600 MW超臨界機(jī)組無爐水循環(huán)泵熱態(tài)啟動(dòng)分析

李學(xué)偉，王春芳

(1，國電科學(xué)技術(shù)研究院北京分院，北京100081;2，中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖南長沙410007)

600 MW超臨界機(jī)組無爐水循環(huán)泵熱態(tài)啟動(dòng)分析

李學(xué)偉1，王春芳2

(1，國電科學(xué)技術(shù)研究院北京分院，北京100081;2，中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖南長沙410007)

國電費(fèi)縣發(fā)電有限公司1號600MW超臨界機(jī)組鍋爐在熱態(tài)啟動(dòng)過程中，發(fā)現(xiàn)爐水泵電機(jī)軸承磨損導(dǎo)致馬達(dá)故障，不能參與機(jī)組正常啟動(dòng)，為此嘗試了無爐水循環(huán)泵熱態(tài)啟動(dòng)方案。通過分析啟動(dòng)過程中存在的危險(xiǎn)點(diǎn)，提出了運(yùn)行控制注意事項(xiàng)及調(diào)整要點(diǎn)，在機(jī)組啟動(dòng)過程中優(yōu)化控制鍋爐給水流量、風(fēng)量、燃料等參數(shù)及啟動(dòng)速度，成功實(shí)現(xiàn)了600MW超臨界鍋爐無爐水循環(huán)泵熱態(tài)啟動(dòng)。

超臨界;熱態(tài)啟動(dòng);無爐水循環(huán)泵;調(diào)整控制

1 概述

大容量超(超)臨界機(jī)組具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高、負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是我國大型火力發(fā)電機(jī)組的主要發(fā)展方向。600MW及以上的超(超)臨界機(jī)組設(shè)置啟動(dòng)系統(tǒng)，其主要目的是在鍋爐啟動(dòng)、低負(fù)荷運(yùn)行及停爐過程中，通過啟動(dòng)系統(tǒng)建立并維持爐膛內(nèi)的最小流量，以保持水冷壁水動(dòng)力穩(wěn)定和傳熱不發(fā)生惡化，特別是防止發(fā)生亞臨界壓力下的偏離核態(tài)沸騰和超臨界壓力下的類膜態(tài)沸騰現(xiàn)象，保護(hù)爐膛水冷壁，同時(shí)滿足機(jī)組啟動(dòng)及低負(fù)荷運(yùn)行的要求。

爐水循環(huán)泵是強(qiáng)制循環(huán)直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，為鍋爐的濕態(tài)運(yùn)行提供了循環(huán)動(dòng)力和水冷壁最小流量，并加速鍋爐的水循環(huán)。2012年8月31日，國電費(fèi)縣發(fā)電有限公司在1機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)爐水泵電機(jī)軸承磨損導(dǎo)致馬達(dá)腔室溫度高需返廠檢修，因檢修周期最快要15d左右，極大影響了機(jī)組發(fā)電量和電廠經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過探討論證決定采用無爐水泵的啟動(dòng)方式。該啟動(dòng)方式主要風(fēng)險(xiǎn)是啟動(dòng)階段鍋爐無法回收熱量，給水流量較低，若控制不當(dāng)易造成水冷壁超溫，從而發(fā)生水冷壁大面積爆管;因鍋爐外排水量大存在機(jī)組補(bǔ)水量偏大的缺點(diǎn)，在啟動(dòng)過程中，為達(dá)到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)，需投入更多的燃料量，這樣又會(huì)使屏過、高過超溫;同時(shí)在分離器和貯水箱壓力較高時(shí)，開啟大小溢流閥排放，會(huì)使疏水?dāng)U容器超壓，危及設(shè)備和人身安全。

2 技術(shù)要求

費(fèi)縣公司2×600MW鍋爐為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的本生直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置。1號機(jī)組啟動(dòng)規(guī)定:機(jī)組負(fù)荷在120MW以下時(shí)省煤器入口流量低于300t/h延時(shí)15s手動(dòng)停爐;機(jī)組負(fù)荷在120MW以上時(shí)省煤器入口流量低于486t/h延時(shí)15s手動(dòng)停爐，在鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換完畢后及時(shí)恢復(fù)給水流量保護(hù);濕態(tài)時(shí)為保持鍋爐分離器水位穩(wěn)定將鍋爐貯水箱沖洗水管路電動(dòng)門控制方式改為點(diǎn)動(dòng)便于精細(xì)調(diào)整，鍋爐疏水?dāng)U容器排水槽減溫水增用消防水，排水槽加裝排水泵，并安排專人監(jiān)視排水槽水位和排污泵的運(yùn)行狀況;化學(xué)要備除鹽水3000t以上，且制水裝置可滿足機(jī)組啟動(dòng)期間的用水要求。

3 運(yùn)行注意事項(xiàng)

3.1 點(diǎn)火初期燃料和給水量的控制

點(diǎn)火初期入爐燃料量的控制應(yīng)根據(jù)不同的啟動(dòng)工況進(jìn)行調(diào)整，冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)多一些，熱態(tài)和極熱態(tài)少一些，但控制的原則是入爐燃料進(jìn)入爐膛燃燒時(shí)，其熱值的80%應(yīng)消耗在水冷壁對爐水的加熱中，20%應(yīng)消耗在過熱器系統(tǒng)的加熱中。

建議采取的措施:熱態(tài)啟動(dòng)燃料量不能投入過多，省煤器入口流量不能過大，應(yīng)根據(jù)水冷壁壁溫進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)螺旋水冷壁的壁溫下降至對應(yīng)壓力下的飽和溫度時(shí)應(yīng)減少給水量，并適當(dāng)增加燃料量。

