淺談600MW超臨界直流鍋爐不用爐水泵啟機(jī)的可行性

【摘要】在直流鍋爐啟動過程中，在初期蒸汽經(jīng)啟動分離器進(jìn)行汽水分離，部分爐水至分離器、儲水箱經(jīng)爐水泵循環(huán)至省煤器入口，再次參與爐水循環(huán)，爐水泵在鍋爐啟動系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)爐水泵故障情況下，由于檢修周期長，將影響機(jī)組啟動時間，為此探求我廠鍋爐不用爐水泵啟動鍋爐的可行性，具有極大的意義，結(jié)合我廠的系統(tǒng)狀況，調(diào)整運(yùn)行方式，不用爐水泵啟機(jī)的方式是可行的。

【關(guān)鍵詞】超臨界鍋爐；鍋爐啟動；爐水泵故障；金屬超溫；過程緊湊；減小排放

1.概述

我廠鍋爐型號：HG1980/25.4-YM1型。啟動分離器系統(tǒng)為內(nèi)置式。鍋爐負(fù)荷小于35%BMCR直流負(fù)荷時，分離器起汽水分離作用，分離出的蒸汽進(jìn)入過熱器，水則通過連接管進(jìn)入貯水箱；貯水箱底部連接有鍋爐啟動循環(huán)泵，將分離出來的爐水輸送至鍋爐省煤器入口，形成復(fù)合循環(huán)。在鍋爐進(jìn)行清洗或點(diǎn)火后進(jìn)行熱態(tài)清洗和渡膨脹時，貯水箱中的水由兩只水位控制閥控制排入鍋爐到擴(kuò)容器。鍋爐在35%BMCR負(fù)荷以上運(yùn)行時，分離器呈干態(tài)運(yùn)行，只作為一個流通元件，分離器按鍋爐全壓設(shè)計(jì)。

2.目的

我廠啟動系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了在機(jī)組啟動和停止過程中，爐水循環(huán)泵發(fā)揮著重要作用，一方面建立啟動流量，保證水冷壁部分的水動力工況，使得水冷壁受熱均勻，另一方面回收工質(zhì)和熱量，加快啟動速度。

華潤常熟電廠鍋爐爐水循環(huán)泵是啟動系統(tǒng)的重要組成部分，采用KSB的無泄漏泵。主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將泵的葉輪和電機(jī)轉(zhuǎn)子裝在同一主軸上，置于相互連通的密封壓力殼體內(nèi)，泵與電機(jī)結(jié)合成一整體，沒有通常泵與電機(jī)之間連接的那種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，沒有軸封，這就從根本上消除了泵泄漏的可能性。無泄漏泵電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子用耐水耐壓的絕緣導(dǎo)線做成繞組，浸沉在高壓冷卻水中，電機(jī)運(yùn)行時所產(chǎn)生的熱量就由高壓冷卻水帶走，并且該高壓冷卻水通過電機(jī)軸承的間隙，既是軸承的潤滑劑又是軸承的冷卻介質(zhì)。由于電機(jī)的絕緣材料是一種聚乙烯塑料，不能承受高溫，溫度超過80℃絕緣性能就明顯惡化，因此繞流電機(jī)內(nèi)部的高壓冷卻水溫度必須加以限制。

當(dāng)爐水循環(huán)泵出現(xiàn)故障后，檢修周期較長，可能影響機(jī)組啟動時間，為此探討不帶爐水泵啟動機(jī)組的可行性。

3.不利因素及危險點(diǎn)分析

1）不用爐水泵啟動鍋爐，在鍋爐點(diǎn)火和升溫升壓中，為保證水冷壁的安全及水動力的穩(wěn)定，需建立啟動流量，我廠現(xiàn)階段為583T/H，爐水排放無回收系統(tǒng)，造成了大量工質(zhì)和熱量無法回收，導(dǎo)致極大浪費(fèi)。

2）啟動排放過程中，排放的爐水需要給水量來補(bǔ)充，而鍋爐上水溫度低，造成的結(jié)果是為保證鍋爐產(chǎn)汽，需提高鍋爐熱負(fù)荷，這樣造成水冷壁部分換熱溫差大，對水冷壁的運(yùn)行安全不利。

3）啟動初期鍋爐屏過、末過、高再在無蒸汽流動或蒸汽流動量少的情況下，無法對管材進(jìn)行充分冷卻，在增加燃料過程中，造成了此部分受熱面處于干燒或超溫的狀態(tài)，對于受熱面的安全不利。

4）在鍋爐起壓前，省煤器處的壓力為爐膛高度產(chǎn)生的靜壓，約為0.45MPa左右，對應(yīng)的飽和溫度為145℃左右，為防止省煤器汽化，需控制給水溫度，在某種程度上限制了啟動速度。

4.啟動方法及注意事項(xiàng)

1）我廠鍋爐采用臨機(jī)加熱技術(shù)，因此在鍋爐點(diǎn)火前，充分利用臨機(jī)加熱進(jìn)行暖爐及水冷壁加熱，隨水冷壁溫度的升高逐步提高上水流量，上水初期控制流量100T/H左右，當(dāng)水冷壁各部溫度達(dá)到100℃以上后，可提高流量至200T/H，通過小溢流進(jìn)行排放，充分加熱鍋爐。

2）鍋爐產(chǎn)生蒸汽后，高旁和低旁開啟10%，讓蒸汽在過熱器和再熱器流通進(jìn)行升溫，防止點(diǎn)火后承受更大的熱應(yīng)力，也能很好解決受熱面干燒問題。

