300MW機(jī)組無電動(dòng)給水泵運(yùn)行方案

王平波

（湖北華電襄陽發(fā)電有限公司，湖北襄陽 441100）

300MW機(jī)組無電動(dòng)給水泵運(yùn)行方案

王平波

（湖北華電襄陽發(fā)電有限公司，湖北襄陽 441100）

電動(dòng)給水泵功率較大，降低其使用率可有效降低廠用電率。通過對(duì)機(jī)組增加一路輔助汽源，可擴(kuò)大汽動(dòng)給水泵的工作范圍，在機(jī)組啟動(dòng)和停止階段替代電動(dòng)給水泵，從而減少?gòu)S用電；同時(shí)，在事故處理中可以減少機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間。某300MW火電機(jī)組實(shí)踐證明，輔助汽源引入手段可有效減少電動(dòng)給水泵電耗，提高機(jī)組運(yùn)行可靠性。

電動(dòng)給水泵；汽動(dòng)給水泵；再循環(huán)閥門；300MW火電機(jī)組

1 問題的提出

近年來，火力發(fā)電行業(yè)發(fā)電成本不斷攀升，各電廠之間的上網(wǎng)電量競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。有效提高上網(wǎng)電量，降低廠用電率，是每一個(gè)發(fā)電廠所面臨的重要課題。

廠用電率包括供電廠用電率和發(fā)電廠用電率，發(fā)電廠用電率是指發(fā)電消耗的電量和發(fā)電量的比值，發(fā)電消耗的電量包括各種風(fēng)機(jī)、油泵、給水泵、磨煤機(jī)等部件發(fā)電過程中產(chǎn)生的電耗。湖北華電襄陽發(fā)電有限公司一期工程4×330MW燃煤機(jī)組，給水泵的配置是2臺(tái)50%額定容量的汽動(dòng)給水泵（以下簡(jiǎn)稱汽泵）和1臺(tái)50%額定容量的電動(dòng)給水泵（以下簡(jiǎn)稱電泵），給水泵主要參數(shù)見表1。

表1 給水泵主要參數(shù)

湖北地處華中地區(qū)，水力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量大，受雨水影響較大，火電廠主要用于調(diào)峰，啟、停次數(shù)比較頻繁，平均每年啟、停達(dá)40多次，電泵的運(yùn)行主要集中在機(jī)組啟、停階段和事故處理階段。電泵功率較大，高達(dá)5500 kW，對(duì)降低廠用電率具有舉足輕重的作用。本文主要分析減少電泵運(yùn)行時(shí)間對(duì)廠用電率的影響。

2 原設(shè)計(jì)方案

在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，2臺(tái)汽泵運(yùn)行，電泵作為啟、停機(jī)及正常運(yùn)行中的備用泵。汽泵的用汽來自四段抽汽和主蒸汽，由于主蒸汽參數(shù)（溫度540℃、壓力16.700MPa）與四段抽汽參數(shù)（溫度337℃，壓力0.825MPa）相差太大，為了防止小汽輪機(jī)由于溫差過大而產(chǎn)生熱應(yīng)力或壓力過高而造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定，自投產(chǎn)以來，主蒸汽汽源一直沒有投入使用。在機(jī)組啟動(dòng)初始階段，由于沒有低壓汽源，一般采用電泵供水；機(jī)組并網(wǎng)以后，在機(jī)組負(fù)荷達(dá)到90MW時(shí)開始沖轉(zhuǎn)小汽輪機(jī)，負(fù)荷達(dá)到120MW時(shí)將第1臺(tái)汽泵并入系統(tǒng)運(yùn)行，負(fù)荷達(dá)到150MW時(shí)并入第2臺(tái)汽泵，并將電泵退出系統(tǒng)運(yùn)行；在停機(jī)過程中，同樣的原因，在低負(fù)荷階段，由于低壓汽源不足，采用電泵供水。

相關(guān)邏輯為：汽泵跳閘電泵聯(lián)動(dòng)→給水流量小于130 t／h時(shí)強(qiáng)開再循環(huán)→給水流量大于260 t／h時(shí)強(qiáng)關(guān)再循環(huán)→再循環(huán)關(guān)閉，給水流量小于130 t／h聯(lián)跳汽泵→鍋爐主燃料跳閘（MFT）動(dòng)作，跳閘汽泵聯(lián)啟電泵。

3 熱力系統(tǒng)改進(jìn)方案

原低壓汽源熱力系統(tǒng)如圖1所示。該廠每臺(tái)機(jī)組都配有1個(gè)輔汽聯(lián)箱，其工作壓力為0.60～0.85 MPa，輔汽來源為四段抽汽和全廠輔汽母管供汽，正常運(yùn)行中為四段抽汽供汽，機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)及事故情況下為輔汽母管供汽。輔汽母管汽源為相鄰機(jī)組的冷段再熱蒸汽，冷段再熱蒸汽壓力為2～3MPa，溫度為320℃，完全能夠作為小汽輪機(jī)的汽源。為了保證機(jī)組在四段抽汽汽源不足的情況下也能使小汽輪機(jī)運(yùn)行，從輔汽聯(lián)箱引入一路汽源作為啟、停機(jī)時(shí)的汽源。相關(guān)熱力系統(tǒng)如圖2所示，其疏水直接排入疏水?dāng)U容器，能滿足啟動(dòng)及運(yùn)行中熱備用的要求。

4 系統(tǒng)技術(shù)改造后的運(yùn)行控制方案

4.1 啟動(dòng)階段

圖1 原低壓汽源熱力系統(tǒng)

圖2 相關(guān)熱力系統(tǒng)

