600MW機(jī)組用汽泵代替電泵啟停機(jī)組分析

劉蘋 徐壽友 張?bào)K 張衛(wèi)軍

摘 要：闡述了機(jī)組啟停使用電動(dòng)給水泵的缺點(diǎn)，使用汽動(dòng)給水泵組的可行性，用汽泵代替電泵啟停機(jī)組的意義，以及需注意的問題。

關(guān)鍵詞：機(jī)組啟停；電動(dòng)給水泵；汽動(dòng)給水泵；安全經(jīng)濟(jì)

0 引言

國投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司#1機(jī)組給水系統(tǒng)為典型的配置：兩臺(tái)50%容量的汽動(dòng)給水泵組和1臺(tái)30%容量的電動(dòng)給水泵組。在機(jī)組啟停階段，電動(dòng)給水泵系統(tǒng)在給水流量調(diào)節(jié)與使用方面有很大的靈活性，但是，電動(dòng)給水泵系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，故障率較高，由于其具有唯一性，一旦電動(dòng)給水泵損壞，機(jī)組將很難順利實(shí)現(xiàn)啟停。而且電泵作為廠用電系統(tǒng)中功率最大的電機(jī)，耗電量很大，用汽泵代替電泵啟停機(jī)組將大大減少購網(wǎng)電量，降低機(jī)組啟停成本。基于上述原因，我們嘗試機(jī)組啟停過程中使用汽動(dòng)給水泵組，保持電泵作為備用。經(jīng)實(shí)踐完全可以實(shí)現(xiàn)只使用汽動(dòng)給水泵組實(shí)現(xiàn)機(jī)組的停運(yùn)。機(jī)組啟動(dòng)過程中的上水，冷、熱態(tài)沖洗完全只用汽前泵，啟動(dòng)過程中盡量減少使用電泵的時(shí)間；使用汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)，能獲得比電動(dòng)給水泵啟動(dòng)更好的經(jīng)濟(jì)效益；使用汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)機(jī)組的可行性在2010年C修后的實(shí)踐中得到了一定的驗(yàn)證。在保證機(jī)組安全的情況下，也為提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和可靠性提供了新的方法。

1 機(jī)組啟停使用電泵方式的缺點(diǎn)

1.1 電泵系統(tǒng)復(fù)雜，事故率高

電動(dòng)給水泵組由電動(dòng)機(jī)、主給水泵、前置泵、液力耦合器、輔助油泵、冷油器、各冷卻水系統(tǒng)等組成。啟動(dòng)電動(dòng)給水泵前，需要做大量的輔助工作，投入冷卻水系統(tǒng)，輔助有系統(tǒng)，電泵電機(jī)測(cè)量絕緣及送電，電動(dòng)給水系統(tǒng)的注水，投入機(jī)械密封水等工作。電動(dòng)給水泵啟動(dòng)之后，需要監(jiān)視電泵組大量的運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)增加了維護(hù)量。機(jī)組啟動(dòng)起來后，仍然需要啟動(dòng)汽動(dòng)給水泵組，增加了啟機(jī)的工作量，也增加了事故率。

1.2 電泵電機(jī)為6KV大功率電機(jī)，啟動(dòng)時(shí)增加其他輔機(jī)運(yùn)行的危險(xiǎn)系數(shù)

電泵電機(jī)額定功率8200KW，額定電流917A，啟動(dòng)電流更大，在啟動(dòng)瞬間使6KV A段電壓由6.42KV降至5.34KV（如下圖），如6KV A段母線電壓不高情況下，將降至更低，其他輔機(jī)由于母線電壓低，出力不足，聯(lián)鎖啟動(dòng)備用設(shè)備，或者超電流運(yùn)行，甚者造成個(gè)別輔機(jī)跳閘，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行存在一定威脅。

1.3 使用電泵啟停，增大廠用電率和購網(wǎng)電量

電泵額定電流917A，額定功率8200KW，電泵電流450A（平均電流），每小時(shí)耗電約4000度。使用電泵啟停機(jī)組將大大增加啟停成本，降低經(jīng)濟(jì)性。例如啟機(jī)時(shí)，用汽前置泵給鍋爐上水，汽前置泵額定電流為66.5A，額定功率560KW，正常給鍋爐上水電流為45A左右，兩泵電流相差10倍。

