600MW機組用汽泵代替電泵啟停機組分析

劉蘋 徐壽友 張驥 張衛(wèi)軍

摘 要：闡述了機組啟停使用電動給水泵的缺點，使用汽動給水泵組的可行性，用汽泵代替電泵啟停機組的意義，以及需注意的問題。

關鍵詞：機組啟停；電動給水泵；汽動給水泵；安全經濟

0 引言

國投宣城發(fā)電有限責任公司#1機組給水系統(tǒng)為典型的配置：兩臺50%容量的汽動給水泵組和1臺30%容量的電動給水泵組。在機組啟停階段，電動給水泵系統(tǒng)在給水流量調節(jié)與使用方面有很大的靈活性，但是，電動給水泵系統(tǒng)相對復雜，故障率較高，由于其具有唯一性，一旦電動給水泵損壞，機組將很難順利實現(xiàn)啟停。而且電泵作為廠用電系統(tǒng)中功率最大的電機，耗電量很大，用汽泵代替電泵啟停機組將大大減少購網電量，降低機組啟停成本。基于上述原因，我們嘗試機組啟停過程中使用汽動給水泵組，保持電泵作為備用。經實踐完全可以實現(xiàn)只使用汽動給水泵組實現(xiàn)機組的停運。機組啟動過程中的上水，冷、熱態(tài)沖洗完全只用汽前泵，啟動過程中盡量減少使用電泵的時間；使用汽動給水泵啟動，能獲得比電動給水泵啟動更好的經濟效益；使用汽動給水泵啟動機組的可行性在2010年C修后的實踐中得到了一定的驗證。在保證機組安全的情況下，也為提高機組的經濟性和可靠性提供了新的方法。

1 機組啟停使用電泵方式的缺點

1.1 電泵系統(tǒng)復雜，事故率高

電動給水泵組由電動機、主給水泵、前置泵、液力耦合器、輔助油泵、冷油器、各冷卻水系統(tǒng)等組成。啟動電動給水泵前，需要做大量的輔助工作，投入冷卻水系統(tǒng)，輔助有系統(tǒng)，電泵電機測量絕緣及送電，電動給水系統(tǒng)的注水，投入機械密封水等工作。電動給水泵啟動之后，需要監(jiān)視電泵組大量的運行參數(shù)，同時增加了維護量。機組啟動起來后，仍然需要啟動汽動給水泵組，增加了啟機的工作量，也增加了事故率。

1.2 電泵電機為6KV大功率電機，啟動時增加其他輔機運行的危險系數(shù)

電泵電機額定功率8200KW，額定電流917A，啟動電流更大，在啟動瞬間使6KV A段電壓由6.42KV降至5.34KV（如下圖），如6KV A段母線電壓不高情況下，將降至更低，其他輔機由于母線電壓低，出力不足，聯(lián)鎖啟動備用設備，或者超電流運行，甚者造成個別輔機跳閘，對機組的安全運行存在一定威脅。

1.3 使用電泵啟停，增大廠用電率和購網電量

電泵額定電流917A，額定功率8200KW，電泵電流450A（平均電流），每小時耗電約4000度。使用電泵啟停機組將大大增加啟停成本，降低經濟性。例如啟機時，用汽前置泵給鍋爐上水，汽前置泵額定電流為66.5A，額定功率560KW，正常給鍋爐上水電流為45A左右，兩泵電流相差10倍。

2 用汽泵代替電泵啟停機組的可行性研究

給水泵汽輪機有高、低壓兩個供汽汽源。正常工作時采用主機四級抽汽作為低壓汽源，當?shù)蛪浩床荒軡M足鍋爐給水流量需要時，可自動切換為冷再熱蒸汽（高壓汽源）供汽，而由于小汽輪機高壓調門線性很差，不能滿足低負荷或機組啟停時對給水流量穩(wěn)定的要求。系統(tǒng)中還有一路來自輔助蒸汽系統(tǒng)的汽動給水泵調試用汽，可以利用這路蒸汽啟動、沖轉小汽機。 可見，要想實現(xiàn)無電泵啟停機組，首先解決的是小汽輪機汽源的問題。

2.1 使用本機組輔助蒸汽汽源

輔汽汽源有三路汽源：正常運行時，用四段抽汽汽源；冷再熱蒸汽作為高壓備用汽源；啟機時，用啟動爐來汽。

停機過程中，在負荷降至300MW以下時，及時切換小機低壓汽源源，由四段抽汽切換至輔汽，原因：一負荷降至300MW，四段抽汽壓力低于0.5Mpa，將影響小汽輪機的出力及調節(jié)的靈活性，二隨著負荷降低，機組運行不安全因素增大，以防四段抽汽逆止門關閉，導致小汽輪機汽源失去而跳閘。所以及時將冷再蒸汽至輔汽投用，維持輔汽壓力穩(wěn)定，使小汽輪機低壓汽源壓力穩(wěn)定，進而使汽泵出力穩(wěn)定。隨著負荷進一步降低，監(jiān)視冷再壓力降低情況，及時開啟高低壓旁路，維持冷再壓力穩(wěn)定。

