660MW超超臨界機組無電泵冷態啟動實踐與風險控制

李 飛

江蘇國華陳家港發電有限公司，江蘇鹽城 224631

0 引言

目前在確保機組安全的前提下，“節能降耗”已成為各發電企業生產運行的主題，在機組啟動階段控制成本的意義尤為重大,因此需要尋求更經濟的啟動方式。傳統的機組啟動模式采用電動給水泵啟動，啟動階段廠用電耗較高，機組帶負荷后的并、退給水泵操作停留時間長，操作風險大。而直接利用汽動給水泵組實現機組啟動（也稱“無電泵啟動”）不僅能節省啟動階段的廠用電量，而且優化了機組啟動進程，可以實現機組的快速、平穩、安全啟動。

江蘇國華陳家港發電有限公司（簡稱國華港電）兩臺機組在調試期因輔汽不足未能進行無電泵啟動調試，對操作進程、參數的控制缺少相關數據支撐，2012年10月2號機組首次進行了無電泵啟動。

1 系統簡介

國華港電一期工程為兩臺660MW超超臨界機組，鍋爐為上海鍋爐廠生產的超超臨界參數變壓運行直流爐，為帶爐水循環泵的串聯式啟動系統，采用微油點火，型號：SG-2037/26.15 M626型。汽輪機為上海汽輪機有限公司660MW超超臨界凝汽式汽輪機，型號：N660-25/600/600。

每臺機組的給水系統設置兩臺50%容量的汽動給水泵和1臺30%容量的電動啟動給水泵。小汽輪機為杭州汽輪機股份有限公司生產，型號為NK63/71/0，調速范圍3000rpm～6000rpm，動力汽源有冷再蒸汽、主機四抽蒸汽和輔助蒸汽。每臺汽動給水泵配置1臺不同軸的電動給水前置泵。電動給水泵采用定速給水泵。

2 無電泵冷態啟動實踐

1號機組運行，全廠輔汽由1號機組四段抽汽供給，冷再做備用，四段抽汽還作為1號機除氧器及兩臺汽動給水泵的汽源。在2號機組啟動階段，2號機組除氧器加熱、軸封供汽、空預器吹灰、微油暖風器以及小汽輪機用汽均來自1號機組，輔汽用汽量較大。為防止1號機組AGC方式下負荷變化導致四段抽汽及輔汽參數波動，危及機組安全。首先將1號機組輔汽切至冷再供給，關閉四段抽汽至輔汽聯箱電動門。

由于前置泵設計揚程95m，利用前置泵向鍋爐上水，鍋爐上水流量通過上水旁路調門控制在80t/h～100t/h。為確保機組啟動的順利進行，此間進行了電動給水泵的試啟試驗，試轉正常后停運備用。兩小時后鍋爐見水，啟動鍋爐爐水循環泵，調整爐水循環泵出口調門，省煤器入口流量維持在750t/h左右進行大流量沖洗。

由于DCS軟邏輯和硬接線MFT信號閉鎖小汽輪機沖轉允許條件，強制解除硬接線保護在恢復時存在小汽輪機跳閘的風險，因此啟動增壓風機、引送風機進行鍋爐吹掃，復位MFT，然后沖轉2A小機至800rpm暖機，并開啟2A汽泵出口電動門向鍋爐供水沖洗，關閉2B前置泵出口門。由于2A小機800rpm長時間運行，在64分鐘后排汽溫度由76℃上升至133℃，投用排汽減溫水無效。為降低排汽溫度，小汽輪機升速至2550rpm，排汽溫度降至88℃，此時調節鍋爐上水旁路調門開度至10%，鍋爐上水量約170t/h，分離器液位控制調閥開度在15%左右，上水旁路調門壓差在8.7MPa。提升轉速到3000rpm，小機排汽溫度進一步下降。

水質合格后，鍋爐點火。由于點火初期鍋爐產汽量小，鍋爐未起壓，上水旁路調門前后差壓達到11MPa。適當開啟上水調門至18%，將上水流量增加到230t/h，此舉可有效降低副調前后壓差，盡量減少鍋爐工質排放。隨著上水量的增加和主汽壓的升高，上水調門差壓逐漸減小。

啟動分離器出口溫度達到180～220℃，保持燃燒穩定，進行鍋爐熱態清洗。滿足汽輪機暖閥條件，進行暖閥，水質合格后汽輪機走步，摩檢，進入暖機狀態。此時間間隔較長，利用輔汽汽源沖轉1B汽動給水泵。

機組并網逐漸帶負荷至150MW，暖投四段抽汽至除氧器及1B汽動給水泵管路，進行汽源切換。負荷220MW，將給水旁路切至主路運行，負荷235MW，將鍋爐由濕態轉為干態運行，負荷274MW，并入1B汽動給水泵運行，投入汽動給水泵轉速、給水、煤水比自動，負荷310MW，機組投入CCS方式，將1A小汽輪機汽源由輔汽切至四段抽汽，本次2號機組無電泵冷態啟動順利完成。

3 無電泵冷態啟動的風險控制

鍋爐主保護設置有多次點火失敗，條件為“大油槍三次點火失敗”或“微油油槍兩次點火失敗”。汽動給水泵跳閘條件有MFT觸發，因此在鍋爐點火時，必須確保油槍的可靠性。否則點火失敗觸發MFT，聯跳小汽輪機，將會影響機組啟動進程。在進行機組大聯鎖保護試驗時，應對油槍進行傳動試驗，確保油槍的可靠性。

機組啟動階段，輔汽用量較大，必須考慮到臨機負荷變化問題，有必要將臨機輔汽聯箱汽源切至冷再供給。鍋爐點火起壓后及時投入高低壓旁路，高旁后壓力大于1MPa，溫度大于300℃，暖投2號機組冷再至輔汽聯箱管路作備用。機組帶負荷后盡早暖投1B小汽輪機汽源，進行汽源切換，降低1B汽動給水泵并入后汽源切換的風險。而1A小機汽源的切換待機組啟動完成后進行。

小汽輪機在低轉速階段，排汽溫度較高，通過此次無電泵啟動的實踐發現轉速升至2550rpm時排汽溫度下降且穩定。因此可以臨時將許可投遙控的轉速條件由3000rpm改為2550rpm，待小汽輪機轉速＞3000rpm再恢復。此舉還可以緩解鍋爐上水旁路調門前后壓差過大損壞的矛盾。小汽輪機在低轉速階段還需關注振動情況，本次小汽輪機在升速時，各振動測點平穩。

在整個機組啟動過程中，尤其在除氧器汽源為輔汽時，除氧器壓力低，1A汽前泵出口壓力約1.7MPa，而汽動給水泵入口壓力低于1.3MPa三取二跳閘。調整給水時，操作盡可能平穩。

4 結論

國華港電660MW超超臨界機組無電泵啟動實踐，總結出了啟動過程中的控制要領，為下一步優化機組啟動進程積累了寶貴經驗。實踐證明，在機組無電泵冷態啟動中對各項操作風險分析到位，可以實現機組的快速、平穩、安全啟動。對于同類型機組的無電泵啟動，可提供一定的借鑒經驗。

[1]胡洲.1000MW機組無電泵啟動方式及特點.浙江電力[J]，2010(9).

[2]660MW超超臨界機組集控運行規程.江蘇國華陳家港發電有限公司.

[3]汽輪機產品使用說明書01版.杭州汽輪機股份有限公司.