2 用汽泵代替電泵啟停機(jī)組的可行性研究

給水泵汽輪機(jī)有高、低壓兩個(gè)供汽汽源。正常工作時(shí)采用主機(jī)四級(jí)抽汽作為低壓汽源，當(dāng)?shù)蛪浩床荒軡M足鍋爐給水流量需要時(shí)，可自動(dòng)切換為冷再熱蒸汽（高壓汽源）供汽，而由于小汽輪機(jī)高壓調(diào)門線性很差，不能滿足低負(fù)荷或機(jī)組啟停時(shí)對(duì)給水流量穩(wěn)定的要求。系統(tǒng)中還有一路來自輔助蒸汽系統(tǒng)的汽動(dòng)給水泵調(diào)試用汽，可以利用這路蒸汽啟動(dòng)、沖轉(zhuǎn)小汽機(jī)。 可見，要想實(shí)現(xiàn)無電泵啟停機(jī)組，首先解決的是小汽輪機(jī)汽源的問題。

2.1 使用本機(jī)組輔助蒸汽汽源

輔汽汽源有三路汽源：正常運(yùn)行時(shí)，用四段抽汽汽源；冷再熱蒸汽作為高壓備用汽源；啟機(jī)時(shí)，用啟動(dòng)爐來汽。

停機(jī)過程中，在負(fù)荷降至300MW以下時(shí)，及時(shí)切換小機(jī)低壓汽源源，由四段抽汽切換至輔汽，原因：一負(fù)荷降至300MW，四段抽汽壓力低于0.5Mpa，將影響小汽輪機(jī)的出力及調(diào)節(jié)的靈活性，二隨著負(fù)荷降低，機(jī)組運(yùn)行不安全因素增大，以防四段抽汽逆止門關(guān)閉，導(dǎo)致小汽輪機(jī)汽源失去而跳閘。所以及時(shí)將冷再蒸汽至輔汽投用，維持輔汽壓力穩(wěn)定，使小汽輪機(jī)低壓汽源壓力穩(wěn)定，進(jìn)而使汽泵出力穩(wěn)定。隨著負(fù)荷進(jìn)一步降低，監(jiān)視冷再壓力降低情況，及時(shí)開啟高低壓旁路，維持冷再壓力穩(wěn)定。

2010年宣電小修后的啟機(jī)，在主機(jī)沖轉(zhuǎn)后中速暖機(jī)時(shí)，才啟動(dòng)電泵。因?yàn)椋?dāng)時(shí)啟動(dòng)爐已經(jīng)停運(yùn)，小機(jī)低壓汽源來自輔汽，輔汽由冷再供汽，為了確保小機(jī)的汽源壓力（汽泵出力），低旁的開度相對(duì)較小，暖機(jī)效果較差，此時(shí)才啟動(dòng)電泵。當(dāng)時(shí)如果有啟動(dòng)爐供汽或者#2機(jī)組（將來#2機(jī)組投產(chǎn)后）輔汽汽源，將能保證汽泵出力。

2.2 使用啟動(dòng)爐來汽

在啟機(jī)過程中，由于本廠只有一臺(tái)機(jī)組，汽泵獲得初始汽源，只能來自啟動(dòng)鍋爐。啟動(dòng)爐供給輔汽，輔汽再供給小機(jī)供汽。

2.3 使用鄰機(jī)輔汽汽源

有兩臺(tái)以上機(jī)組時(shí)，輔汽汽源可以互為備用，能控制輔汽汽源壓力較為平穩(wěn)，輔汽供汽穩(wěn)定。有兩臺(tái)以上機(jī)組，輔汽有鄰機(jī)備用，能完全實(shí)現(xiàn)無電泵啟停機(jī)，比現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)組無電泵啟停機(jī)少很多操作，增加啟停機(jī)安全系數(shù)。

3 用汽泵代替電泵啟停機(jī)組的意義

3.1 降低廠用電率，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益

我們宣電#1機(jī)組實(shí)現(xiàn)了不使用電泵停機(jī)，每次停機(jī)啟動(dòng)電泵時(shí)間至少為5小時(shí)。電泵空載電流230A左右，正常運(yùn)行平均電流按450A計(jì)算，可節(jié)電約2萬度。

啟機(jī)時(shí)，用汽前置泵給鍋爐上水，汽前泵額定電流為66.5A，額定功率560KW，正常給鍋爐上水電流為45A左右，電泵額定電流917A，額定功率8200KW，電泵電流450A（平均電流）。兩泵電流相差10倍。在2010年C修之后的啟機(jī)，鍋爐上水，冷熱態(tài)沖洗至大機(jī)沖轉(zhuǎn)，均沒有啟動(dòng)電泵，按最保守估計(jì)8小時(shí)計(jì)算，節(jié)省數(shù)萬度廠用電。啟動(dòng)過程中在滿足機(jī)組要求的情況下，抬高冷再蒸汽壓力，盡早沖轉(zhuǎn)汽泵組，減少電泵運(yùn)行時(shí)間。

