張立壯 宋揚(yáng)

引言：本文針對(duì)600MW火電機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間長的情況進(jìn)行分析，在保證設(shè)備安全的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程進(jìn)行優(yōu)化，縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，節(jié)省了廠用電，降低啟動(dòng)油耗，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)啟動(dòng)，對(duì)同類型火電機(jī)組啟動(dòng)具有參考意義。

前言

近年來，燃油、煤炭等原材料價(jià)格及環(huán)保成本逐年提高，機(jī)組利用小時(shí)下降，降低運(yùn)營成本，提高節(jié)能效益，已引起發(fā)電企業(yè)的高度重視。本文通過對(duì)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程進(jìn)行優(yōu)化分析，采取相關(guān)運(yùn)行措施，縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，達(dá)到了節(jié)油、節(jié)電的目的。

一、概況

霍林河坑口發(fā)電公司現(xiàn)有兩臺(tái)600MW汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為亞臨界壓力，一次中間再熱，強(qiáng)制循環(huán)爐型，最大連續(xù)蒸發(fā)量為2080t/h，采用微油復(fù)合點(diǎn)火技術(shù)。汽輪機(jī)為單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式，控制調(diào)節(jié)采用DEH系統(tǒng)。

二、冷態(tài)啟動(dòng)過程

啟動(dòng)閉冷泵（10分鐘）→鍋爐上水泵（5分鐘）→排汽裝置補(bǔ)水和凝結(jié)水管道補(bǔ)水（90分鐘）→啟動(dòng)凝泵向除氧器上水（45分鐘）→爐側(cè)給水管道注水，除氧器投加熱，水溫提至80℃（120分鐘）→啟動(dòng)給水泵向鍋爐上水（150分鐘）→投入軸封供汽，啟動(dòng)三臺(tái)真空泵抽真空，投入半側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，啟動(dòng)密封風(fēng)機(jī)（15分鐘）→投入等離子增壓風(fēng)機(jī)及小爐膛三支油槍，A磨暖磨（15分鐘）→投入微油和啟動(dòng)A磨，鍋爐開始升溫、升壓，達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)，啟動(dòng)EH油泵和啟動(dòng)油泵運(yùn)行（300分鐘）→汽機(jī)沖轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)速400rpm（15分鐘）→停留5分鐘后繼續(xù)升速至2000 rpm（10分鐘）→中速暖機(jī)（150分鐘）→中速暖機(jī)結(jié)束，繼續(xù)升速至3000 rpm（15分鐘）→發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶初始負(fù)荷（10分鐘）→初始負(fù)荷暖機(jī)、停止?fàn)t膛小油槍（30分鐘），→逐漸啟動(dòng)B、C、D磨煤機(jī)，逐漸帶負(fù)荷至210MW（50分鐘）→停止微油運(yùn)行（5分鐘）→啟動(dòng)另一臺(tái)一次風(fēng)機(jī)（5分鐘）→加負(fù)荷至300MW，投入另一臺(tái)送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)（20分鐘）。

三、問題提出

（一）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間過長。從機(jī)組啟動(dòng)前補(bǔ)水至并網(wǎng)帶50%額定負(fù)荷需1060分鐘。

（二）廠用電增加較多。

（三）油耗量大。由于從點(diǎn)火至切除油槍用時(shí)605分鐘，耗油需14噸。

（四）暖機(jī)效果差。以2009年3月10日2號(hào)機(jī)組啟動(dòng)為例：主汽壓力5.9MPa暖機(jī)150分鐘后，汽缸金屬溫度汽缸總膨脹才達(dá)到5.2mm。

（五）掛閘前中壓主汽門打不開，閥切換過程中高壓主汽門在19%位置卡澀。

四、原因分析

（一） 廠用電增加。一是過早投入閉冷泵、鍋爐上水泵、凝結(jié)水泵運(yùn)行；二是從鍋爐上水開始一直投入給水泵運(yùn)行；三是機(jī)組從鍋爐點(diǎn)火至并網(wǎng)用時(shí)515分鐘，啟動(dòng)時(shí)間過長，廠用電相應(yīng)增加。

（二）油耗量大。一是點(diǎn)火用煤質(zhì)差，灰分、水份較高；二是爐水溫度低，升溫至產(chǎn)生蒸汽起壓過程速度慢；三是鍋爐點(diǎn)火初期爐膛溫度低，煤粉著火不穩(wěn)定，磨煤機(jī)煤量受限。四是工作安排不當(dāng)，耽誤機(jī)組正常啟動(dòng)。五是部分運(yùn)行人員節(jié)油意識(shí)不強(qiáng)。

（三） 暖機(jī)效果差。一是高低壓旁路開度匹配不當(dāng)；二是背壓低；三是主蒸汽壓力高；四是主汽溫度變化大。上述原因?qū)е赂邏褐髌T預(yù)啟閥開度小，進(jìn)入的蒸汽流量小，經(jīng)過節(jié)流損失，蒸汽溫度進(jìn)一步降低，蒸汽與金屬溫差小，加熱速度緩慢，暖機(jī)效果不好。

