降低600MW超臨界火力發(fā)電機(jī)組廠用電率

牛躍宏

摘 要：廠用電率是影響供電煤耗的主要因素之一。本公司近年來在減低廠用電率方面采取了汽泵代替電泵向鍋爐上水啟動(dòng)、機(jī)組半側(cè)啟動(dòng)、改變凝結(jié)水泵運(yùn)行方式、優(yōu)化循環(huán)水泵運(yùn)行方式等有效措施，取得了一定成效。

關(guān)鍵詞：廠用電率；煤耗；汽泵代替電泵；凝泵改造；循環(huán)水泵優(yōu)化

河北西柏坡發(fā)電第二有限責(zé)任公司裝有兩臺(tái)600MW超臨界火力發(fā)電機(jī)組。自2006年投產(chǎn)以來，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)在全國(guó)處于中下游水平，尤其是供電煤耗，高于同行業(yè)對(duì)標(biāo)機(jī)組，影響了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，不利于企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。

1 本機(jī)組設(shè)備配置規(guī)范

河北西柏坡第二發(fā)電有限責(zé)任公司#5、#6鍋爐為北京巴布科克·威爾科克斯（B&WB）有限公司生產(chǎn)的B&WB-1950/25.41-M型超臨界直流鍋爐。

鍋爐為超臨界參數(shù)、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、露天布置的P型爐。鍋爐采用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，吸、送風(fēng)機(jī)為一級(jí)動(dòng)葉調(diào)整軸流式風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)為兩級(jí)動(dòng)葉調(diào)整軸流式風(fēng)機(jī)。各風(fēng)機(jī)均為兩臺(tái)50%MCR容量配置。

2 本機(jī)組采取的降低廠用電方案

2.1 機(jī)組啟動(dòng)過程中

600MW超臨界機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，尤其是冬天，環(huán)境溫度較低，鍋爐預(yù)熱、升溫升壓、汽機(jī)暖機(jī)都需要較長(zhǎng)時(shí)間，在將近6、7h的開機(jī)過程中，由于初期沒有生產(chǎn)電能，后期電量負(fù)荷較低，而輔機(jī)始終在長(zhǎng)時(shí)間大功率運(yùn)行，利用率非常低，而耗電量卻不少。那么通過實(shí)踐，我們采取優(yōu)化各輔機(jī)啟動(dòng)時(shí)機(jī)，以縮短其實(shí)際運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，達(dá)到節(jié)約廠用電的目的。

2.1.1 汽給水泵代替電動(dòng)給水泵運(yùn)行

本機(jī)組設(shè)計(jì)用電動(dòng)給水泵為鍋爐上水，功率大，耗電量大。經(jīng)過分析，汽泵前置泵出口壓力為2.426MPa，揚(yáng)程為145mH2O，而鍋爐標(biāo)高僅約60m，加上系統(tǒng)沿程阻力，也足以滿足鍋爐上水需要。而其額定功率功率僅為630kw，還不到電動(dòng)給水泵的十分之一。因此創(chuàng)造性的改用汽泵前置泵給鍋爐上水，大大節(jié)省了廠用電。當(dāng)鍋爐點(diǎn)火時(shí)，爐膛需要大流量時(shí)，再開啟電動(dòng)給水泵滿足鍋爐需求。

2.1.2 鍋爐吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)半側(cè)啟動(dòng)

按照正常啟動(dòng)方式，鍋爐點(diǎn)火前，啟動(dòng)全部?jī)膳_(tái)吸風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)，調(diào)整30%MCR風(fēng)量正常，才能點(diǎn)火。由風(fēng)機(jī)啟動(dòng)一直到機(jī)組帶300MW負(fù)荷需要4～5h，六臺(tái)大型風(fēng)機(jī)不間斷運(yùn)行，耗電不菲。

根據(jù)在機(jī)組正常運(yùn)行中，鍋爐風(fēng)機(jī)可以解列半側(cè)消缺的操作經(jīng)驗(yàn)，吸、送、一次風(fēng)機(jī)容量均為50%MCR，在機(jī)組負(fù)荷降至300MW時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)半側(cè)運(yùn)行。由此可以推定，在機(jī)組啟動(dòng)期間，鍋爐風(fēng)量只需30%MCR，啟動(dòng)半側(cè)風(fēng)機(jī)完全能夠滿足鍋爐啟動(dòng)的要求。只不過在負(fù)荷到達(dá)300MW時(shí)，將另外一側(cè)風(fēng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)行即可。按照這一設(shè)想，本機(jī)組進(jìn)行了多次風(fēng)機(jī)半側(cè)鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)，對(duì)燃燒幾乎沒有影響，得到成功驗(yàn)證。

