300MW火電機組啟動過程的優化

向海楊

（貴州鴨溪金元發電運營有限公司，貴州 鴨溪鎮 563100）

300MW火電機組啟動過程的優化

向海楊

（貴州鴨溪金元發電運營有限公司，貴州 鴨溪鎮 563100）

在某電廠1～4號機的調試過程中，每次開機啟動都嚴格按照機、爐、電規程的規定進行，比如，大機高壓缸預暖要求高壓內缸上壁溫達到150℃才能大機悶缸；發電機并網后才啟動制粉系統等。這些都是按照規程中的要求進行的。那么是否可以改變其中的一些參數和操作方式，讓開機更快，更節約燃油和廠用電呢。通過深入的研究和實踐，制定了在保證生產安全的前提下，對300MW火電機組開機過程進行優化的技術措施，達到了快速啟動和節約能源的目的。

1 用汽泵前置泵代替電泵向鍋爐上水

鍋爐上水過程的時間并不長，大約2h～4h，通常采取的方式是用電動給水泵向鍋爐上熱水，這種方式的好處是速度較快，因為電泵的出力較大。而電泵為6kV的電機，功率很大，給水的壓力高，造成電能的消耗很大，主要損耗在節流和再循環中；而且對給水管道的沖擊也較大。

現鍋爐上水改為采用2臺汽泵前置泵同時上水的方式。前置泵是380V電機，功率小，出口壓力低(大概只有0.5MPa)，不需要開啟再循環，消耗的電能明顯降低，對給水管道的沖擊也較小。用2臺前置泵上水時，每次啟動大概可以節電1500kW.h。但是這種操作方式也帶來了一些問題，首先，前置泵出口壓力低，所以必須啟動2臺前置泵才能滿足上水的要求，系統的檢查恢復就要復雜得多。但汽泵系統本來就要恢復，所以只要操作過程周到細致，就可以保證操作的安全。其次，因為給水壓力低，上水的速度比電泵上水的速度慢，影響了整個開機的進度，拖延了啟動的時間。但是從實際操作來看，影響上水的時間并不多，因為上水的時間還受到汽包壁溫差的影響。這種上水方式的改變，能夠節約很多電能，但是為了保證開機的速度，必須在開機時改變一些操作進度，比如提前檢查汽泵系統、提前上水等。

2 高缸預暖溫度的提高

根據汽機規程的規定，開機過程中投入汽機高缸預暖是為了加速暖機的過程，當高壓內缸上壁溫度達到150℃就開始悶缸。要加快汽機沖轉過程中的暖機過程，就要提前對高壓內缸進行預暖。理論上講，高壓內缸上壁溫度越高越好，這樣就能縮短暖機過程，加快開機速度，節約燃油和廠用電。經過實踐，將高壓內缸上壁溫度暖至200℃才開始悶缸，高壓上缸外壁溫度達到128℃，汽機冷態沖轉時間大概在30min左右，大大縮短了沖轉時間。那么高壓內缸上壁溫度是不是越高越好呢？這個缸溫越高，在大機沖轉過程中會不會對大機的膨脹、大機各道軸承的振動、軸向位移、缸溫造成其他的影響？

高壓內缸上壁溫度定得低，汽機各個缸溫點的溫度就低，缸脹也較均勻，悶缸的效果也較好，沖轉過程中振動就比較小，但是暖機的時間會很長。因為汽機沖轉過程中鍋爐基本上是燃油，因而會大大增加燃油的消耗量，廠用電的消耗量也會很大。暖缸的溫度定得高，沖轉后暖機的時間減少，沖轉過程時間會縮短，能夠節約燃油、廠用電和時間。但如果把暖缸的溫度定得高，即高壓內缸的壁溫越高，汽機各個缸溫點的溫度就越高，各個缸的溫差就會越大，高缸脹差就會越大，悶缸的效果也越差，沖轉過程中對大機的振動影響就會很大，反而有可能會沖轉不成功，從而造成能耗加大、時間加長。所以，需要選擇一個較適中的溫度。經過實踐，把這個溫度定為200℃。此后幾次開機都很成功，大機沖轉的時間大概控制在30min左右(過去一般正常的沖轉都需要2h～3h)，大大縮短了沖轉的時間，更節約了大量的燃油和廠用電。

