300MW循環(huán)流化床機(jī)組啟動(dòng)上水方式優(yōu)化與應(yīng)用

馮慶昌

【摘 要】某發(fā)電企業(yè)300MW循環(huán)流化床機(jī)組啟動(dòng)過程應(yīng)用電泵方式上水使得機(jī)組啟動(dòng)過程中的成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。在應(yīng)用汽動(dòng)給水泵前置泵及汽動(dòng)給水泵組上水后，有效降低了機(jī)組啟動(dòng)成本，經(jīng)濟(jì)效益得到提高，因此，通過汽動(dòng)給水泵替代電動(dòng)給水泵啟動(dòng)方式具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】300MW；循環(huán)流化床機(jī)組；啟動(dòng)過程；上水方式

0 引言

某發(fā)電企業(yè)#5、6循環(huán)流化床機(jī)組以往啟動(dòng)時(shí)均采用電動(dòng)給水泵上水，上水至鍋爐點(diǎn)火水位一般需要4個(gè)小時(shí)，從鍋爐點(diǎn)火后升溫升壓至并網(wǎng)帶40%負(fù)荷，再切換至汽動(dòng)給水泵供水，一般需要13小時(shí)左右，此期間內(nèi)一直都由電動(dòng)給水泵供水，因此使得機(jī)組啟動(dòng)時(shí)輔機(jī)耗電量較大。

如在鍋爐點(diǎn)火前上水及點(diǎn)火后供水能降低電泵使用時(shí)間，甚至實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟動(dòng)過程中全程無電動(dòng)給水泵運(yùn)行，則可大大降低輔機(jī)耗電量，提高啟動(dòng)經(jīng)濟(jì)性。

1 可行性分析

采用汽動(dòng)給水泵替代電動(dòng)給水泵運(yùn)行，實(shí)質(zhì)上就是用蒸汽熱能代替電能，從能源轉(zhuǎn)換效率看，我國(guó)能源利用效率約為33%，電動(dòng)給水泵作為終端用戶，每節(jié)省1kW·h的電能就相當(dāng)于節(jié)約3kW·h（折合熱能3600KJ）數(shù)量的一次能源（蒸汽熱能），因此，采用汽動(dòng)給水泵替代電動(dòng)給水泵運(yùn)行，可以顯著提高經(jīng)濟(jì)性。

#5、6機(jī)組各配置兩臺(tái)50%BMCR容量汽動(dòng)給水泵和一臺(tái)50%BMCR容量電動(dòng)給水泵，正常情況下，兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵并列運(yùn)行，電動(dòng)給水泵在機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)及在低負(fù)荷時(shí)使用，或機(jī)組運(yùn)行中當(dāng)汽動(dòng)給水泵故障時(shí)作聯(lián)動(dòng)備用使用。

#5、6機(jī)組配置的兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵汽源一般由本機(jī)四段抽汽或輔汽聯(lián)箱供，而輔汽聯(lián)箱的汽源可以分別由本機(jī)四段抽汽或、再熱冷段、主蒸汽或啟動(dòng)鍋爐供，兩臺(tái)機(jī)組的輔汽聯(lián)箱可以互為備用。因此，從汽源上考慮，在開機(jī)過程中，四段抽汽不足甚至沒有，汽動(dòng)給水泵還可以采用汽源來自鄰機(jī)或啟動(dòng)鍋爐的輔汽聯(lián)箱供而正常運(yùn)行。

2 優(yōu)化上水方案及操作要點(diǎn)

當(dāng)機(jī)組在開機(jī)過程中，汽動(dòng)給水泵替代電動(dòng)給水泵運(yùn)行是可行的，具體方案及要點(diǎn)如下：

（1）鍋爐點(diǎn)火前采用汽動(dòng)給水泵的前置泵（以下簡(jiǎn)稱“汽前泵”）代替電動(dòng)給水泵向鍋爐上水。該廠#5、6機(jī)組的汽動(dòng)給水泵系統(tǒng)均配備有前置泵系統(tǒng)，前置泵由一臺(tái)380V電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)額定電流為196.4A，出口壓力能達(dá)到為0.75MPa。鍋爐側(cè)汽包高度約為54米，此高度需要約0.5MPa壓差即可實(shí)現(xiàn)上水，因此汽前泵的出力可以滿足鍋爐的上水條件。

（2）鍋爐點(diǎn)火起壓后采用汽動(dòng)給水泵代替電動(dòng)給水泵向鍋爐供水。汽包壓力在達(dá)到0.2MPa之前，汽前泵都可以給鍋爐補(bǔ)水。鍋爐起壓前，汽機(jī)提前抽真空，送軸封（冷態(tài)啟動(dòng)）。汽機(jī)真空建立以后，可以啟動(dòng)輔助蒸汽聯(lián)箱供給的一臺(tái)小汽輪機(jī)備用，并根據(jù)鍋爐需要投入使用。

（3）水位調(diào)節(jié)需要保持以下的要點(diǎn)。第一，保證汽動(dòng)給水泵的運(yùn)行正常。機(jī)組啟動(dòng)過程由單一的汽動(dòng)給水泵向爐供水（電動(dòng)冷備用狀態(tài)）。因此要保證汽動(dòng)給水泵的汽源壓力、溫度、流量；本次啟動(dòng)使用鄰機(jī)輔汽聯(lián)箱汽源（四段抽汽、再熱冷段），輔汽聯(lián)箱蒸汽壓力流量視鄰機(jī)負(fù)荷情況，應(yīng)提前暖好再熱冷段至輔汽聯(lián)箱管道備用。本次鄰機(jī)負(fù)荷180MW，隨著給水流量增大、汽泵出力增加、除氧器水溫下降，鄰機(jī)四段抽汽供輔汽出力不夠，總結(jié)得，應(yīng)盡早投入鄰機(jī)再熱冷段供輔汽聯(lián)箱。第二，汽動(dòng)給水泵的調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)汽泵時(shí)，注意調(diào)門開度，汽源壓力是否足夠；投入遙控后應(yīng)注意汽泵轉(zhuǎn)速不低于3100 r/min。第三，專人操作，加強(qiáng)聯(lián)系。

