淺談650MW超臨界直流鍋爐停機中不使用電泵的可行性

宋波

【摘 要】 華潤電力常熟有限公司選用為內(nèi)置啟動分離系統(tǒng)的的超臨界直流鍋爐，給水泵做為汽水循環(huán)的動力源頭，在機組運行中起到非常重要的作用。目前在機組啟動中，通過切換小機的汽源，保證汽泵組的運行，可實現(xiàn)整個過程中不使用電泵。為此探求我廠停機過程中不使用電泵的可行性，在啟停機過程中的節(jié)能具有極大的意義。結(jié)合我廠的系統(tǒng)狀況，調(diào)整運行方式，不用電動給水泵停機的方式是可行的。

【關(guān)鍵詞】 超臨界鍋爐 機組停運 汽動給水泵 電動給水泵 汽源切換 給水調(diào)整

1 概述

我廠鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG1980/25.4-YM1型鍋爐，啟動分離器系統(tǒng)為內(nèi)置式。機組共配備兩臺50%容量的汽動給水泵及一臺35%容量的電動給水泵，正常運行中，機組負荷運行區(qū)間為50%-100%額定負荷，期間均使用兩臺汽泵并列運行，電動給水泵做為備用，汽動給水泵由兩臺小汽機進行驅(qū)動，小汽機汽源共有兩路，一是本機四抽供汽，二是臨機輔汽供汽，當汽泵出現(xiàn)跳閘時電動給水泵聯(lián)啟或單臺汽泵故障需退出檢修時，機組保持一電一汽運行，機組最大出力達500MW。

2 目的

電動給水泵運行中功率較大，運行時會消耗過多的電能。電動給水泵耗電量約占全部廠用電量的40%左右，采用汽動給水泵后，可以減少機組廠用電，使整個機組向外多供3%～4%的電量，采用小汽輪機帶動給水泵同時可提高系統(tǒng)熱效率約0.2%～0.6%。在機組啟動中，在汽泵無缺陷的情況下，可以實現(xiàn)不使用電動給水泵，在本機四抽不具備供汽的的情況下，小機使用臨機輔汽汽源，由此來節(jié)約機組啟動期間的廠用電。因此探求停機過程中不使用電動給水泵的運行方式。

3 現(xiàn)狀

機組滑停過程中，在負荷降至300MW—360MW期間，啟動電動給水泵運行，并入系統(tǒng)，退出一臺汽泵運行。利用一電一汽繼續(xù)進行機組降負荷，完成鍋爐干態(tài)轉(zhuǎn)濕態(tài)，機組負荷降至180—200MW時，鍋爐給水切至旁路運行，退出另外一臺運行汽泵，電動給水泵單獨運行。過程中汽泵的汽源不進行切換，使用本機四抽，在一電一汽運行期間，本機四抽蒸汽能夠滿足機組減負荷期間滑停的要求。

單獨電動給水泵運行期間，可使用電動給水泵轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)給水，也可通過電動給水泵定速，鍋爐上水旁路閥進行給水流量控制的方式，但電動給水泵運行轉(zhuǎn)速降至3000r/min時，泵出口壓力約10-12MPa，此時如繼續(xù)降低電動給水泵轉(zhuǎn)速，可能會導(dǎo)致電動給水泵轉(zhuǎn)速過低，潤滑油壓偏低引起電動給水泵液力偶合器軸承溫度上漲，因此一般采用給水旁路調(diào)節(jié)給水量的方式進行操作。

一般情況下，如不進行原煤倉燒空的方式停機，一般電動給水泵使用的時間約為2-3小時；如進行原煤倉燒空，且原煤倉煤量加配不合適的情況，則電動給水泵運行時間將大大增加。

4 可行性分析

機組啟動過程中，使用臨機輔汽做為小機的工作汽源，單臺汽泵可帶負荷至鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換完成，因鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換過程中給水量大于對應(yīng)負荷下的蒸汽量，處于給水過調(diào)狀態(tài)，且當鍋爐燃料持續(xù)增加，鍋爐蒸汽壓力上升速度較快，單臺汽泵運行時給水量增加速度受限，采用負荷達200MW—220MW期間將另一臺的汽動給水泵或電動給水泵并入系統(tǒng)。

