600?MW超臨界機(jī)組鄰機(jī)加熱啟動(dòng)技術(shù)

夏 靜

（中電投河南電力有限公司開(kāi)封發(fā)電分公司，河南 開(kāi)封 475002）

600?MW超臨界機(jī)組鄰機(jī)加熱啟動(dòng)技術(shù)

夏 靜

（中電投河南電力有限公司開(kāi)封發(fā)電分公司，河南 開(kāi)封 475002）

介紹了某600 MW超臨界機(jī)組鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)，闡述了設(shè)置鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)的目的、方案、運(yùn)行方式、聯(lián)鎖與保護(hù)功能，并對(duì)實(shí)施改造后節(jié)約啟動(dòng)時(shí)間、節(jié)省成本的效果進(jìn)行了分析。

直流爐；冷態(tài)沖洗；鄰機(jī)加熱

1 概述

某電廠2×600 MW汽輪機(jī)是東方汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、純凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N600-24.2/566/566；其鍋爐采用東方鍋爐廠有限責(zé)任公司制造的DG1900/25.4-Ⅱ1型超臨界變壓本生型直流鍋爐。

該電廠1，2號(hào)機(jī)組分別于2009年1月和3月投入商業(yè)化運(yùn)行。2012年4月，通過(guò)技術(shù)改造，電廠機(jī)組利用鄰機(jī)蒸汽加熱實(shí)施啟動(dòng)，達(dá)到了節(jié)約啟動(dòng)時(shí)間、減少啟動(dòng)能耗的目的。

2 鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)

由于直流爐對(duì)水質(zhì)要求較嚴(yán)格，為保證鍋爐受熱面內(nèi)表面清潔，對(duì)停運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)(一般超過(guò)150 h)的機(jī)組應(yīng)進(jìn)行鍋爐清洗。鍋爐清洗的主要目的是清除沉積在受熱面內(nèi)表面上的雜質(zhì)、鹽分和腐蝕生成的氧化鐵等污垢。鍋爐清洗包括冷態(tài)沖洗和熱態(tài)沖洗2個(gè)階段。

2.1 冷態(tài)沖洗

機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，鍋爐要首先進(jìn)行冷態(tài)沖洗。冷態(tài)沖洗過(guò)程中，啟動(dòng)給水泵，并隨著水冷壁溫的升高逐步提高給水溫度，保持給水溫度始終高于水冷壁溫40～50 ℃。當(dāng)省煤器入口水質(zhì)電導(dǎo)率小于1 μS/cm、Fe離子濃度小于100 μg/L、pH值為9.3～9.5時(shí)，冷態(tài)沖洗結(jié)束。

2.2 熱態(tài)沖洗

鍋爐冷態(tài)清洗結(jié)束后，開(kāi)始點(diǎn)火。當(dāng)啟動(dòng)分離器入口溫度達(dá)到190 ℃(此時(shí)水中的溶解物濃度最大)時(shí)，鍋爐開(kāi)始熱態(tài)沖洗。當(dāng)省煤器入口給水Fe離子濃度不大于50 μg/L時(shí)，熱態(tài)沖洗結(jié)束。

在沒(méi)有鄰機(jī)加熱系統(tǒng)的情況下，鍋爐冷態(tài)沖洗完成后，需啟動(dòng)鍋爐燃油系統(tǒng)。鍋爐點(diǎn)火后，隨工質(zhì)溫度的逐漸升高，鍋爐升壓。將壓力控制在要求的范圍內(nèi)，進(jìn)行熱態(tài)清洗，并監(jiān)測(cè)循環(huán)水質(zhì)，待蒸汽品質(zhì)合格后方可進(jìn)行汽機(jī)沖轉(zhuǎn)。查詢(xún)汽機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)曲線可知，從鍋爐點(diǎn)火到機(jī)組并網(wǎng)約需12 h。

3 鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)

3.1 設(shè)置鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)的目的

設(shè)置鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)是為了在無(wú)需鍋爐點(diǎn)火的情況下，通過(guò)鄰機(jī)加熱汽源提高鍋爐給水溫度，從而達(dá)到鍋爐熱態(tài)沖洗所要求的溫度，使鍋爐在點(diǎn)火時(shí)已處于“熱爐、熱風(fēng)”的熱環(huán)境。

3.2 鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)置方案

在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，采用通過(guò)鄰機(jī)冷再熱蒸汽加熱啟動(dòng)機(jī)組2號(hào)高壓加熱器給水的方案，達(dá)到熱態(tài)沖洗水溫的要求。

根據(jù)汽輪機(jī)廠家在不同工況下冷再熱蒸汽最大抽汽量的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)機(jī)組在100 %THA(汽輪機(jī)熱耗保證)工況、75 %THA工況及50 %THA工況下抽汽量的計(jì)算(不同工況下對(duì)應(yīng)的抽汽參數(shù)見(jiàn)表1)，確定抽汽管徑大小。

通過(guò)抽汽量計(jì)算，鄰機(jī)加熱管道采用規(guī)格為Ф219×12 mm的碳鋼管，在鄰機(jī)負(fù)荷達(dá)75 %THA工況以上時(shí)，可滿(mǎn)足將給水加熱至190 ℃的需要。