汽泵前置泵的入口壓力為0.998MPa，出口壓力為1.435MPa，揚(yáng)程為49.5m，除氧器布置在水平面上24.0m，前置泵可以將水送到73.5m位置，而鍋爐汽包中心線在豎直方向上64.3m，在鍋爐上水階段，完全可以采用前置泵進(jìn)行上水。但是由于前置泵與汽泵在同一管道系統(tǒng)中，在上水時(shí)應(yīng)將汽泵系統(tǒng)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)投入運(yùn)行，并強(qiáng)制再循環(huán)的強(qiáng)開、強(qiáng)關(guān)信號(hào)，否則如果再循環(huán)開啟水將無法送到汽包。一般在鍋爐點(diǎn)火之前需要建立真空，真空建立之后即可將小汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)起來，在初始階段轉(zhuǎn)速一般維持在2000 r／min。在初始階段鍋爐不需要上水，此時(shí)為了保護(hù)汽泵，防止汽泵汽蝕，應(yīng)將再循環(huán)強(qiáng)開強(qiáng)制信號(hào)恢復(fù)，但由于汽泵不可能像電泵那樣隨時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，所以強(qiáng)關(guān)強(qiáng)制信號(hào)保留，采用手動(dòng)控制，采用再循環(huán)與汽包上水調(diào)節(jié)門配合調(diào)節(jié)汽包水位，根據(jù)汽包壓力調(diào)節(jié)汽泵轉(zhuǎn)速，且應(yīng)避開小汽輪機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速。隨著蒸汽流量的建立、負(fù)荷的升高，逐步提高汽泵轉(zhuǎn)速到達(dá)3 100 r／min以上，并投入鍋爐自動(dòng)運(yùn)行方式，使汽泵轉(zhuǎn)速配合上水旁路調(diào)節(jié)汽包水位。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到60MW以后開啟四段抽汽汽源，此時(shí)小汽輪機(jī)采用輔汽與四段抽汽聯(lián)合供汽。當(dāng)負(fù)荷到達(dá)120MW時(shí)可將另一臺(tái)汽泵沖轉(zhuǎn)起來，準(zhǔn)備并入系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)過程中無電泵運(yùn)行。

4.2 停機(jī)階段

接到停機(jī)命令后，應(yīng)做好小汽輪機(jī)雙汽源運(yùn)行的準(zhǔn)備。當(dāng)負(fù)荷下降到150MW時(shí)，將輔汽供小汽輪機(jī)汽源電動(dòng)門打開，實(shí)現(xiàn)雙汽源供汽。當(dāng)負(fù)荷降到120MW以下時(shí)，可將1臺(tái)汽泵退出運(yùn)行，采用1臺(tái)汽泵調(diào)節(jié)水位，此時(shí)應(yīng)注意防止汽包水位大幅波動(dòng)，應(yīng)將再循環(huán)門強(qiáng)關(guān)信號(hào)強(qiáng)制。負(fù)荷下降到90 MW以下或汽泵轉(zhuǎn)速下降到3 100 r／min時(shí)，使汽泵轉(zhuǎn)速、上水調(diào)門及再循環(huán)系統(tǒng)配合調(diào)節(jié)水位。在MFT動(dòng)作以前，應(yīng)將MFT聯(lián)跳小汽輪機(jī)信號(hào)解除，實(shí)現(xiàn)MFT動(dòng)作以后用汽泵向汽包上水，水滿以后停止汽泵運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)停機(jī)過程中無電泵運(yùn)行。

4.3 事故處理階段

當(dāng)運(yùn)行中1臺(tái)汽泵因故障需要檢修時(shí)，可以采用雙汽源供汽，需打開臨機(jī)供輔汽聯(lián)箱汽源，此時(shí)1臺(tái)電泵、1臺(tái)汽泵運(yùn)行。使汽泵出力大于電泵，以減少電泵的電耗量，還可避免因電泵跳閘而導(dǎo)致MFT動(dòng)作。在汽源充足的情況下，單臺(tái)汽泵的出水流量可達(dá)600 t／h，完全可以滿足機(jī)組帶負(fù)荷在150MW以上安全、穩(wěn)定運(yùn)行。故當(dāng)1臺(tái)汽泵及1臺(tái)電泵運(yùn)行時(shí)，電泵跳閘后，如果能快速減負(fù)荷至150MW左右，完全可以避免MFT動(dòng)作，防止機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)。

5 結(jié)論

綜合上述分析，采用正確的操作方法，完全可以避免在機(jī)組的啟、停階段運(yùn)行電泵，這將節(jié)約大量的廠用電量，對(duì)降低廠用電率做出很大貢獻(xiàn)，在防止機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)方面起著重要作用。此措施在湖北華電襄陽電發(fā)電有限公司取得了顯著效果。按照平均啟、停1次電泵需要運(yùn)行10h計(jì)算，需要消耗電量大約為3.3×104kW·h，1年按30次計(jì)算則需9.9× 105kW·h，按目前上網(wǎng)電價(jià)0.41元／（kW·h）計(jì)算，可節(jié)約40萬元左右，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

［1］郭立君.泵與風(fēng)機(jī)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

［2］章德龍.單元機(jī)組集控運(yùn)行［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，1993.

［3］鄭體寬.熱力發(fā)電廠［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2001.

（本文責(zé)編：弋洋）

TM 621.2

：B

：1674-1951（2015）06-0052-02

王平波（1976—），男，湖北宜昌人，工程師，從事火力發(fā)電及電力生產(chǎn)方面的工作（E-mail：air_island＠163.com）。

2014-03-11；

2014-11-26