600MW超超臨界機(jī)組啟動過程節(jié)能優(yōu)化

王開來

摘要：在機(jī)組啟停過程中的統(tǒng)籌安排中，存在許多可以節(jié)能降耗的地方。通過對機(jī)組啟動過程的優(yōu)化和主要輔機(jī)運(yùn)行方式的調(diào)整，提出了整套機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化措施，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：機(jī)組啟動；節(jié)能；優(yōu)化；

一、前言

河源電廠2×600MW鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司根據(jù)三菱重工業(yè)株式會社（MHI）提供技術(shù)支持而設(shè)計、制造的超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，型號為HG-1795/26.15-YM1。鍋爐為單爐膛、Π型布置，配低NOX主煤粉燃燒器。汽輪機(jī)為哈汽、三菱公司聯(lián)合制造生產(chǎn)的600MW超超臨界單軸、兩缸、兩排汽、一次中間再熱、凝汽式機(jī)組。

為切實響應(yīng)了國家節(jié)能降耗的號召，進(jìn)一步降低機(jī)組能耗，提高公司的競爭力，河源電廠大力開展節(jié)能降耗工作，結(jié)合機(jī)組的實際運(yùn)行情況，開展了機(jī)組啟動節(jié)能優(yōu)化研究，通過優(yōu)化機(jī)組的啟動操作和運(yùn)行方式，有效降低了機(jī)組的啟動能耗，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

二、機(jī)組啟動節(jié)能優(yōu)化

2.1盤車運(yùn)行優(yōu)化

機(jī)組冷態(tài)啟動時，盤車停運(yùn)狀態(tài)下進(jìn)行發(fā)電機(jī)氣體置換，可以節(jié)約置換時間和氣體消耗量⑴。盤車電機(jī)額定功率為15KW，氣體置換過程按24小時計算，盤車電機(jī)可節(jié)約360KWH電量。因此，在保證沖轉(zhuǎn)前連續(xù)盤車時間不小于4小時的前提下，汽輪機(jī)連續(xù)盤車安排在發(fā)電機(jī)氣體置換完成后投入運(yùn)行。

2.2鄰爐加熱

鍋爐熱態(tài)沖洗要求水冷壁出口水溫150℃，最高不超過170℃。如果按照點火加熱進(jìn)行熱態(tài)沖洗，A磨主燃燒器內(nèi)等離子點火裝置每小時耗電約410kWh；磨煤機(jī)出力約為18t/h，A磨運(yùn)行電流34A，每小時耗電約330kWh；風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流合計600A，每小時耗電約5600kWh；脫硫系統(tǒng)中，漿液循環(huán)泵及氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行每小時耗電約1500kWh；脫硫系統(tǒng)其他設(shè)備按每小時耗電400kWh計；電除塵器及附屬設(shè)備按每小時耗電450kWh。共計8690KWh。同時消耗鄰機(jī)輔汽用量約為43.7t/h。

以熱態(tài)沖洗4h計算，啟備變?nèi)‰妰r0.5056元/度計，8690kwh×4×0.5056=17575元；A磨煤量平均18t/h、原煤700元/噸計，耗煤量18×4×700=50400元；以臨爐效率93%，原煤低位發(fā)熱量21.59MJ/KG計，輔汽消耗近似折算成煤量2972.05×43.7×4/0.93/21.59/1000=25.9噸，25.9×700=18130元。一次機(jī)組啟動共省17575+50400-18130=49845元。

在冷態(tài)沖洗過程中通過除氧器加熱逐步提高給水溫度，給鍋爐升溫升壓，將冷態(tài)沖洗與熱態(tài)沖洗無縫連接，進(jìn)一步縮短啟機(jī)時間。

2.3鍋爐上水節(jié)能優(yōu)化

2.3.1汽前泵上水

啟動一臺汽動前置泵對鍋爐上水及冷態(tài)沖洗，熱態(tài)沖洗時啟動第二臺汽動前置泵（采用鄰爐加熱進(jìn)行熱態(tài)沖洗），點火前用輔汽沖轉(zhuǎn)兩臺小機(jī)。沖洗直至并網(wǎng)全程無電泵啟動。相比采用電泵上水，沖洗，升溫升壓，沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)的模式，采用低功率的汽前泵和廉價的輔汽消耗取代高昂的廠用電消耗，這一實踐操作性強(qiáng)，節(jié)電效果明顯⑵。汽前泵功率為500KW，電泵功率為8600KW，冷態(tài)沖洗和熱態(tài)沖洗時間均按4h計算，冷態(tài)沖洗一臺汽前泵耗電2000KWh，熱態(tài)沖洗兩臺汽前泵耗電4000KWh，如果這個過程用電泵，按電泵額定出力的50%計算，將耗電3400x8=24400KWh。將省電24400-6000=18400KWh，節(jié)約費(fèi)用18400x0.5056=9303.04元。