通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)位置查看，確定設(shè)置方案為選取2臺(tái)機(jī)組冷再熱蒸汽至給水泵小汽輪機(jī)供汽母管(Ф377×22 mm)引出支管連接至各機(jī)2號(hào)高壓加熱器，母管增加氣控止回閥。

表1 不同工況下對(duì)應(yīng)的抽汽參數(shù)

3.3 鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行

3.3.1 運(yùn)行方式

在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，首先啟動(dòng)機(jī)組除氧器再沸騰加熱給水，隨之啟動(dòng)給水泵進(jìn)行冷態(tài)沖洗，直至除氧器水溫達(dá)到110 ℃。在此期間啟動(dòng)機(jī)組建立真空，并進(jìn)行鄰機(jī)冷再熱蒸汽來(lái)汽管道至啟動(dòng)機(jī)組2號(hào)高壓加熱器的暖管、預(yù)熱。然后逐漸加大通向2號(hào)高壓加熱器的進(jìn)汽量，將鍋爐進(jìn)水溫度提升至190 ℃左右時(shí)，進(jìn)行熱態(tài)沖洗并完成對(duì)鍋爐省煤器、水冷壁、分離器以及水系統(tǒng)聯(lián)箱的預(yù)暖和升溫。熱態(tài)沖洗完成后點(diǎn)火啟動(dòng)鍋爐。在整個(gè)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，鄰機(jī)冷再熱蒸汽可一直對(duì)2號(hào)高壓加熱器進(jìn)行加熱，在鄰機(jī)不滿(mǎn)足抽汽要求或啟動(dòng)機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷后，再進(jìn)行2號(hào)高壓加熱器的進(jìn)汽切換操作。

3.3.2 操作注意事項(xiàng)

(1) 2號(hào)高壓加熱器汽側(cè)投入時(shí)，注意控制加熱器溫升率應(yīng)不大于2 ℃/min。

(2) 鄰機(jī)加熱管道暖管時(shí)，注意監(jiān)視鄰機(jī)加熱管道壁溫變化情況，加強(qiáng)就地檢查，防止管道振動(dòng)。

(3) 鄰機(jī)加熱蒸汽投入后，注意鄰機(jī)一、二段監(jiān)視段壓力差值不得超限，否則控制本機(jī)2號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門(mén)的開(kāi)度，防止鄰機(jī)高壓缸末級(jí)葉片過(guò)負(fù)荷。

(4) 鄰機(jī)加熱系統(tǒng)投入后，注意控制本機(jī)2號(hào)高壓加熱器水位，并投入機(jī)側(cè)疏水?dāng)U容器減溫水。

3.4 聯(lián)鎖與保護(hù)

設(shè)置鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)后，為確保機(jī)組安全運(yùn)行，應(yīng)增加以下聯(lián)鎖與保護(hù)。

3.4.1 聯(lián)鎖條件

冷再熱蒸汽逆止閥、鄰機(jī)加熱蒸汽電動(dòng)門(mén)在本機(jī)汽輪機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)跳閘、OPC(用于過(guò)程控制的OLE)動(dòng)作時(shí)，鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)閉。

3.4.2 報(bào)警條件

根據(jù)汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)說(shuō)明，當(dāng)鄰機(jī)一段、二段抽汽壓力差值大于2.614 MPa時(shí)，鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)報(bào)警。

4 實(shí)施鄰機(jī)加熱啟動(dòng)后的效果

實(shí)施鄰機(jī)加熱啟動(dòng)后，機(jī)組啟動(dòng)從點(diǎn)火到并網(wǎng)約需8 h，整體啟動(dòng)時(shí)間節(jié)約了4 h。除去鄰機(jī)用汽量，每次冷態(tài)啟動(dòng)可節(jié)約標(biāo)煤約50 t，節(jié)約助燃用油10 t，節(jié)省廠用電約18 000 kW，達(dá)到了預(yù)期效果。

5 結(jié)論

采用鄰機(jī)加熱啟動(dòng)方式后，大大降低了機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程所需的燃料量，同時(shí)也減少了廠用電，顯著降低了整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程所消耗的能源總量和啟動(dòng)總成本。

采用鄰機(jī)加熱啟動(dòng)技術(shù)不僅將鍋爐由原來(lái)的冷態(tài)啟動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闇貞B(tài)啟動(dòng)，并且使煙風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行條件更優(yōu)于溫態(tài)啟動(dòng)，改善了鍋爐的點(diǎn)火和穩(wěn)燃條件。同時(shí)，該啟動(dòng)方式對(duì)于鍋爐氧化皮的產(chǎn)生有一定的抑制作用，顯著提高了機(jī)組啟動(dòng)的安全性。

1 李 青，張興營(yíng)，徐光照．火力發(fā)電廠生產(chǎn)指標(biāo)管理手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2007.

2014-03-05。

夏 靜(1980-)，女，工程師，主要從事600 MW汽輪機(jī)運(yùn)行、檢修及汽機(jī)專(zhuān)業(yè)設(shè)備技術(shù)改造等工作，email：kfdcx@163.com。