（四） 高中壓主汽門存在問題。機(jī)組掛閘后中壓主汽門打不開，閥切換過程中高壓主汽門預(yù)啟閥開度在19%位置卡澀。主要原因是是主汽門設(shè)計(jì)、安裝質(zhì)量存在問題，另外受運(yùn)行參數(shù)影響，門前后差壓大。

五、采取措施

（一）降低廠用電消耗。一是啟動(dòng)時(shí)50%負(fù)荷以下時(shí)鍋爐半側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行；二是閉式水系統(tǒng)在中速暖機(jī)結(jié)束前由鄰機(jī)帶；三是鍋爐上水期間只維持凝補(bǔ)泵及給水泵運(yùn)行，上水結(jié)束停止給水泵；四是軸封投入前啟動(dòng)凝結(jié)水泵運(yùn)行；五是爐水循環(huán)泵點(diǎn)動(dòng)后維持單泵運(yùn)行；六是并網(wǎng)后再投入空冷風(fēng)機(jī)并保持低頻運(yùn)行；七是保持軸封供汽壓力25～30KPa，維持三臺(tái)真空泵運(yùn)行迅速抽真空，背壓降至35KPa左右，保持一臺(tái)真空泵運(yùn)行。

（二）降低啟動(dòng)油耗。一是機(jī)組啟動(dòng)前筒倉進(jìn)入高熱值燃煤；二是合理使用等離子小爐膛油槍配合加熱A磨煤機(jī)一次風(fēng)，煙溫180℃時(shí)，啟動(dòng)第二臺(tái)磨煤機(jī)，保持兩臺(tái)制粉系統(tǒng)均低煤量運(yùn)行，并停止等離子小爐膛油槍；三是根據(jù)汽包金屬溫度逐漸提高上水溫度，點(diǎn)火前汽包溫度達(dá)到90℃；四是統(tǒng)籌安排，保證鍋爐上水、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)及點(diǎn)火操作時(shí)間的銜接；五是中速暖機(jī)結(jié)束后投入第三臺(tái)磨煤機(jī)，并網(wǎng)前投入第四臺(tái)磨煤機(jī)，逐漸提高煤量至180噸/小時(shí)，并加強(qiáng)燃燒調(diào)整，機(jī)組負(fù)荷150MW以上，爐膛負(fù)壓波動(dòng)小于±50Pa，及時(shí)切除全部油槍運(yùn)行。

（三）提高暖機(jī)效果。一是選擇恰當(dāng)?shù)恼羝麉?shù)：主汽壓力5.0MPa，再熱蒸汽壓力0.5～1.0MPa主、再熱汽溫度340～360℃，1小時(shí)后逐漸升至380℃并維持穩(wěn)定運(yùn)行；二是沖轉(zhuǎn)前30分鐘，投入過熱蒸汽減溫水，將主汽參數(shù)調(diào)整至沖轉(zhuǎn)過程中所需參數(shù)，防止主汽溫度大幅度波動(dòng)；三是高壓旁路調(diào)整門維持在25～30%開度，低壓旁路調(diào)整門不大于35%開度；四是通過調(diào)整空冷島投入列數(shù)來提高背壓，一般維持背壓在20～25KPa；通過上述措施的采取，預(yù)啟閥開度會(huì)保持在7%以上開度，主汽流量不低于40噸/小時(shí)，蒸汽溫度與汽缸金屬溫差會(huì)維持在35℃左右，這樣會(huì)大大提高暖機(jī)效果。

（四）從運(yùn)行角度減少高中壓主汽門出現(xiàn)的問題。一是沖轉(zhuǎn)前10分鐘，緩慢減小高壓旁調(diào)整門，同時(shí)開大低壓旁路調(diào)整門，使中壓主汽門前蒸汽壓力降至0.1MPa左右，將中壓主汽門開啟，恢復(fù)沖轉(zhuǎn)參數(shù)。二是中速暖機(jī)結(jié)束后通過開大高低旁路門和5%水旁路門降低主汽壓力，保持主汽壓力低于6MPa，能夠在閥切換過程中順利打開高壓主汽門，縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。

六、效果評(píng)價(jià)

（一）啟動(dòng)時(shí)間縮短2.5小時(shí)，負(fù)荷率按60%計(jì)算，多發(fā)電90萬千瓦時(shí)，創(chuàng)造利潤27萬元。

（二）整個(gè)啟動(dòng)過程輔機(jī)耗電量下降8.71萬千瓦時(shí)，節(jié)約費(fèi)用2.61萬元。

（三） 整個(gè)啟動(dòng)過程節(jié)省燃油5噸，節(jié)約費(fèi)用4萬元。

七、結(jié)論

機(jī)組從投產(chǎn)至今，共啟動(dòng)56次，通過逐漸摸索和積累經(jīng)驗(yàn)，機(jī)組啟動(dòng)過程不斷得到優(yōu)化，啟動(dòng)費(fèi)用逐次下降。但是從歷次啟動(dòng)看，還有很大欠缺，主要表現(xiàn)在汽溫、汽壓控制瞬時(shí)值波動(dòng)較大，溫升速度未能嚴(yán)格執(zhí)行曲線，機(jī)組啟動(dòng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制銜接差等，還需在以后機(jī)組啟動(dòng)過程不斷完善和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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