300MW汽包循環(huán)爐全程汽泵啟動實(shí)踐探討

王輝　王有吉

摘 要：大型發(fā)電廠廠用電量很高，通常啟動先用電泵，到一定負(fù)荷再切汽泵，廠用電功耗很大，很不經(jīng)濟(jì)。本文以媽灣電力有限公司為例，闡述了通過改以往電泵啟動方式為全程汽泵來替代，達(dá)到節(jié)約廠用電和節(jié)約啟動時(shí)間的目的，全程汽泵啟動，電泵作為備用，增加了啟動過程的安全可靠性。控制循環(huán)汽包爐使用汽泵啟動存在啟動初期水位控制難，前期汽泵不在額定工況區(qū)，運(yùn)行調(diào)整難度較高，本文重點(diǎn)介紹純汽泵啟動試驗(yàn)過程的注意事項(xiàng)和危險(xiǎn)點(diǎn)，對同類型機(jī)組具有很好的參考意義。

關(guān)鍵詞：全程汽泵；無電泵啟動；控制循環(huán)汽包爐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.051

1 引言

我司300MW機(jī)組給水泵驅(qū)動方式為：2×50%B—MCR的汽動給水泵。1×50%B—MCR電動調(diào)整給水泵作為備用。電動給水泵在機(jī)組啟動和停機(jī)或低負(fù)荷時(shí)使用，或機(jī)組正常運(yùn)行過程中，汽動給水泵故障時(shí)作聯(lián)動備用或一般備用。給水全程自動控制過程如下：負(fù)荷<14%時(shí)由電泵通過給水旁路控制，14%負(fù)荷主給水切換，負(fù)荷在14%和25%之間通過控制電泵轉(zhuǎn)速單沖量調(diào)節(jié)（引入汽包水位信號），負(fù)荷25%時(shí)，三沖量控制（引入汽包水位、給水流量、蒸汽流量信號）。汽動給水泵在機(jī)組啟動，抽汽壓力達(dá)到一定值時(shí)投入運(yùn)行，然后停止電動給水泵，因此，每次開機(jī)我廠的廠用電量均較大幅度的增加，發(fā)電廠啟備變所消耗的電能按銷售電價(jià)計(jì)算（約0.50元/kWh）。每次啟動需消耗的電量約為40-60萬kWh，增加發(fā)電廠的廠用電成本；同時(shí)，在機(jī)組溫態(tài)以上啟動時(shí)，由于汽泵啟動準(zhǔn)備工作不足，影響機(jī)組帶滿負(fù)荷速度，減少了發(fā)電量，可見，機(jī)組啟動使用汽泵替代電泵上水，對機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性很大的提高。

2 試驗(yàn)過程

為了試驗(yàn)汽泵全程替代電泵啟動的可實(shí)施性，在我廠#5機(jī)小修后啟動進(jìn)行汽泵代替電泵啟動試驗(yàn)，方案安全順利實(shí)施，保證期間不發(fā)生鍋爐MFT和重要設(shè)備損壞事件，制定了詳細(xì)的實(shí)施方案。

#5機(jī)組汽泵主要參數(shù)：

驅(qū)動給水泵用變速凝汽式汽輪機(jī)（哈汽產(chǎn)）

型號：NZ84.6/83.5/06型

型式：單軸、單缸、單流程、沖動、冷凝變速汽輪機(jī)

最大功率：5500kW

額定/最大轉(zhuǎn)速：4940/5900rpm

運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍：3100～5900rpm

排汽壓力：主機(jī)額定工況下，0.008MPa（絕對）

最高排汽壓力：0.0203MPa（絕對）

排汽管允許壓力降：0.00167MPa

脫扣轉(zhuǎn)速：6200±100rpm

轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速：

一階：2410rpm

二階：7485rpm

級數(shù)：1級調(diào)節(jié)級+5級壓力級共6級

機(jī)組內(nèi)效率：83.14%

盤車轉(zhuǎn)速：40.8rpm

正常/最高工作溫度：約80℃/150℃

2.1 試驗(yàn)關(guān)鍵步驟

（1）啟動前確定兩臺汽泵和電泵無缺陷，正常備用狀態(tài)。

（2）啟動凝結(jié)水補(bǔ)充水泵凝汽器上水動態(tài)沖洗5分鐘，關(guān)閉凝汽器汽側(cè)放水。

（3）凝汽器水位上至正常，啟動凝結(jié)水泵大流量給除氧器上水（同時(shí)進(jìn)行除氧器水位調(diào)節(jié)站旁路沖洗）5-10分鐘后，啟動除氧器循環(huán)泵攪拌5分鐘，停止除氧器循環(huán)泵、凝結(jié)水泵，開啟除氧器至定排放水門，對除氧器底部水渣進(jìn)行沖洗。

