鍋爐停爐后的打壓泵補水方法研究

肖佳文

摘要：介紹了某電廠2×600 MW超臨界燃煤機組的啟動疏水系統(tǒng)、打壓系統(tǒng)以及停爐后給鍋爐補水的兩種方法，并對兩種不同的鍋爐補水方法對機組經(jīng)濟性產(chǎn)生的影響進行了對比分析，結(jié)果表明，鍋爐停爐后采用打壓泵補水方法的節(jié)能降耗效果更明顯。

關(guān)鍵詞：打壓泵;鍋爐補水;節(jié)能

0 引言

某電廠2×600 MW超臨界燃煤機組于2016年12月投入生產(chǎn)運行，機組鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG-1852/25.31-II8型超臨界“W”型火焰直流爐，機組汽輪機為上海汽輪機廠生產(chǎn)的N600-24.2/0.343/566/566型超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機。該電廠每臺機組只設(shè)計一臺汽動給水泵，無電動給水泵作為備用。由于超臨界機組蒸汽溫度、壓力等參數(shù)較高，鍋爐停爐后爐膛及各受熱面仍有較高的溫度，為了保證管壁受熱均勻，避免壁溫偏差大，造成受熱面管壁拉裂，需要維持鍋爐儲水罐水位，并保持爐水循環(huán)泵運行。由于高壓系統(tǒng)閥門難免存在內(nèi)漏，且爐膛余熱會將部分鍋爐內(nèi)的水加熱成蒸汽，鍋爐儲水罐水位會緩慢下降，儲水罐低水位無法滿足爐水循環(huán)泵運行需求，故需要對鍋爐進行補水。因此，如何降低鍋爐停運后的補水成本成為該電廠節(jié)能降耗的重要手段，結(jié)合該電廠生產(chǎn)實際情況，本文摸索出了一種有效的節(jié)能方法，以供同類型機組參考。

1 系統(tǒng)簡介

1.1? ? 鍋爐啟動疏水系統(tǒng)

該電廠兩臺超臨界“W”型火焰爐采用帶爐水循環(huán)泵的內(nèi)置啟動系統(tǒng)，主要作用是為了保證鍋爐在啟動或低負荷運行時水冷壁管內(nèi)流量、流速、水質(zhì)滿足要求，同時回收品質(zhì)合格的爐水以及爐水?dāng)y帶的熱量。

鍋爐啟動疏水系統(tǒng)主要由啟動分離器、儲水罐、爐水循環(huán)泵、爐水循環(huán)泵流量調(diào)節(jié)閥、儲水罐水位控制閥、疏水泵、暖管管路、過冷管路等組成。儲水罐數(shù)量為一只，作為啟動分離器排水的臨時儲存設(shè)備。疏水系統(tǒng)的主要作用是當(dāng)鍋爐水質(zhì)不合格或儲水罐水位較高時，將不合格或多余的爐水排走。暖管管路的主要作用是為了防止?fàn)t水循環(huán)泵、儲水罐水位調(diào)節(jié)閥及其進口管道等受到熱沖擊，產(chǎn)生疲勞損傷。過冷管路的主要作用是為了防止快速降負荷時爐水循環(huán)泵入口爐水發(fā)生閃蒸，導(dǎo)致循環(huán)泵發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

1.2? ? 鍋爐打壓系統(tǒng)

該電廠兩臺鍋爐共設(shè)一套打壓系統(tǒng)，其主要功能是供鍋爐受熱面進行水壓試驗時使用。該系統(tǒng)主要由打壓水箱、打壓泵、截止閥及管道等組成，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2 鍋爐停爐后的補水方法

