灰器、燃油吹掃等進(jìn)行疏水暖管。

(5)在汽封投入后，系統(tǒng)真空建立，進(jìn)行小汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)，汽動(dòng)給水泵呈極熱態(tài)，很快定速具備上水條件(在汽包壓力不大于9 MPa時(shí)，可直接啟動(dòng)電動(dòng)給水泵)。

(6)在汽包水位正常后，鍋爐進(jìn)行吹掃準(zhǔn)備點(diǎn)火。

(7)啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)鍋爐余熱可使一次風(fēng)溫滿足直接投粉要求;在A層等離子拉弧正常后，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的給粉機(jī)，完成點(diǎn)火。

(8)在整個(gè)恢復(fù)過程中，要有專人對(duì)高壓旁路和冷段再熱器至輔氣聯(lián)箱供汽進(jìn)行調(diào)整，維持輔助蒸汽聯(lián)箱壓力不變(壓力不低于0.8 MPa)，監(jiān)視高壓旁路后的溫度，以避免超溫。

(9)按照機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)曲線的要求，進(jìn)行升溫升壓，在熱負(fù)荷達(dá)到要求后，利用高、低壓旁路將汽溫、汽壓調(diào)整至沖車參數(shù)，完成汽輪機(jī)定速并網(wǎng)、切缸并迅速帶負(fù)荷至空冷防凍負(fù)荷以上，避免長(zhǎng)期在低負(fù)荷下運(yùn)行而使空冷島內(nèi)部結(jié)冰。

4 關(guān)鍵過程分析

(1)在一次溫態(tài)或熱態(tài)啟動(dòng)中，從點(diǎn)火投油到停退全部油槍約消耗20 t燃油，而無輔助蒸汽汽源的啟動(dòng)可實(shí)現(xiàn)等離子直接拉弧點(diǎn)燃煤粉，能節(jié)省燃油20 t，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

(2)無輔助汽源快速恢復(fù)對(duì)空冷機(jī)組至關(guān)重要，無輔助汽源啟動(dòng)可直接投粉使機(jī)組迅速?zèng)_轉(zhuǎn)并網(wǎng)，較短時(shí)間內(nèi)使機(jī)組處于防凍負(fù)荷以上，因機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)，使進(jìn)汽量一直低于防凍流量，避免出現(xiàn)局部結(jié)凍現(xiàn)象。

(3)在機(jī)組恢復(fù)過程中，維持輔助蒸汽聯(lián)箱壓力和溫度，在不撞管的前提下，加快疏水，避免缸體冷卻而出現(xiàn)影響機(jī)組啟動(dòng)的其他因素(如上、下缸溫差大等)。

(4)對(duì)中壓缸啟動(dòng)機(jī)組而言，在機(jī)組并網(wǎng)后切缸前，應(yīng)注意主蒸汽溫度和缸體溫度的差值，溫差過大易引起機(jī)組的軸系振動(dòng)和高壓缸軸系位移偏大，甚至達(dá)到報(bào)警值，從而影響恢復(fù)時(shí)間。

5 結(jié)論

采用無輔助汽源空冷機(jī)組熱態(tài)恢復(fù)方法多次實(shí)踐的結(jié)果表明，該方法簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)。無輔助汽源啟動(dòng)方式的成功應(yīng)用，不僅在縮短恢復(fù)時(shí)間、提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯效果，而且可有效避免由于恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、防凍流量不夠等因素引起的空冷機(jī)組結(jié)凍。

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