3.2 汽機(jī)高低壓旁路和減溫水的調(diào)整控制

啟動(dòng)過程中高、低壓旁路的調(diào)整，是對燃料量與給水量配合調(diào)整的方法。在過熱器出現(xiàn)超溫時(shí)，應(yīng)開大高低壓旁路，降低系統(tǒng)壓力，使蒸發(fā)受熱面的產(chǎn)汽量增加，進(jìn)入過熱器的蒸汽量增加，使過熱器受熱面得到冷卻，從而消除超溫的現(xiàn)象。但這些調(diào)整方法是一種輔助調(diào)整手段，只有在燃料量與給水量偏差不大時(shí)使用，否則會(huì)帶來燃燒惡化。在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)和并網(wǎng)帶初始負(fù)荷時(shí)，若出現(xiàn)屏過超溫的現(xiàn)象，經(jīng)燃料、給水和風(fēng)量調(diào)整無效時(shí)，可強(qiáng)制鍋爐過熱器一級減溫水A/B側(cè)電動(dòng)門及調(diào)閥為“允許開”，投用一級減溫水，消除屏過的超溫現(xiàn)象，但減溫水量和投用時(shí)間一定要加以控制，一般采用短時(shí)點(diǎn)噴的方式，且最多單側(cè)不超過15t/h，再熱器一、二級和過熱器二級減溫水原則上仍按規(guī)程規(guī)定執(zhí)行。

3.3 一、二次風(fēng)量的調(diào)整

無爐水泵啟動(dòng)只是汽水系統(tǒng)啟動(dòng)方式的改變，原則上對風(fēng)煙系統(tǒng)無影響，但風(fēng)煙系統(tǒng)參與調(diào)整可起到輔助作用。一次風(fēng)量和一次風(fēng)速，在著火穩(wěn)定的前提下應(yīng)調(diào)整比正常工況下高一些，建議在28m/s左右，使燃燒器的著火盡可能遠(yuǎn)離噴嘴，防止燃燒器四周水冷壁的超溫現(xiàn)象發(fā)生。在燃料量與給水量偏差不大時(shí)，二次風(fēng)在啟動(dòng)時(shí)可以參與對輻射和對流放熱份額的調(diào)整，以調(diào)整汽水系統(tǒng)各受熱面的吸熱平衡，同樣這是一種輔助調(diào)整手段，不能當(dāng)成主要手段來使用，否則會(huì)帶來燃燒惡化。

3.4 無爐水泵熱態(tài)啟動(dòng)調(diào)整要點(diǎn)

無爐水泵熱態(tài)啟動(dòng)調(diào)整要點(diǎn):啟動(dòng)初期嚴(yán)格監(jiān)視各汽水沿程汽水溫度、管壁溫度;嚴(yán)格控制鍋爐貯水箱及分離器水位;爐水回收時(shí)，嚴(yán)密監(jiān)視凝水溫度，當(dāng)凝水溫度≥45℃，將疏水?dāng)U容器疏水倒至排水槽;嚴(yán)格控制鍋爐燃料量和燃燒率，保證鍋爐升溫升壓率穩(wěn)定，避免溫度、壓力升降波動(dòng);機(jī)組并網(wǎng)前，一旦發(fā)生參數(shù)超限、受熱面沿程管壁溫度超溫、升溫升壓率不匹配且調(diào)整無效時(shí)，鍋爐手動(dòng)打閘，吹掃后悶爐，直至各項(xiàng)工況參數(shù)正常后，重新點(diǎn)火啟動(dòng)、升溫升壓;機(jī)組并網(wǎng)后，在各受熱面壁溫不超限的情況下盡可能提高分離器出口溫度的過熱度以減少爐水排放，但要注意保持濕態(tài)運(yùn)行工況;提前進(jìn)行鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)化，約150MW負(fù)荷時(shí)，保持主汽壓12MPa左右，鍋爐進(jìn)行干濕態(tài)轉(zhuǎn)換，干濕態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)束，鍋爐無爐水泵熱態(tài)啟動(dòng)操作結(jié)束。

4 結(jié)語

費(fèi)縣公司1號機(jī)組無爐水泵熱態(tài)啟動(dòng)比正常啟動(dòng)過程延長2～3h，多消耗除鹽水1500～2000t。實(shí)踐證明只要精細(xì)調(diào)整、謹(jǐn)慎操作，嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行規(guī)程，通過控制啟動(dòng)速度，適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整鍋爐給水流量、水冷壁溫度、風(fēng)量、燃料量等參數(shù)完全能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)組的正常安全啟動(dòng)。

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Analysis of hot start without boiler water circulation pump

During the 600MW supercritical units hot startup process，it is found that the furnace water pump motor bearing wear to the motor chamber temperature is high，and can not participate in the unit normal start in China Guodian Feixian Power Generation Co.Ltd.A bold attempt is tried which is to hot start boiler without circulating pump program.Through the analysis of dangerous points exist in the starting process，the matters needing attention and the adjustment of operation control points are put forward.Through the optimization control of boiler feedwater flow，air flow，fuel and other parameters and startup speed of the unit，the 600MW supercritical unit without boiler circulating pump hot start is successfully implementated.

Supercritical;hot start;without boiler water circulation pump;adjustment control

TM621.2

B

1674－8069(2016)02－058－02

2015-10-26;

2015-12-21

李學(xué)偉(1977-)，男，山東泰安人，工程師，從事火電廠生產(chǎn)指標(biāo)匯總與分析工作。E－mail:lxwlhm@163.com