3）當(dāng)鍋爐分離器出口蒸汽壓力建立后，省煤器入口壓力提高，此時可逐步提高鍋爐上水溫度，由于在爐水溫度160℃-190℃時Fe離子析出量增加，會出現(xiàn)爐水水質(zhì)惡化的情況，因此將此過程控制在鍋爐點(diǎn)火前完成。

4）在爐膛蒸汽壓力建立后，按要求關(guān)閉各放水、放氣閥，提升鍋爐蒸汽壓力，旁路系統(tǒng)的建立蒸汽流量。

5）臨機(jī)加熱投入后，2號高加出口溫度可達(dá)到230-240℃左右，此飽和溫度對應(yīng)的蒸汽壓力為3.0-3.3MPa，因此，當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到3.0MPa后再考慮進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火。

6）啟動期間對鍋爐省煤器入口流量低觸發(fā)MFT條件進(jìn)行強(qiáng)制，控制鍋爐上水流量，以達(dá)到盡可能減少排放的目的，在調(diào)整給水時，檢查水冷壁溫度情況，如出現(xiàn)管壁間溫差過大或水冷壁出口溫度分布不均時，及時增加給水量。

7）鍋爐具備點(diǎn)火條件后，啟動風(fēng)組進(jìn)行爐膛吹掃5Min后即使用大油槍進(jìn)行點(diǎn)火升溫升壓。啟動期間控制好分離器及儲水箱水位在可見水位，否則通過小溢流閥進(jìn)行排放，保證過熱器不進(jìn)水。

8）汽輪機(jī)采用輔汽進(jìn)行暖機(jī)，或延長汽輪機(jī)倒暖時間，盡可能提升缸溫及汽缸膨脹值，縮短中速暖機(jī)時間。

9）適當(dāng)降低汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)要求，在再熱蒸汽壓力達(dá)0.7-0.8MPa時可考慮進(jìn)行汽機(jī)沖轉(zhuǎn)。

10）由于水冷壁水循環(huán)動力差，可考慮使用大油槍進(jìn)行升溫升壓，防止過早啟動磨煤機(jī)后燃燒劇烈，火焰長導(dǎo)致的水冷壁吸熱不均。建議啟動磨煤機(jī)時機(jī)選擇在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前或中速暖機(jī)期間。

11）按照我廠防止氧化皮脫落技術(shù)措施進(jìn)行升溫升壓，防止出現(xiàn)氧化皮脫落事故。

12）機(jī)組并網(wǎng)后及時進(jìn)行機(jī)組升負(fù)荷、汽輪機(jī)切缸。及時投入高加及低加，提升給水溫度，加快啟動速度。

13）啟動第二臺磨機(jī)組加負(fù)荷至180MW，增加燃料量，同步增加給水，當(dāng)鍋爐分離器出口有過熱度后，及時進(jìn)行機(jī)組干濕轉(zhuǎn)換，逐步減小鍋爐排放量直至小溢流全關(guān)。

14）按照正常操作要求繼續(xù)機(jī)組升負(fù)荷操作。

5.操作過程的要求

1）機(jī)組啟動過程中各環(huán)節(jié)銜接緊湊，盡可能縮短啟動時間，但應(yīng)嚴(yán)格控制升溫升壓速率，防止損壞設(shè)備。每步操作節(jié)點(diǎn)后續(xù)的工作提前進(jìn)行檢查準(zhǔn)備，防止影響啟動時間。

2）盡最大可能減小鍋爐排放量，以水冷壁溫升情況做為給水量控制的監(jiān)視點(diǎn)，并綜合鍋爐熱負(fù)荷的情況及蒸汽流量進(jìn)行給水控制，升溫升壓階段不必盲目追求最低給水量的要求，如水冷壁部分溫升速率不超限，且水冷壁管壁溫度均勻，可適當(dāng)降低給水流量，已減少鍋爐排放。

3）鍋爐小溢流排放期間，不可大幅度調(diào)整小溢流調(diào)閥，特別是鍋爐蒸汽壓力較高的情況下，并注意疏擴(kuò)減溫水投入情況，防止進(jìn)入機(jī)組排水槽的水溫高于60℃。

4）校驗(yàn)分離器和儲水箱水位測點(diǎn)，保證其顯示準(zhǔn)確，保證鍋爐蒸汽側(cè)不進(jìn)水。

6.結(jié)束語

采用無爐水泵進(jìn)行鍋爐啟動，鍋爐調(diào)整方式和使用爐水泵啟動的方式有較大區(qū)別，當(dāng)爐水泵故障狀態(tài)短期無法恢復(fù)的情況下，將影響機(jī)組啟動并網(wǎng)的時間，對公司電量的完成和利潤的創(chuàng)造將造成較大影響，因此探求無爐水泵的啟機(jī)方式尤為重要。

從現(xiàn)有的系統(tǒng)狀況進(jìn)行分析，運(yùn)行中精細(xì)控制，我廠不使用爐水泵的啟動方式是可行的。

參考文獻(xiàn)

[1]《華潤電力常熟有限公司運(yùn)行規(guī)程》

[2]《哈爾濱鍋爐廠HG1980/25.4-YM1型鍋爐說明書》

作者簡介

申磊，華潤電力（常熟）有限公司發(fā)電部鍋爐運(yùn)行工程師。