2010年宣電小修后的啟機，在主機沖轉后中速暖機時，才啟動電泵。因為，當時啟動爐已經停運，小機低壓汽源來自輔汽，輔汽由冷再供汽，為了確保小機的汽源壓力（汽泵出力），低旁的開度相對較小，暖機效果較差，此時才啟動電泵。當時如果有啟動爐供汽或者#2機組（將來#2機組投產后）輔汽汽源，將能保證汽泵出力。

2.2 使用啟動爐來汽

在啟機過程中，由于本廠只有一臺機組，汽泵獲得初始汽源，只能來自啟動鍋爐。啟動爐供給輔汽，輔汽再供給小機供汽。

2.3 使用鄰機輔汽汽源

有兩臺以上機組時，輔汽汽源可以互為備用，能控制輔汽汽源壓力較為平穩(wěn)，輔汽供汽穩(wěn)定。有兩臺以上機組，輔汽有鄰機備用，能完全實現(xiàn)無電泵啟停機，比現(xiàn)在一臺機組無電泵啟停機少很多操作，增加啟停機安全系數(shù)。

3 用汽泵代替電泵啟停機組的意義

3.1 降低廠用電率，提高機組經濟效益

我們宣電#1機組實現(xiàn)了不使用電泵停機，每次停機啟動電泵時間至少為5小時。電泵空載電流230A左右，正常運行平均電流按450A計算，可節(jié)電約2萬度。

啟機時，用汽前置泵給鍋爐上水，汽前泵額定電流為66.5A，額定功率560KW，正常給鍋爐上水電流為45A左右，電泵額定電流917A，額定功率8200KW，電泵電流450A（平均電流）。兩泵電流相差10倍。在2010年C修之后的啟機，鍋爐上水，冷熱態(tài)沖洗至大機沖轉，均沒有啟動電泵，按最保守估計8小時計算，節(jié)省數(shù)萬度廠用電。啟動過程中在滿足機組要求的情況下，抬高冷再蒸汽壓力，盡早沖轉汽泵組，減少電泵運行時間。

3.2 提高機組啟停的靈活性

機組啟動初期時，不使用電泵，而用汽前置泵上水、點火、冷態(tài)沖洗，汽泵進行熱態(tài)沖洗，如有鄰機輔汽，可全程無電泵啟動，這樣增加機組啟動備用泵，為3臺即兩臺汽泵組，一臺電泵。機組啟停動時，電泵作為備用，一旦汽泵組出現(xiàn)故障，電泵啟動，不耽誤整個機組啟停。

3.3 減少事故率，提高機組啟停的安全性可靠性

電泵系統(tǒng)復雜，出現(xiàn)故障的幾率較大，使用汽泵代替電泵，使了電泵事故率下降，進而避免了電泵一旦出現(xiàn)故障，延長啟機時間現(xiàn)象發(fā)生。也不像以前機組啟動時，完全依賴電泵，可以增加機組啟停靈活性與可靠性。

4 利用汽泵代替電泵啟停機組需思考問題

4.1 輔汽汽源的可靠性

單機啟動時，輔助汽源來自啟動爐，對啟動爐安全穩(wěn)定運行要求較高，啟動爐一旦出力不足或者啟動爐主蒸汽參數(shù)不合格，將終止不使用電泵啟動方式。如果啟動爐停止運行，全靠冷再汽源帶動小機，主機中速暖機很難實現(xiàn)。啟停機過程中，通過高低旁開度來控制冷再壓力進而控制輔汽壓力，穩(wěn)定其壓力難度也較大，增加很多操作。輔汽壓力控制偏差大時，將嚴重影響汽泵出力，使給水流量突然增大或突然減少很多，造成爐側調整困難，也可能對小汽輪機造成一定傷害。

如有兩臺機組，用鄰機輔汽供給本機輔汽，汽源有很好的保障與可靠性。

4.2 機組啟動順序調整和水質要求

由于汽動給水泵啟動牽涉到的系統(tǒng)相對較多，機組啟動初期，一些系統(tǒng)與設備的投用順序應有所調整。如開式水可推遲二至四小時啟動，更利于節(jié)電。但使用汽前泵上水水質不合格時可能會造成汽泵機械密封卡澀，故凝結水系統(tǒng)沖洗必須按規(guī)程要求進行，保證水質合格。

4.3 考驗運行人員操作及事故處理能力

利用汽泵代替電泵啟停機組，是在機組非設計方案下進行的，在實際操作中，存在著一些非正常的工作條件，要求運行無論對熱工邏輯，還是系統(tǒng)設備控制特性要非常清楚。對高低旁調整幅度及影響和再熱汽溫的控制心中有數(shù)。必須熟練掌握如機組啟停過程中汽泵跳閘，電泵聯(lián)啟或不聯(lián)啟等一系列事故處理方法。

5 結束語

利用汽泵代替電泵啟停機組，降低了廠用電率，減少了購網電量，提高經濟效率和降低生產成本，是電廠節(jié)能的一個重要舉措。同時豐富了機組的啟停方式，減少了機組啟停時對電泵的依賴，提高機組啟停的靈活性和安全可靠性。

參考文獻：

[1]國投宣電集控運行規(guī)程[S].2010（08）.

[2]張海翔，660MW超臨界機組汽泵替代電泵啟動研究與應用[J].沈陽工程學院學報，2010.