（4）除氧器放盡存水、關(guān)閉除氧器至定排放水門，啟動鍋爐上水泵給除氧器上水至水位正常。

（5）靜壓給水系統(tǒng)沖洗、排污后（給水泵及前置泵密封水投入，三臺給水泵進(jìn)、出口門開啟，高加旁路沖洗注水后切主路，開啟啟動差壓閥及給水電動門），啟動5A前置泵、鍋爐上第一鍋水。第二鍋用鍋爐上水泵上水。

（6）本次由于機(jī)組停運(yùn)時(shí)間較長，要求鍋爐沖洗三次。第三、第四次上水用5B前置泵，點(diǎn)火之前用5B前置泵調(diào)節(jié)汽包水位（#5前置泵揚(yáng)程48.5mH2O，只能滿足靜壓上至汽包正常水位）；第四次上水要求投入除氧器加熱（除氧器循環(huán)泵運(yùn)行）。

（7）軸封及真空系統(tǒng)投入正常后，輔汽暖5A小機(jī)，充分暖機(jī)，沖轉(zhuǎn)至3100rpm，確認(rèn)實(shí)際臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域。降回1900rpm（或臨界轉(zhuǎn)速以上）備用。（汽源切換：機(jī)組啟動正常后切至四段抽汽）。

（8）鍋爐點(diǎn)火后，并5A汽泵退5B前置泵。聯(lián)系熱工屏蔽給水母管壓力低于10MPa，出口門禁止開啟邏輯條件，導(dǎo)致電泵不備用。

（9）并網(wǎng)前，試轉(zhuǎn)電泵。如5A汽泵能滿足汽包水位調(diào)節(jié)（為汽包水位調(diào)節(jié)，可適當(dāng)提高汽包壓力。一般情況下，汽包壓力10Mpa以上小機(jī)轉(zhuǎn)速可維持在3100rpm以上、具備鍋爐給水遠(yuǎn)方自動條件，保持給水旁路調(diào)節(jié)閥前后差壓穩(wěn)定在1000kPa左右）則將動電泵作為備用；否則啟動電泵、并電泵、退5A汽泵至3100rpm備用，鍋爐給水切至主路后（或負(fù)荷90MW）并5A汽泵退電泵。

（10）負(fù)荷60MW，暖5B小機(jī)；具備條件及時(shí)投入機(jī)跟爐方式便于控制汽包壓力穩(wěn)定。

（11）負(fù)荷150MW，并5B給水泵。

（12）其他操作按機(jī)組冷態(tài)整套啟動操作票進(jìn)行。

2.2 可能面臨問題和關(guān)鍵點(diǎn)

（1）5B前置泵倒5A汽泵運(yùn)行，汽包水位大幅度波動。

1）調(diào)整5A小機(jī)轉(zhuǎn)速，控制出口壓力略高于主給水壓力。

2） 再循環(huán)輔助調(diào)節(jié)（保證最小流量）、避開臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域。

（2）汽動給水泵啟動轉(zhuǎn)速控制問題：尤其負(fù)荷到40MW（14%ECR），主給水旁路切換時(shí)，水位控制難度較高。

1）可以考慮讓熱工解除自動切換功能，手動進(jìn)行切換（#5機(jī)組可在OPU站由運(yùn)行人員自行解除）。

2）小機(jī)啟動轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍確定。#5機(jī)組小機(jī)一階臨界轉(zhuǎn)速為2410r/min；而二階臨界轉(zhuǎn)速均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小機(jī)的工作最大轉(zhuǎn)速，因此汽動給水啟動帶負(fù)荷的轉(zhuǎn)速區(qū)域應(yīng)避開臨界轉(zhuǎn)速，我廠目前采取小機(jī)轉(zhuǎn)速升至3100rpm后切至鍋爐控制，為滿足鍋爐水位調(diào)節(jié)要求可放寬至2850rpm。

3）給水調(diào)節(jié)方式確定：機(jī)組啟動過程中，給水流量較小，且流量變化較大，要求有可靠而靈活的調(diào)節(jié)手段，來滿足鍋爐給水要求。