3 開機過程用汽泵全程上水

在一般的開機過程中，低負荷時用電動給水泵上水，在負荷達到80MW后沖轉汽泵，開始采用汽泵上水。這種上水方式是鍋爐和汽機規程中的要求，因為電泵的可靠性相對較高，特別是低負荷時，汽包水位波動很大的情況下，可以提高機組的安全性。但是開機過程時間較長，電泵的功率很大，廠用電的消耗會很高。現采取的是在機組低負荷時，用運行鄰機的輔汽來沖轉1臺汽泵，在開機的全程用汽泵上水，當負荷達到100MW時用四抽沖轉第2臺汽泵并列運行。雖然說運行機組的汽耗會增加，但相對于電泵的電耗來說，仍節約很多。通過幾次開機實踐，每次開機節約廠用電大概5000kW.h～10000kW.h。這種操作方式會帶來很多安排上的改變。如，在鍋爐點火后就需要利用鄰機輔汽沖轉1臺汽泵給水，那么在鍋爐點火前就必須做好汽泵系統的恢復工作，保證隨時可用。再如，由于汽泵系統復雜，又需要鄰機保證汽機輔汽的壓力穩定，相對于電泵可靠性要低一些，在鍋爐低負荷階段，存在一些安全隱患。這必須從技術上予以保證。但從另一個角度來看，因為這時的電泵處于備用狀態，給水安全也有一定的保障。

4 汽機沖轉前啟動1臺磨煤機準備沖轉參數

傳統的開機方式從鍋爐點火至發電機并網都是燃用燃油，待發電機并網后才啟動制粉系統運行。這種方式會消耗大量的燃油，而且鍋爐參數上升很慢；并網后再啟動磨煤機，煤粉著火需要時間，也會增加啟動的時間。

電廠采用的是直吹式低速磨煤機，鍋爐是W型火焰鍋爐。現采用的方式是，在鍋爐點火后，爐膛出口煙溫達320℃時就開始啟動1臺磨煤機運行，投入煤粉，使鍋爐升溫、升壓至沖轉參數，汽機沖轉的整個過程都是煤油混燃。待發電機并網后，立即增加磨煤機出力，并且啟動第2臺磨煤機運行。經過多次開機實踐，這種方式能夠很好地控制鍋爐的熱負荷，并且能節約大量的燃油，相對傳統的方式可以節約大約10t的燃油。但是這種操作方式會帶來很多安全問題，必須在技術上予以保證。

(1) 鍋爐的升溫、升壓速度要保證在合理的范圍內，不能太快，否則會大大降低鍋爐的使用壽命。

(2) 鍋爐低負荷階段，爐膛溫度較低，采用煤油混燃時，必須有足夠的油槍來提高爐溫，以保證鍋爐的燃燒穩定，否則可能發生熄火或煤粉無法著火，存在熄火爆燃的危險。

(3) 鍋爐低負荷階段，煤油混燃會有很多煤粉沒有燃盡，最終會隨煙氣流動并積存在尾部煙道和空預器，可能造成尾部煙道再燃燒或空預器再燃燒。解決方法是加強空預器和尾部煙道的吹灰和煙溫監視，以保證運行安全。

(4) 為了使煤粉更好地著火，在鍋爐點火后，要提前對制粉系統進行預暖。因為汽機沖轉蒸汽的用量有限，因此要注意控制制粉系統的出力和鍋爐熱負荷，避免鍋爐汽溫、壓力超限。

通過多次開機實踐，并以上述4個技術措施為保證，在300MW火電機組的開機操作中，節約了大量的燃油和廠用電，縮短了開機的時間。而且，通過研究各個技術保證措施，保證了在開機過程中的設備安全，使機組能又快又優的實現啟動。

2009-09-18)