中壓缸預(yù)暖在1000MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)中的應(yīng)用

摘 要：1000MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)中，在高壓缸預(yù)暖的同時(shí)利用鄰機(jī)冷段抽汽對啟動(dòng)機(jī)組中壓缸沖轉(zhuǎn)預(yù)暖，達(dá)到了高中壓缸同步加熱、機(jī)組膨脹均勻的效果，避免了汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)過程中壓缸膨脹緩慢、軸承振動(dòng)大情況的發(fā)生，從而大大縮短了機(jī)組沖轉(zhuǎn)時(shí)間，節(jié)省了大量的輔機(jī)電耗，減排效果顯著，環(huán)保效益及經(jīng)濟(jì)效益良好。

關(guān)鍵詞：冷態(tài)啟動(dòng)；中壓缸預(yù)暖；環(huán)保效益；經(jīng)濟(jì)效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.167

1 引言

華電萊州公司一期工程2×1000MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N1000-25/600/600超超臨界、一次中間再熱、單軸四缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)。

機(jī)組設(shè)計(jì)為高壓缸啟動(dòng)方式。在主蒸汽品質(zhì)、參數(shù)達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)條件時(shí)，同時(shí)開啟高中壓主汽門、調(diào)門，通過高壓缸進(jìn)汽沖動(dòng)轉(zhuǎn)子，高壓缸排汽進(jìn)入再熱器后，再進(jìn)入中壓缸做功。由于再熱蒸汽冷段、熱段管道較長，導(dǎo)致進(jìn)入中壓缸的再熱蒸汽溫度偏低，中壓缸膨脹緩慢、膨脹不均，多次發(fā)生#2、#3軸承振動(dòng)大的情況。目前國內(nèi)設(shè)計(jì)有一、二級高低壓旁路的百萬機(jī)組，有采用中壓缸沖轉(zhuǎn)的先例[1]。啟動(dòng)時(shí)采用二級旁路供汽，中壓缸沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)，在主汽參數(shù)具備條件再進(jìn)行切缸運(yùn)行。采用這種啟動(dòng)方式，能達(dá)到提前預(yù)暖中壓缸的目的[2]。如果華電萊州公司超超臨界機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)中，在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前能夠利用鄰機(jī)蒸汽沖轉(zhuǎn)中壓缸至1500r/min進(jìn)行充分暖機(jī)，就能夠有效避免#2、#3軸承振動(dòng)大，從而大大減少汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)間。

2 中壓缸預(yù)暖技術(shù)

根據(jù)華電萊州公司機(jī)組的實(shí)際情況，提出了中壓缸預(yù)暖方案。蒸汽流程為：鄰機(jī)冷段抽汽--鄰機(jī)供汽電動(dòng)門--聯(lián)絡(luò)門--啟動(dòng)機(jī)組再熱冷段--啟動(dòng)機(jī)組再熱器本體--啟動(dòng)機(jī)組再熱熱段--啟動(dòng)機(jī)組中聯(lián)門--啟動(dòng)機(jī)組中壓缸--啟動(dòng)機(jī)組低壓缸--啟動(dòng)機(jī)組凝汽器。中壓缸預(yù)暖系統(tǒng)如圖1所示。

3 中壓缸預(yù)暖系統(tǒng)運(yùn)行

冷態(tài)啟動(dòng)過程中，在高壓缸預(yù)暖的同時(shí)，利用中壓缸預(yù)暖系統(tǒng)，采用鄰機(jī)冷段抽汽對啟動(dòng)機(jī)組再熱冷段、熱段管道充分疏水暖管，避免中壓缸沖轉(zhuǎn)時(shí)蒸汽帶水。

在鍋爐點(diǎn)火后，調(diào)整中壓缸預(yù)暖進(jìn)汽調(diào)節(jié)門，維持再熱器壓力0.5-0.6MPa，調(diào)整鍋爐再熱器煙氣擋板開度，提高再熱汽溫度，準(zhǔn)備進(jìn)行中壓缸沖轉(zhuǎn)預(yù)暖。在汽輪機(jī)具備沖轉(zhuǎn)條件、再熱蒸汽品質(zhì)合格后，汽輪機(jī)掛閘，按設(shè)定“中壓缸沖轉(zhuǎn)方式”開啟中壓主汽門、調(diào)門，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、低速700r/min暖機(jī)、中速1500r/min暖機(jī)。