小機CCS投入后，穩(wěn)定的運行轉(zhuǎn)速在3000r/min，此時對應(yīng)的泵出口壓力為13MPa左右，按汽機滑壓曲線考慮，機組負荷180MW前運行在定壓區(qū)，機側(cè)主蒸汽壓力8.73MPa，考慮鍋爐管道阻力和鍋爐上水調(diào)閥的節(jié)流作用，加上汽機側(cè)管道阻力損失，對應(yīng)的鍋爐分離器出口蒸汽壓力約11MPa，此時對應(yīng)的汽動給水泵轉(zhuǎn)速約為3700r/min。處于小機的穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速區(qū)間。因此在機組負荷180MW以下運行時，汽動給水泵的轉(zhuǎn)速滿足機組停運的要求。小機轉(zhuǎn)速降至3050-3100r/min后，采用小機定速，利用鍋爐上水旁路調(diào)閥調(diào)節(jié)給水的運行方式。

機組負荷300MW時，對應(yīng)的鍋爐分離器主汽壓力約為16MPa，此時給水已切至主路運行，汽動給水泵運行壓力約為18MPa，運行轉(zhuǎn)速4200r/min。此時本機四抽蒸汽壓力約0.6MPa，小機低壓調(diào)閥開度40%左右，因此此負荷段，汽動給水泵滿足給水調(diào)整的要求。

在停機過程中，汽機側(cè)主蒸汽壓力采用設(shè)置負偏置的方式進行滑參數(shù)，因此對應(yīng)的鍋爐分離器出口壓力和給水泵出口壓力降低，此操作使得汽動給水泵的運行轉(zhuǎn)速進一步降低，可以緩解低負荷期間小機汽源不夠用的情況，對應(yīng)汽動給水泵的運行是有利的。

為防止兩臺小機使用同一汽源，在快速進行轉(zhuǎn)速調(diào)整期間蒸汽不夠的情況，擬采用一臺小機使用臨機輔汽，另外一臺小機使用本機四抽，負荷降至240MW左右，在啟動爐水泵之前，將本機四抽帶的一臺汽動給水泵退出運行，后續(xù)的降負荷停機過程使用臨機輔汽帶的汽動給水泵進行。從機組啟動的過程來看，時滿足運行要求的。

5 操作步驟

機組滑停過程中，負荷400MW左右，對兩臺小機的輔汽汽源管道進行暖管。負荷360MW，將其中一臺小機進行汽源切換，由本機四抽切換至臨機輔汽。操作中，采用就地點動或就地手搖的方式進行，保證切換過程中汽動給水泵轉(zhuǎn)速無較大幅度的波動。機組負荷300MW，將除氧器汽源由本機四抽切換至臨機輔汽，盡可能減少四抽蒸汽使用量，保證負荷由300MW減至240MW期間本機四抽供汽的小機能滿足調(diào)整調(diào)整要求，防止出現(xiàn)由于汽源壓力過低引起供汽調(diào)閥全開的情況出現(xiàn)。機組負荷240MW，啟動爐水循環(huán)泵運行，鍋爐由干態(tài)轉(zhuǎn)濕態(tài)運行。檢查爐水泵出力正常后，確認干態(tài)至濕態(tài)轉(zhuǎn)換成功，繼續(xù)降低機組負荷，期間降低本機四抽做為汽源的汽動給水泵轉(zhuǎn)速，同時提高臨機輔汽做為汽源的汽動給水泵轉(zhuǎn)速，將汽動給水泵出力進行轉(zhuǎn)移。檢查待退出汽動給水泵無出力，水回路切至自身再循環(huán)后，繼續(xù)降低此臺汽動給水泵轉(zhuǎn)速至3050r/min，關(guān)閉出口電動閥并鎖定，然后將此臺小機的供汽汽源由本機四抽切換至臨機輔汽，做為另外一臺汽動給水泵的備用。

