1000MW機(jī)組鍋爐取消啟動(dòng)循環(huán)泵可行性研究

張小明 何江濤

(神華陜西國(guó)華錦界能源有限責(zé)任公司,陜西 神木 719319)

1 啟動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

為了在啟動(dòng)階段為爐膛安全提供所需的給水量，超臨界壓力滑壓運(yùn)行的直流鍋爐均設(shè)置了啟動(dòng)系統(tǒng)，以達(dá)到快速點(diǎn)火和升溫的目的。在鍋爐啟動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，汽水經(jīng)分離器進(jìn)行分離，蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，水進(jìn)入儲(chǔ)水罐內(nèi)由啟動(dòng)系統(tǒng)管路回收、循環(huán)。啟動(dòng)系統(tǒng)管路有帶鍋爐再循環(huán)泵和不帶鍋爐再循環(huán)泵兩種布置型式。帶再循環(huán)泵的系統(tǒng)，鍋爐啟動(dòng)大部份疏水由再循環(huán)泵送回到省煤器入口，另外一部分疏水經(jīng)液位調(diào)節(jié)閥經(jīng)擴(kuò)容后送入凝汽器。不帶再循環(huán)泵的系統(tǒng)，鍋爐啟動(dòng)全部疏水經(jīng)液位調(diào)節(jié)閥經(jīng)擴(kuò)容后送入凝汽器。啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)置可確保爐膛水冷壁安全所需的最小給水量。在鍋爐20～28%BMCR負(fù)荷之間，鍋爐再循環(huán)運(yùn)行結(jié)束時(shí)可切換到直流運(yùn)行狀態(tài)。

圖1 帶BCP的啟動(dòng)系統(tǒng)示意圖（虛線(xiàn)框內(nèi)為可選配置）

2 帶再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)鍋爐的特點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)：

2.1.1 縮短啟動(dòng)時(shí)間。配置了循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)，可以提高省煤器入口的給水溫度，因此可以縮短啟動(dòng)時(shí)間，對(duì)于經(jīng)常啟動(dòng)的兩班制機(jī)組來(lái)說(shuō)，縮短啟動(dòng)時(shí)間可帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益；

2.1.2 在啟動(dòng)過(guò)程中回收熱量。由于在啟動(dòng)過(guò)程中啟動(dòng)流量為25%BMCR，在機(jī)組啟動(dòng)初期，25%BMCR負(fù)荷前，汽水分離器分離出的20%BMCR流量的飽和水（壓力約9MPa，溫度約300℃）可通過(guò)BCP進(jìn)行熱量回收，否則只能擴(kuò)容后進(jìn)入凝汽器，造成大量的熱量損失；

2.1.3 在鍋爐清洗和啟動(dòng)過(guò)程中回收工質(zhì)，減少補(bǔ)給水。帶BCP的系統(tǒng)，在水質(zhì)合格的前提下，分離器分離的飽和水20%BMCR通過(guò)再循環(huán)泵與給水混合后重新進(jìn)入省煤器，只有7%BMCR的疏水，經(jīng)擴(kuò)容器后損失的工質(zhì)少，補(bǔ)給水量少。而不帶BCP的系統(tǒng)，25%BMCR的疏水，全部經(jīng)擴(kuò)容器，擴(kuò)容后損失的工質(zhì)較多，需補(bǔ)充較多給水。

2.1.4 啟動(dòng)過(guò)程中，能有效地控制蒸汽溫度，較好地滿(mǎn)足汽機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求。帶再循環(huán)泵的系統(tǒng)，鍋爐啟動(dòng)時(shí)溫度、壓力上升曲線(xiàn)比較平穩(wěn)，鍋爐參數(shù)能夠比較好地滿(mǎn)足汽機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)地要求，汽溫和壓力匹配比較理想。

2.2 缺點(diǎn)：

2.2.1 帶BCP系統(tǒng)復(fù)雜。從系統(tǒng)組成可看出，系統(tǒng)管路多、設(shè)備多、閥門(mén)多，系統(tǒng)復(fù)雜，鍋爐房布置擁擠。

2.2.2 初投資大

2.2.3 設(shè)備多，電廠的維護(hù)與運(yùn)行成本高，且增加廠用電耗

2.2.4 BCP采購(gòu)周期長(zhǎng)，成本高

3 不帶再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)鍋爐的特點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)：

3.1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。

3.1.2 初投資小。

3.1.3 維護(hù)簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低。且能節(jié)省BCP等設(shè)備的電耗。