方法一：采用給水泵給鍋爐補水，即通過輔助蒸汽驅(qū)動小汽輪機帶動給水泵旋轉(zhuǎn)，將水升壓后給鍋爐補水。機組停運后的輔助蒸汽可通過臨機或啟動鍋爐兩種方式提供，但由于該廠受區(qū)域電網(wǎng)負荷、潮流及所處地理位置等因素影響，長期只能單機運行，輔助蒸汽無法通過臨機供給，只能通過燃燒啟動鍋爐來提供蒸汽。該方法需要消耗大量電、燃油，且操作煩瑣，安全風(fēng)險較高，故此方法難以達到節(jié)能的目的。

方法二：采用打壓泵給鍋爐補水。打壓泵的主要特點是水壓高、流量小，通過查閱設(shè)計圖紙及調(diào)研同類型電廠，結(jié)合該電廠實際情況，此方法完全滿足對鍋爐停爐后補水的要求。本文對鍋爐打壓系統(tǒng)進行了輕微改動，在打壓泵出口引一路管道接至爐水循環(huán)泵出口疏水管前，達到鍋爐上水目的。打壓泵系統(tǒng)流程如圖1所示。該方法操作簡單，安全風(fēng)險低，耗電量小，無需消耗啟動鍋爐燃油。

3 節(jié)能效果分析

該電廠機組作為全國首臺未設(shè)電泵的W火焰機組，在確保安全生產(chǎn)的同時，節(jié)能降耗也是技術(shù)、經(jīng)營等部門的工作重點。從每次停機記錄數(shù)據(jù)來看，鍋爐停爐后，從主蒸汽壓力13 MPa、溫度480 ℃降至主蒸汽壓力0.68 MPa、溫度221 ℃時，鍋爐熱爐放水所需時間約92 h，其間鍋爐需要補水3次。

3.1? ? 方法一成本核算

當(dāng)采用給水泵給鍋爐補水時，從啟動鍋爐點火、升溫升壓，到投運輔助蒸汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、小汽輪機沖轉(zhuǎn)、鍋爐補水，再到小汽輪機打閘、停運啟動鍋爐所需時間約2.5 h。在此過程中，啟動鍋爐需要消耗0號輕柴油約7 t;啟動鍋爐送風(fēng)機、給水泵耗電量累計約為750 kWh，0號輕柴油以當(dāng)?shù)貎r格6 000元/t計算、電費按上網(wǎng)電價0.4元/kWh計算，補水一次累計費用為（7×6 000+750×0.4）/10 000=4.23萬元;鍋爐停運補水3次所需費用為4.23×3=12.69萬元。

3.2? ? 方法二成本核算

當(dāng)采用打壓泵給鍋爐補水時，從啟動打壓泵、鍋爐補水，到停運打壓泵，所需時間約2.8 h。在此過程中，打壓泵只需要運行3 h，耗電量為：90×3=270 kWh;補水一次費用為270×0.4=108元;鍋爐停運補水3次所需費用為108×3÷10 000=0.032 4萬元。

3.3? ? 對比分析

通過對以上兩種鍋爐補水方法進行對比分析可知，采用打壓泵給鍋爐上水每停爐一次可節(jié)約成本12.69-0.032 4≈12.66萬元，按該電廠2019全年2臺鍋爐共停運12次計算，累計節(jié)約成本為12.66×12=151.92萬元。

同時，方法二較方法一所需操作的系統(tǒng)少，能夠減少運行人員95%的操作量，大大降低了運行人員誤操作的可能性。

4 結(jié)語

隨著清潔能源的不斷發(fā)展以及電力改革的深入推進，火力發(fā)電廠面臨的競爭日益激烈，發(fā)電廠在確保安全生產(chǎn)的同時，不斷降低發(fā)電企業(yè)運營成本，進一步做好提質(zhì)增效工作尤為重要。為了保證鍋爐從停爐到放水期間水冷壁受熱均勻，避免壁溫偏差大，造成管壁拉裂，采用打壓泵給鍋爐補水的方法，維持爐水循環(huán)泵運行，既減少了運行人員的工作量，降低了誤操作的安全風(fēng)險，又達到了節(jié)能降耗的目的。

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