3.2 提高機(jī)組啟停的靈活性

機(jī)組啟動(dòng)初期時(shí)，不使用電泵，而用汽前置泵上水、點(diǎn)火、冷態(tài)沖洗，汽泵進(jìn)行熱態(tài)沖洗，如有鄰機(jī)輔汽，可全程無電泵啟動(dòng)，這樣增加機(jī)組啟動(dòng)備用泵，為3臺(tái)即兩臺(tái)汽泵組，一臺(tái)電泵。機(jī)組啟停動(dòng)時(shí)，電泵作為備用，一旦汽泵組出現(xiàn)故障，電泵啟動(dòng)，不耽誤整個(gè)機(jī)組啟停。

3.3 減少事故率，提高機(jī)組啟停的安全性可靠性

電泵系統(tǒng)復(fù)雜，出現(xiàn)故障的幾率較大，使用汽泵代替電泵，使了電泵事故率下降，進(jìn)而避免了電泵一旦出現(xiàn)故障，延長啟機(jī)時(shí)間現(xiàn)象發(fā)生。也不像以前機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，完全依賴電泵，可以增加機(jī)組啟停靈活性與可靠性。

4 利用汽泵代替電泵啟停機(jī)組需思考問題

4.1 輔汽汽源的可靠性

單機(jī)啟動(dòng)時(shí)，輔助汽源來自啟動(dòng)爐，對(duì)啟動(dòng)爐安全穩(wěn)定運(yùn)行要求較高，啟動(dòng)爐一旦出力不足或者啟動(dòng)爐主蒸汽參數(shù)不合格，將終止不使用電泵啟動(dòng)方式。如果啟動(dòng)爐停止運(yùn)行，全靠冷再汽源帶動(dòng)小機(jī)，主機(jī)中速暖機(jī)很難實(shí)現(xiàn)。啟停機(jī)過程中，通過高低旁開度來控制冷再壓力進(jìn)而控制輔汽壓力，穩(wěn)定其壓力難度也較大，增加很多操作。輔汽壓力控制偏差大時(shí)，將嚴(yán)重影響汽泵出力，使給水流量突然增大或突然減少很多，造成爐側(cè)調(diào)整困難，也可能對(duì)小汽輪機(jī)造成一定傷害。

如有兩臺(tái)機(jī)組，用鄰機(jī)輔汽供給本機(jī)輔汽，汽源有很好的保障與可靠性。

4.2 機(jī)組啟動(dòng)順序調(diào)整和水質(zhì)要求

由于汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)牽涉到的系統(tǒng)相對(duì)較多，機(jī)組啟動(dòng)初期，一些系統(tǒng)與設(shè)備的投用順序應(yīng)有所調(diào)整。如開式水可推遲二至四小時(shí)啟動(dòng)，更利于節(jié)電。但使用汽前泵上水水質(zhì)不合格時(shí)可能會(huì)造成汽泵機(jī)械密封卡澀，故凝結(jié)水系統(tǒng)沖洗必須按規(guī)程要求進(jìn)行，保證水質(zhì)合格。

4.3 考驗(yàn)運(yùn)行人員操作及事故處理能力

利用汽泵代替電泵啟停機(jī)組，是在機(jī)組非設(shè)計(jì)方案下進(jìn)行的，在實(shí)際操作中，存在著一些非正常的工作條件，要求運(yùn)行無論對(duì)熱工邏輯，還是系統(tǒng)設(shè)備控制特性要非常清楚。對(duì)高低旁調(diào)整幅度及影響和再熱汽溫的控制心中有數(shù)。必須熟練掌握如機(jī)組啟停過程中汽泵跳閘，電泵聯(lián)啟或不聯(lián)啟等一系列事故處理方法。

5 結(jié)束語

利用汽泵代替電泵啟停機(jī)組，降低了廠用電率，減少了購網(wǎng)電量，提高經(jīng)濟(jì)效率和降低生產(chǎn)成本，是電廠節(jié)能的一個(gè)重要舉措。同時(shí)豐富了機(jī)組的啟停方式，減少了機(jī)組啟停時(shí)對(duì)電泵的依賴，提高機(jī)組啟停的靈活性和安全可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]國投宣電集控運(yùn)行規(guī)程[S].2010（08）.

[2]張海翔，660MW超臨界機(jī)組汽泵替代電泵啟動(dòng)研究與應(yīng)用[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.