2.3.2沖洗方式

進(jìn)行大流量和小流量變化沖洗效果更好，同時縮短取樣時間間隔，每半小時取樣一次，可縮短整個沖洗時間。

2.3.3回收合格水

每半小時化驗一次水質(zhì)情況，爐水品質(zhì)合格后，將鍋爐疏水回收至凝汽器再利用，用以減少除鹽水用量。

機(jī)組每次啟動可以節(jié)水近1800T⑵。每噸除鹽水按照27.9元計算，可節(jié)約50220元。

2.4循環(huán)水泵運(yùn)行優(yōu)化

循環(huán)水泵額定功率為3150KW，縮短循環(huán)水泵運(yùn)行時間能有效降低廠用電率。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，可通過兩臺機(jī)循環(huán)水之間的DN2000的聯(lián)絡(luò)管對機(jī)組提供循環(huán)水，為各用戶提供冷卻水源。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前啟動一臺循環(huán)水泵，保證凝汽器有足夠的冷卻水量。以往是在鍋爐點火前啟動循環(huán)水泵。鍋爐點火至汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)按照4h計算，那么優(yōu)化后循環(huán)水泵可節(jié)約電量3150x4=12600KWh，節(jié)約外購廠用電花費(fèi)12600x0.5056=6370.56元。

2.5開式水泵優(yōu)化

開式水主要作為各用戶的冷卻水，主要包括汽機(jī)系統(tǒng)的潤滑油、發(fā)電機(jī)的密封油、給水泵系統(tǒng)的潤滑油、定子冷卻水、發(fā)電機(jī)氫冷器等。在啟動初期各用戶介質(zhì)溫度并不高，對冷卻水量要求很低。所以可以在啟動初期不啟動開式水泵，靠循環(huán)水的壓力即可滿足各用戶要求。在鍋爐點火前啟動開式水泵，保證各用戶溫度要求。

開式水泵額定功率為160KW，從機(jī)組開始啟動至鍋爐點火大概時間為5h，開式水泵可節(jié)約外購電費(fèi)160X5X0.5056=404元。

2.6電除塵投入

1、2電場均采用高頻電源，除塵能力強(qiáng)。3、4電場則采用脈沖電源。在鍋爐點火前投入1、2電場。在點火至200MW低負(fù)荷階段，燃料量少，粉塵量少，1、2電場可滿足除塵的要求。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷達(dá)到200MW時，再啟動3、4電場保證粉塵不超標(biāo)。

3、4電場的功率相對穩(wěn)定，總功率在215KW左右。點火至負(fù)荷200MW需要大概12小時。3、4電場可節(jié)約外購電費(fèi)165X12x0.5056=1300元。在過程只要多關(guān)注粉塵排放情況，如果1、2電場無法滿足需求或出現(xiàn)故障，及時啟動3、4電場即可。

2.7高低加隨機(jī)投入

傳統(tǒng)上，為控制高中壓缸的上下壁溫差，高壓加熱器一般在并網(wǎng)并帶一定負(fù)荷以后再逐步投入，但實踐中，提前投入高壓加熱器對汽缸壁溫差的影響并不大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到影響安全運(yùn)行的程度⑵。因此在高壓加熱器投入時間的選擇上采用同低壓加熱器一樣的隨機(jī)投入方式。提前回收工質(zhì)熱量，減少損失。

通過高加隨機(jī)滑啟，提高了給水溫度，有利于鍋爐強(qiáng)化燃燒，可提高機(jī)組的回?zé)嵝?，降低排汽損失，提高機(jī)組啟動過程中的經(jīng)濟(jì)性；高加隨機(jī)啟動后，由于各抽汽口蒸汽的流動，加快了汽輪機(jī)缸體的加熱速度，從而有效的控制了汽輪機(jī)啟動中的脹差變化，大大加快了機(jī)組的啟動速度，降低了機(jī)組啟動費(fèi)用；可使高加管板和鋼管的溫升均勻、正常，對防止高加鋼管泄漏有益（3）。

2.8廠用電切換

按照以前的做法，廠用電切換在機(jī)組由濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)后，負(fù)荷180MW至200MW之間進(jìn)行。根據(jù)多年的運(yùn)行數(shù)據(jù)，廠用電切換穩(wěn)定，且機(jī)組干濕態(tài)轉(zhuǎn)換技術(shù)成熟。為節(jié)約外購電量，將廠用電切換提前至干濕態(tài)轉(zhuǎn)換前進(jìn)行，即負(fù)荷120MW時進(jìn)行。節(jié)約了對外購電量的使用，降低啟機(jī)費(fèi)用。

三、總結(jié)

通過以上措施，對機(jī)組啟動過程進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，加快了機(jī)組的啟動速度。對比優(yōu)化前后各一年冷態(tài)啟動的數(shù)據(jù)，平均啟機(jī)耗時縮短了近3小時?？紤]到以上鄰爐加熱、節(jié)約廠用電等措施均會增加另外一臺運(yùn)行機(jī)組的能耗，所以平均啟機(jī)費(fèi)用下降了近5萬元。說明以上措施是切實可行并富有成效的。

在以上措施的基礎(chǔ)上，將進(jìn)一步研究半側(cè)風(fēng)組運(yùn)行和無爐循泵啟動等措施的安全性與可行性，隨著這些技術(shù)的進(jìn)一步完善，將更大程度的提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

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