3.2.4 鍋爐調(diào)試運(yùn)行不受BCP到貨情況的影響。

3.2 缺點(diǎn)：

3.2.1 啟動(dòng)過(guò)程中熱量不能回收。啟動(dòng)疏水直接進(jìn)入凝汽器，造成大量的熱量損失。

3.2.2 啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)，燃油消耗量相對(duì)增加。

3.2.3 啟動(dòng)時(shí)容易超溫，需進(jìn)行精心調(diào)整使機(jī)爐參數(shù)匹配。

4 鍋爐取消BCP后需注意的問(wèn)題

4.1 機(jī)爐匹配要求

為使鍋爐出口蒸汽溫度滿(mǎn)足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)的要求，通過(guò)其它手段后汽溫調(diào)整還不能達(dá)到要求時(shí)，需要降低汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力。運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作調(diào)整，以使機(jī)爐能較好的匹配。（一般汽機(jī)沖轉(zhuǎn)點(diǎn)參數(shù)為：壓力5.0MPa。溫度450℃左右。）

4.2 補(bǔ)給水量要求

鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期，要求清洗水量為25%BMCR（即771t/h）。冷態(tài)清洗水質(zhì)達(dá)到一定要求后，對(duì)有BCP的系統(tǒng)，可開(kāi)啟BCP，將大部分工質(zhì)打回到省煤器進(jìn)口，在水冷壁系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用，疏水流量為7%BMCR，經(jīng)擴(kuò)容后損失的工質(zhì)約為65t/h。而取消BCP以后，疏水量為25%BMCR，經(jīng)擴(kuò)容后損失的工質(zhì)約為231t/h。即在清洗階段和啟動(dòng)階段需要的補(bǔ)充的給水量為231t/h。吹管階段補(bǔ)水量也按此要求。

4.3 對(duì)冷凝器容量的要求

鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期，清洗水量25%BMCR（即771t/h）均排入機(jī)組排污系統(tǒng)。冷態(tài)清洗水質(zhì)達(dá)到一定要求后，對(duì)有BCP的系統(tǒng)，因大部分工質(zhì)打回到省煤器進(jìn)口進(jìn)行循環(huán)，只有7%BMCR的水經(jīng)過(guò)擴(kuò)容器以后（約216t/h）排入凝汽器；而取消BCP以后，所有疏水均經(jīng)過(guò)擴(kuò)容器以后排入凝汽器，排入凝汽器的最大流量約為540t/h。（注：疏水的溫度和壓力與帶BCP時(shí)一樣）

4.4 啟動(dòng)時(shí)間

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不帶BCP的系統(tǒng)比帶BCP的系統(tǒng)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)1小時(shí)左右。因此對(duì)頻繁啟停或參與調(diào)峰的機(jī)組，不帶BCP的系統(tǒng)快速響應(yīng)能力較差。同時(shí)，在沒(méi)有節(jié)油措施（如等離子點(diǎn)火或微油點(diǎn)火、鄰爐加熱裝置）的情況下，啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)相應(yīng)的就會(huì)增加燃料消耗量，并且少發(fā)電。

5 帶BCP和不帶BCP經(jīng)濟(jì)性比較

不帶BCP的啟動(dòng)系統(tǒng)初投資小，但在啟動(dòng)過(guò)程中不能回收熱量，延長(zhǎng)了啟動(dòng)時(shí)間，增加了燃料的消耗量，運(yùn)行成本較高。

以下數(shù)據(jù)按經(jīng)驗(yàn)估算，僅供參考，并不代表成本核算，也不能作為決定是否取消BCP的依據(jù)（按照不帶BCP的系統(tǒng)比帶BCP的系統(tǒng)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)1小時(shí)左右計(jì)算）：

?

說(shuō)明：5.1鍋爐壽命30年，每年冷態(tài)啟動(dòng)按3次計(jì)算（實(shí)際可能僅啟動(dòng)1次）。微油點(diǎn)火按啟動(dòng)一次增加5萬(wàn)元、電價(jià)按照0.252元/kw.h計(jì)算。

5.2 5年一大修，2年一小修，2年一小修消耗除鹽水量與1次大修相同。除鹽水按3.0元/噸。清洗時(shí)間按4.5天（108小時(shí)）計(jì)算，消耗除鹽水量為（231-65）t/h×108h（取約 17000噸）。

5.3 啟動(dòng)期間不能回收的疏水熱量，反映在啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)多消耗的燃料上，總體考慮，不再單獨(dú)計(jì)算。

5.4 備用減溫水成本含閥門(mén)、管道等設(shè)備以及用水量。

5.5 按機(jī)組每年冷態(tài)啟動(dòng)3次來(lái)計(jì)算，則取消BCP后減少收益639萬(wàn)元；若按機(jī)組每年冷態(tài)啟動(dòng)僅1次來(lái)計(jì)算，則取消BCP后可節(jié)約719.4萬(wàn)元。

[1]寧獻(xiàn)武,趙繼良,張冠群.1000MW機(jī)組啟動(dòng)系統(tǒng)的研究[J].東北電力技術(shù),2011,32(2)