使用運行汽動給水泵配合機組滑停過程中的給水調(diào)整，機組負荷降至180MW后，鍋爐給水調(diào)整由主路電動閥切換至旁路調(diào)閥，由給水調(diào)閥控制鍋爐上水量，期間根據(jù)鍋爐側(cè)蒸汽壓力情況同步調(diào)整給水泵轉(zhuǎn)速，保證汽動給水泵出口壓力大于鍋爐側(cè)壓力，以保證給水調(diào)節(jié)的需要。汽動給水泵轉(zhuǎn)速降低至3500r/min后，給水調(diào)整中，盡量使用鍋爐上水調(diào)閥進行控制，當上水調(diào)閥無調(diào)整余地的情況下，再考慮繼續(xù)降低汽動給水泵轉(zhuǎn)速配合給水調(diào)節(jié)。使用本臺汽動給水泵完成滑參數(shù)至機組解列整個過程的給水調(diào)節(jié)。機組與系統(tǒng)解列后，鍋爐上水調(diào)閥關(guān)閉，鍋爐上水停止，停運爐水循環(huán)泵、兩臺小機打閘停運，關(guān)閉臨機輔汽至小機供汽電動閥、關(guān)閉臨機輔汽至除氧器加熱蒸汽調(diào)閥及電動閥。

6 操作中的注意事項

當小機汽源、除氧器汽源、均切換至臨機輔汽后，加上本機軸封汽源也由臨機輔汽供給，因此會出現(xiàn)臨機工質(zhì)回流至本機凝汽器，引起凝汽器水位高的情況出現(xiàn)。當凝汽器水位高無法控制時，采用通過凝結(jié)水管道5號低加出口管排放閥進行排放。

除氧器汽源切換至臨機輔汽前進行供汽管道暖管，并控制除氧器壓力無較大幅度波動。汽動給水泵低轉(zhuǎn)速運行期間，注意小機排汽溫度的監(jiān)視，防止出現(xiàn)低轉(zhuǎn)速運行時由于供汽量偏低小機轉(zhuǎn)子冷卻不足引起的排汽溫度過高的情況發(fā)生。汽動給水泵3000r/min關(guān)門備用期間注意汽動給水泵運行情況，防止出現(xiàn)流量偏低引起的汽動給水泵組振動情況。

7 結(jié)語

停機過程的給水泵組使用方式上，可以看做是機組啟動中使用給水泵的反向操作過程。操作中的重點問題是保證汽動給水泵轉(zhuǎn)速運行在可正常調(diào)整的區(qū)間內(nèi)，同時保證汽動給水泵組汽源的穩(wěn)定性，配合鍋爐上水調(diào)閥的調(diào)整，可以實現(xiàn)整個停機過程中的給水調(diào)整。從現(xiàn)有的系統(tǒng)狀況進行分析，運行中精細控制，在停機過程中不使用電動給水泵的方式是可行的。該方案已在生產(chǎn)實際中進行應(yīng)用，2016年4月30日及6月2日，2號機組及3號機組停機過程中均使用了僅用汽動給水泵不適用電動給水泵的方案。

參考文獻：

[1]楊博.我國火電企業(yè)發(fā)電能源低效原因及節(jié)能建議[J].改革與戰(zhàn)略，2011，07.

[2]楊杰，李彥霞，趙學(xué)斌，郭洪濤.火電機組節(jié)能降耗分析及應(yīng)對措施[J].電站系統(tǒng)工程，2011，04.

[3]王東禹.火電企業(yè)節(jié)能過程管理思路探討[A].2008中國可持續(xù)發(fā)展論壇論文集（3）[C]，2008.

[4]張皓純，顧正皓.浙江省火電機組節(jié)能綜述[J].浙江電力，2004，02.

[5]顧偉飛，樊印龍，錢曉峰，張寶.600MW汽輪發(fā)電機組無電動給水泵啟動[J].發(fā)電設(shè)備，2006，05.