3 優(yōu)化上水方案的應(yīng)用

2016年11月06日，#6機(jī)組采用汽動(dòng)給水泵成功滑參數(shù)啟動(dòng)，整個(gè)過程中，汽包水位平穩(wěn)，并無大幅度波動(dòng)。

（1）2016年11月06日#6機(jī)整組啟動(dòng)，汽機(jī)高壓內(nèi)下缸溫230℃，本次開機(jī)過程按要求利用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水，電動(dòng)給水泵冷備用狀態(tài)。汽動(dòng)給水泵汽源來自#5機(jī)輔汽聯(lián)箱（四段抽汽、再熱冷段）。

（2）鍋爐點(diǎn)著火初期，汽包水位在點(diǎn)火水位，仍不需向爐上水，汽動(dòng)給水泵未沖轉(zhuǎn)。

（3）鍋爐汽包壓力0.7MPa，汽機(jī)已送軸封、抽真空﹣85kPa。開始沖轉(zhuǎn)#2小機(jī)至900r/min，汽動(dòng)給水泵出口壓力1.42MPa，此時(shí)汽動(dòng)給水泵再循環(huán)門全開，給水壓力與汽包壓力差達(dá)0.7 MPa，小機(jī)低速暖機(jī)中，可以根據(jù)汽包水，小機(jī)轉(zhuǎn)速不變，調(diào)整給水旁路調(diào)節(jié)門向鍋爐適當(dāng)上水。

（4）鍋爐汽包壓力1.2MPa，沖轉(zhuǎn)#2小機(jī)至1800r/min，小機(jī)中速暖機(jī)，汽動(dòng)給水泵出口壓力3.5MPa，汽動(dòng)給水泵再循環(huán)門全開， 可以根據(jù)汽包水位，小機(jī)轉(zhuǎn)速不變，調(diào)整給水旁路調(diào)節(jié)門向鍋爐適當(dāng)上水。

（5）鍋爐汽包壓力1.86MPa，開始沖轉(zhuǎn)#2小機(jī)至3050r/min，汽動(dòng)給水泵出口壓力8.7MPa，汽動(dòng)給水泵可投入遙控。此時(shí)鍋爐調(diào)節(jié)汽包水位時(shí)，要注意小機(jī)轉(zhuǎn)速，適當(dāng)提高小機(jī)轉(zhuǎn)速利用給水旁路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)整給水流量，防止汽動(dòng)給水泵退出自動(dòng)遙控。

4 優(yōu)化上水方案產(chǎn)生的效益

（1）鍋爐上水至點(diǎn)火水位按4小時(shí)計(jì)算：

汽前泵上水一次的用電量為：W=×0.38×113×0.89×4=265（kW·h）（113A為汽前泵上水時(shí)的平均電流）。電動(dòng)給水泵上水的耗電量為：W=×6×146×0.916×4=5559（kW·h）（146A為電動(dòng)給水泵上水時(shí)的平均電流）。汽前泵代替電動(dòng)給水泵上水每次可節(jié)省費(fèi)用為：5294kW·h×0.5086元/kW·h=2693元，據(jù)統(tǒng)計(jì)2016年該廠#5、6機(jī)組啟動(dòng)14次，年節(jié)省費(fèi)用約為：3.77萬元。下表1為兩種上水方式的比較：

（2）鍋爐上水完畢，點(diǎn)火升溫升壓至40%負(fù)荷時(shí)，一般需要13小時(shí)，如用電動(dòng)給水泵需要耗電量為：W=×6×230×0.916×13=28462（kW·h）（230A為電動(dòng)給水泵平均運(yùn)行電流），用汽動(dòng)給水泵耗電量為：W=×0.38×155×0.89×13=1180（kW·h）（155A為汽前泵平均電流），汽動(dòng)給水泵代替電動(dòng)給水泵向鍋爐供水每次可節(jié)省費(fèi)用為：（28462-1180）kW·h×0.5086元/kW·h=13876元，該方案需有單機(jī)運(yùn)行才能執(zhí)行，據(jù)統(tǒng)計(jì)2016年該廠#5、6機(jī)組單機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)次數(shù)為10次，年節(jié)省費(fèi)用約為13.9萬元，如下表2：

由表1、2可得該廠2016年#5、6機(jī)組執(zhí)行汽前泵代替電動(dòng)給水泵向鍋爐上水和汽動(dòng)給水泵代替電動(dòng)給水泵向鍋爐供水可節(jié)省的費(fèi)用為：3.77萬元+13.9萬元=17.7萬元。

5 結(jié)論

300MW循環(huán)流化床機(jī)組啟動(dòng)過程對(duì)上水方式進(jìn)行優(yōu)化，并注意在應(yīng)用中的操作技巧、進(jìn)行水位調(diào)節(jié)有效性的協(xié)調(diào)控制，全面的提高了300MW循環(huán)流化床機(jī)組啟動(dòng)過程上水質(zhì)量和應(yīng)用水平，產(chǎn)生了較高的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了很好應(yīng)用價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]林萬超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1994.

[2]劉愛忠.汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[責(zé)任編輯：張濤]endprint