2.2 機(jī)組正常運(yùn)行中

2.2.1 降低鍋爐煙氣含氧量

鍋爐燃燒中，氧量的大小決定了著火狀況、飛灰可燃物的大小、排煙溫度等等，并與煤耗緊緊相關(guān)。同時(shí)，氧量大，風(fēng)機(jī)電耗會(huì)相應(yīng)增加，氧量小，風(fēng)機(jī)電耗就會(huì)相應(yīng)較低。根據(jù)燃燒狀況，選擇合適的較低的氧量也是降低廠用電率的一項(xiàng)重要措施。鍋爐吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)均為6KV高壓動(dòng)力，如果每臺(tái)風(fēng)機(jī)能夠降低20A電流，四臺(tái)風(fēng)機(jī)每天就要節(jié)約很大一部分廠用電。因此，對(duì)值班員提出了很高的要求。通過改變績(jī)效考評(píng)軟件中氧量分值的權(quán)重，增強(qiáng)值班員對(duì)氧量調(diào)節(jié)的重視，加強(qiáng)了調(diào)節(jié)頻率，達(dá)到節(jié)電、節(jié)煤的目的。

2.2.2 凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的改造

目前，本機(jī)組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)凝結(jié)水泵變頻控制轉(zhuǎn)速。經(jīng)過對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)的認(rèn)真分析研究，發(fā)現(xiàn)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，除氧器主調(diào)門、副調(diào)門始終處在開度在30%～70%之間，節(jié)流損失明顯，從而造成凝泵變頻器始終處于較高轉(zhuǎn)速，不能最大限度發(fā)揮凝泵變頻節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。

改造方案：

（1）凝結(jié)水系統(tǒng)原運(yùn)行方式：正常運(yùn)行時(shí)，除氧器主調(diào)門、副調(diào)門始終處在開度在30%～70%之間，調(diào)節(jié)除氧器水位，而凝泵變頻器處于較高轉(zhuǎn)速，保證凝結(jié)水母管壓力。

（2）改造后的凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式：在高負(fù)荷時(shí)，將除氧器主調(diào)門、副調(diào)門開展，消除節(jié)流損失，利用變頻器改變凝泵轉(zhuǎn)速來改變凝泵出力，滿足除氧器水位要求；在低負(fù)荷時(shí)，凝泵變頻器轉(zhuǎn)速逐漸降至最低，在保證凝泵出口壓力不到聯(lián)鎖值的情況下，利用除氧器主調(diào)門、副調(diào)門調(diào)節(jié)除氧器水位。為了解決低負(fù)荷時(shí)凝泵出口母管壓力低影響給水泵密封水壓力，增加一臺(tái)低壓給水泵密封水升壓泵。

（3）修改凝泵備用泵聯(lián)泵定值為1.0Mpa，當(dāng)變頻凝泵轉(zhuǎn)速降到最低時(shí)，提前及時(shí)關(guān)小除氧器主調(diào)門、副調(diào)門實(shí)現(xiàn)保證凝結(jié)水壓力和除氧器水位。

2.2.3 優(yōu)化循環(huán)水泵運(yùn)行方式

三臺(tái)大功率循環(huán)水泵長(zhǎng)期運(yùn)行，是汽機(jī)動(dòng)力的耗電大戶。根據(jù)各個(gè)季節(jié)環(huán)境溫度的高低以及機(jī)組負(fù)荷對(duì)冷卻水量的需求，采取了如下方案：

（1）對(duì)其中一臺(tái)循環(huán)水泵進(jìn)行高低速改造。在冬季循壞水量要求小時(shí)，一臺(tái)循環(huán)水泵改為低速運(yùn)行，循環(huán)水泵的運(yùn)行電流為170A左右，比高速運(yùn)行時(shí)的電流230A降低了整整60A，大大節(jié)省了電能。

（2）對(duì)另一臺(tái)循環(huán)水泵進(jìn)行變頻改造。當(dāng)變頻循環(huán)水泵在最低轉(zhuǎn)速時(shí)，電流可以降到70A，可以更加靈活的根據(jù)機(jī)組真空調(diào)節(jié)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，保證真空度和耗電量相兼容。

現(xiàn)三臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行方式優(yōu)化為：

（1）冬季環(huán)境溫度低時(shí)，保持一臺(tái)低速泵和一臺(tái)變頻泵運(yùn)行，變頻泵根據(jù)機(jī)組負(fù)荷及時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，工頻泵保持備用狀態(tài)。

（2）夏季環(huán)境溫度高時(shí)，將低速泵轉(zhuǎn)換成高速運(yùn)行，保持一臺(tái)高速泵和一臺(tái)變頻泵運(yùn)行，變頻泵根據(jù)機(jī)組負(fù)荷及時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，另一臺(tái)高速工頻泵根據(jù)環(huán)境溫度和機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行啟停滿足冷卻水量需求。

經(jīng)過運(yùn)行方式優(yōu)化，不但降低了廠用電率，還增加了循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，減輕了冬季涼水塔結(jié)冰、掛冰現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

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[2]范鑫，秦建明，李明，等.超臨界600MW汽輪機(jī)運(yùn)行方式的優(yōu)化研究[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2012，32（5）：356-361.

（作者單位：河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司）