1 000 MW超超臨界機組鄰機加熱技術應用

李彥民（中電投河南電力有限公司平頂山發電分公司，河南 平頂山 467312）

1 000 MW超超臨界機組鄰機加熱技術應用

李彥民
（中電投河南電力有限公司平頂山發電分公司，河南 平頂山 467312）

火電廠超超臨界機組正常冷態啟動過程時間較長，啟動成本較高，且存在安全隱患。介紹了某公司21 000 MW超超臨界機組冷態啟動過程中采用鄰機加熱技術的情況，分析了其安全性和經濟效益。采用該技術既提高了機組啟動的安全性，又取得了顯著的節能效果。

超超臨界機組；冷態啟動；鄰機加熱；節油

0 引言

1 000 MW超超臨界機組正常冷態啟動時間長達10 h以上，燃油、給水等資源消耗巨大，啟動成本較高；由于燃用劣質煙煤，其啟動安全性也較差。某發電公司1，2號1 000 MW超超臨界機組采用鄰機加熱技術啟動，改善了啟動點火、燃燒條件，提高了給水溫度，實現了機組的安全啟動，同時也節省了大量燃油。

1 設備概況

某公司1期2臺1 000 MW機組的汽輪機、鍋爐和發電機分別由哈爾濱汽輪機廠、東方鍋爐廠和哈爾濱電機廠提供。1，2號機組分別于2010-11-23，2010-12-08投產。鍋爐型式為超超臨界參數、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天島式布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、對沖旋流燃燒方式，Π型鍋爐，型號為DG3000/26.15-Ⅱ1。鍋爐側主再熱蒸汽溫度605 ℃/603 ℃，主再熱蒸汽壓力26.15MPa/5.26 MPa。鍋爐燃燒方式為前后墻對沖旋流燃燒，每臺鍋爐配6層燃燒器，前后墻各3層，每層各8只，共48只燃燒器。鍋爐采用微油點火方式，由高能點火器點燃輕柴油，再點燃煤粉的二級點火系統；微油點火系統安裝在前墻最下層燃燒器上。1，2號機組技改增加了1套兩機相互貫連的鄰機加熱系統，利用鄰機冷再蒸汽加熱本機2號高加，從而提高給水溫度，提高冷態啟動的安全性和經濟性。鍋爐設計燃燒煤種以本地劣質煙煤為主，均為中高灰、低硫、中低發熱量、中揮發分煙煤。

2 鄰機加熱技術簡介

鄰機加熱技術的總體思路是采用蒸汽替代燃油和燃煤對鍋爐進行整體預加熱，使鍋爐在點火時已處于一個“熱爐、熱風”的熱環境。機組冷態啟動階段，利用鄰機冷再汽源加熱2號高加，盡量提高給水溫度，使其達到熱態沖洗溫度190 ℃，即在鍋爐不點火情況下可以完成初期階段的熱態循環沖洗。1，2號機組鄰機加熱氣源分別取自1，2號機組冷再至輔汽管路上，再分別經過氣動截止閥、電動閥形成鄰機加熱聯絡管。氣動截止閥前及電動閥后均接有疏水管路，疏水經疏水閥排至1，2號機凝汽器。在鄰機加熱聯絡管路上引接2路汽源分別至1，2號機組二段抽汽電動門后進入2號高加，管路上增加2個電動閥和1個氣動調整閥，2個電動閥前后均接有疏水管路，疏水經疏水閥排至1，2號機凝汽器。鄰機加熱系統如圖1所示。

圖1 鄰機加熱系統

設置鍋爐鄰機加熱啟動系統是為了在鍋爐不點火的情況下，通過該系統將鍋爐給水加熱至鍋爐熱態清洗要求的溫度，以便縮短啟動時間，達到節油、節煤、節電的目的；同時在鍋爐點火前提高爐膛溫度，有利于鍋爐初期點火及燃盡率。

3 鄰機加熱冷態啟動情況

以1號機組某次啟動為例進行說明。1號機組于2013-11-14T04：26與電網解列停機備用。2013-11-25T15：00得到調度同意啟動的通知，于19：00鍋爐上水完成，投入鄰機加熱系統。26日02：00將水冷壁出口溫度加熱到177 ℃，啟動鍋爐各風機；02：30點火；06：50沖轉；07：54定速；07：58并網，10：54機組負荷升至500 MW。1號機組此次鄰機加熱冷態啟動與正常冷態啟動的耗油及耗時情況如表1所示。