解決辦法：鍋爐在啟動初期采用爐側(cè)給水調(diào)門小旁路門控制上水量，機(jī)組帶負(fù)荷后轉(zhuǎn)用調(diào)節(jié)汽泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量 。通過給水泵再循環(huán)和小機(jī)轉(zhuǎn)速配合，避免小機(jī)在臨界轉(zhuǎn)速運(yùn)行。根據(jù)不同期間和旁路調(diào)門的嚴(yán)密程度，可采取加大定排、連排，或通過開大汽機(jī)旁路（升溫升壓期間）、加強(qiáng)凝結(jié)水排放來維持汽包水位。（盡量調(diào)整給水旁路調(diào)節(jié)閥后的給水母管壓力和汽包壓力差維持在0.3MPa左右）

（3）小機(jī)汽源切換問題：機(jī)組帶啟動正常后，四段抽汽壓力到達(dá)多少能滿足5A小機(jī)汽源無擾切換。

解決辦法： 以往試驗(yàn)，當(dāng)機(jī)組帶至調(diào)度負(fù)荷（或150MW以上）或四抽壓力達(dá)到0.45MPa以上，小機(jī)將進(jìn)行廠用汽及四抽至小機(jī)的汽源切換，切換前匯報(bào)值長、通知供輔汽機(jī)組保持輔汽壓力穩(wěn)定，切換過程中要求一邊緩慢打開四抽電動門一邊緩慢關(guān)閉廠用汽至小機(jī)進(jìn)汽調(diào)整門，保持小機(jī)進(jìn)汽壓力及轉(zhuǎn)速平穩(wěn)過渡，密切關(guān)注另一臺小機(jī)調(diào)門動作情況 。

（4）汽泵低轉(zhuǎn)速上水時(shí)，小機(jī)排汽溫度偏高問題。由于汽泵在1900rpm以上、2500rpm以下，小機(jī)排汽溫度會升高，當(dāng)排汽溫度升高150℃時(shí)將聯(lián)跳小機(jī)（注意低壓軸封減溫水基調(diào)動作情況及低壓軸封供汽溫度）。

解決辦法：

1）如果有條件，建議利用機(jī)組大小修機(jī)會加裝小機(jī)排汽缸噴水減溫裝置。

2）適當(dāng)提高汽泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速，提加進(jìn)汽量。

（5）汽動給水泵低轉(zhuǎn)速上水過程中，因故障跳閘，由于電動勺管備用位置需要及時(shí)跟蹤調(diào)整。由于電泵勺管位置跟蹤汽泵指令，但當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)前，鍋爐上水量較小，一旦汽泵跳閘后聯(lián)電泵可能造成鍋爐汽包水位高，要立即調(diào)整。

解決辦法：

1）采取汽泵上水期間，密切關(guān)注電泵勺管跟蹤情況，同時(shí)讓熱工將給水泵出口壓力10MPa才能開出口電動門改為6MPa，這樣便于保持電泵在起壓后能保持備用。

2）汽泵上水過程中要求電動給水泵處于熱備用狀態(tài)，同時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)做好小機(jī)跳閘、啟動電泵和及時(shí)進(jìn)行鍋爐水位調(diào)整的事故預(yù)想，避免鍋爐干鍋。

3 結(jié)束語

通過這次啟動和后面啟機(jī)過程實(shí)踐，證明在300MW汽包循環(huán)爐全程使用汽泵啟動操作是可行的，目前我司把全程汽泵啟動作為常規(guī)機(jī)組啟動方式。

純汽泵啟動滿足鍋爐上水要求，而且在機(jī)組啟動過程中，汽泵的提前啟動，可以及時(shí)檢驗(yàn)汽動給水泵組是否存在缺陷，爭取消缺時(shí)間，避免因缺陷處理不及時(shí)影響機(jī)組帶負(fù)荷，另一方面，為電廠經(jīng)濟(jì)啟動，提前帶負(fù)荷，節(jié)約能耗提供保證。其中，主要取得以下成效。

（1）機(jī)組啟動過程中，由電動給水泵改用汽動給水泵上水，降低了廠用電量，起到節(jié)能降耗的目的；

（2）由于汽動給水泵隨機(jī)啟動，因此提高機(jī)組啟動過程的帶負(fù)荷速度（特別溫態(tài)及熱態(tài)啟動過程中，應(yīng)為明顯），增加機(jī)組發(fā)電量，從而提高經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)使得脫硝投入時(shí)間大大提前，對超低排放具有非常大的意義；

（3）提高機(jī)組啟動安全性可靠性。原利用電泵上水，一旦電泵跳閘，將造成機(jī)組停運(yùn)，嚴(yán)重時(shí)造成鍋爐干爐，而利用汽泵上水，電泵備用，提高了機(jī)組啟動的安全系數(shù)。

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