在主汽品質(zhì)合格、主汽參數(shù)具備高壓缸沖轉(zhuǎn)條件時(shí)，汽輪機(jī)打閘，停止中壓缸預(yù)暖。進(jìn)行高壓缸沖轉(zhuǎn)，升速至3000r/min，機(jī)組準(zhǔn)備并網(wǎng)。

4 安全性分析

（1）高壓缸預(yù)暖要求：高壓缸內(nèi)壓力不超過0.7MPa，否則會(huì)產(chǎn)生附加的軸向推力[3]。考慮到壓力波動(dòng)，因此在控制中壓缸沖轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí)，再熱蒸汽壓力不得高于0.6MPa。

（2）在高壓缸預(yù)暖、中壓缸沖轉(zhuǎn)過程中，要加強(qiáng)再熱冷段疏水，嚴(yán)密監(jiān)視高壓缸上下缸溫差，避免蒸汽帶水進(jìn)入高壓缸。

（3）采用中壓缸沖轉(zhuǎn)方式，在轉(zhuǎn)速1500r/min進(jìn)行暖缸，高壓缸溫度較高，因此在進(jìn)行主汽門、調(diào)門室預(yù)暖時(shí)，盡量提高調(diào)門室內(nèi)外壁金屬溫度，避免產(chǎn)生過大的應(yīng)力。

5 效益分析

（1）相比于傳統(tǒng)啟動(dòng)方式，在鍋爐點(diǎn)火后采用鄰機(jī)冷段蒸汽進(jìn)行中壓缸沖轉(zhuǎn)預(yù)暖，節(jié)省汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)間5小時(shí)以上。

（2）每次啟機(jī)所節(jié)省的費(fèi)用。

1）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，磨煤機(jī)平均給煤量按照45t/h計(jì)算，則5h可節(jié)省給煤量225t，按煤價(jià)800元/t算，節(jié)約原煤費(fèi)用為18萬元。

2）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，F(xiàn)磨煤機(jī)8支氣化小油槍每支出力為0.12t/h，A磨煤機(jī)8只大油槍每支出力為0.4t/h，則5h可節(jié)約燃油20.8t，按照#0柴油價(jià)格為7500元/t計(jì)算，節(jié)約燃油費(fèi)用為15.6萬元。

3）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中需要啟動(dòng)的主要輔機(jī)功耗為9991.5kW，5h共耗電49957.5kW·h，按電價(jià)為0.5元/（kW·h）計(jì)，可節(jié)省電費(fèi)約2.50萬元。

每次啟機(jī)所節(jié)省的費(fèi)用為36.1萬元。

（3）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，按平均煙氣流量為2000×103m3/h，SO2，NOx排放質(zhì)量濃度分別為26，30 mg/m3計(jì)算，5h可減少SO2排放量0.26 t，減少NOx排放量0.30 t，減排效果顯著。

6 結(jié)論

在冷態(tài)啟動(dòng)過程中高壓缸預(yù)暖的同時(shí)利用鄰機(jī)冷段抽汽對啟動(dòng)機(jī)組中壓缸沖轉(zhuǎn)進(jìn)行預(yù)暖，達(dá)到了高中壓缸同步加熱、機(jī)組膨脹均勻的效果，避免了汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)中壓缸膨脹緩慢、#2、#3軸承振動(dòng)大的情況，大大縮短了冷態(tài)啟動(dòng)過程汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)間，節(jié)省了大量的輔機(jī)電耗，減排效果顯著、環(huán)保效益及經(jīng)濟(jì)效益良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]程剛.百萬機(jī)組氣流激振治理及經(jīng)驗(yàn)介紹[J].河南電力技術(shù)，2017（02）：5-8.

[2]秦希超，郭杰.1000MW超超臨界機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)振動(dòng)分析及處理[J].華電技術(shù)，2012（07）：58-59.

[3]東方汽輪機(jī)廠.N1000-25.0/600/600型汽輪機(jī)運(yùn)行說明書[Z].

作者簡介：賈利峰（1985-），男，山東棲霞人，工學(xué)碩士，工程師，從事電廠集控運(yùn)行工作。