表1 2種冷態啟動耗油及耗時情況

4 鄰機加熱啟動安全性分析

（1） 直流鍋爐采用鄰機蒸汽加熱啟動技術，將鍋爐由原來的冷態啟動轉為熱態啟動，改善了鍋爐的點火和穩燃條件，提高了鍋爐的啟動安全性。由于點火階段提供了較好的熱環境，提高了該階段的燃油和燃煤的燃燒率，保證燃煤快速投入著火，降低了燃油投入量，也大大降低了油煙粘結在空預器等尾部受熱面而帶來的鍋爐安全風險。

（2） 隨著國家環保要求越來越嚴格，該啟動方式保證了鍋爐啟動初期電除塵的安全可靠投入，減少了脫硫漿液的污染，顯著改善了啟動階段的煙氣排放。同時由于提高了啟動階段的排煙溫度，降低了空預器結露和堵灰的概率，對于配有SCR脫硝系統的鍋爐，同樣可杜絕或減少其在啟動階段可能出現的低溫結露、堵灰、催化劑中毒以及未燃盡煙灰的粘附，甚至二次燃燒等威脅。

5 鄰機加熱啟動經濟效益分析

采用鄰機加熱系統的冷態啟動方式，可以縮短鍋爐啟動時間，減少鍋爐投油時間和投油量，提高燃煤的燃盡率，節能效果顯著。下面以該電廠1號機組鄰機加熱冷態啟動為例，進行經濟效益分析。

5.1 計算的邊界條件

（1） 鍋爐啟動均需經過冷態清洗階段，且運行方式完全相同，運行費用也相同，故以下分析計算僅考慮鍋爐進入熱態清洗階段后產生的運行費用。

（2） 燃油價格：8 000元/t。

（3） 標煤價格：700元/t。

（4） 除鹽水價格：8元/t。

（5） 電費：0.42元/kWh。

5.2 經濟效益分析

（1） 汽量消耗。熱態沖洗方式：機組啟動時，利用鄰機高排蒸汽最大加熱蒸汽流量約193.23 t/h，最小加熱蒸汽流量約18.07 t/h，按運行持續時間6 h計算，耗汽總量約633.91 t。折算為供熱量為1 908.29 GJ，相當于約70 t標準煤，燃煤費用約49 020元。

（2） 水量消耗。以100 t/h的換水量維持系統進、放水至鍋爐點火，鍋爐水系統暖爐共計2.5 h，共增加除鹽水用量250 t，費用為2 000元。

（3） 電量消耗。以蒸汽暖爐替代油槍點火暖爐，延遲送、吸風機啟動近3 h，節省廠用電約37 852 kWh，費用約為15 897.8元。

（4） 燃油消耗。常規冷態啟動時，欲達到點火啟動時的主汽壓力0.47 MPa，最快也需時90 min，另外還需投入底層大油槍支持；而采用鄰機加熱，此過程可節省燃油12 t左右。通過輔汽暖爐，使鍋爐點火時爐內整體溫度上升到溫態，提高了微油模式燃煤著火及燃盡率，可節省燃油約8 t。同時暖爐熱態沖洗結束后，過熱器出口金屬壁溫達150 ℃左右，空預器入口煙溫達120 ℃左右，減少了鍋爐啟動初期油槍投用油量約7 t。本次冷態啟動實際用油7.73 t，基本達到預期效果，節省燃油總計27.27 t左右，費用約為218 160元。

（5） 節省費用總計：218 160+15 897.8-2 000-49 020=183 037.8元。

6 結束語

鄰機加熱系統在1 000 MW超超臨界機組冷態啟動過程中的成功應用，有效改善了冷態啟動鍋爐點火啟動條件，保證了機組的安全啟動。同時，利用鄰機做功后的抽汽提高給水溫度，縮短了啟動時間，降低了啟動過程中的燃油消耗，節能效果顯著。但鄰機加熱系統的應用受鄰機負荷及狀態的限制，在投運鄰機加熱系統時，必須保證鄰機負荷大于70 %穩定負荷。

1 張建中，陳戌生.外高橋第三發電廠2×1 000 MW超超臨界機組工程建設中的重大技術創新和項目優化［J］.電力建設，2008，29（8）：69-73.

2015-08-03。

李彥民（1980-），男，工程師，主要從事火電廠鍋爐運行技術管理工作，email：bst8096@163.com。