火力發(fā)電廠1000MW機組啟動鍋爐配置分析

楊振華

[摘 要]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，火力發(fā)電廠方面有了很大的變化，設(shè)備越來越先進，功能越來越完善。火力發(fā)電廠要想完成發(fā)電工作，離不開鍋爐的支持，需要使用鍋爐來輔助設(shè)備發(fā)電。啟動鍋爐作為火力發(fā)電廠中的重要組成部分，為電力企業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻。一旦啟動鍋爐運用不當，會對發(fā)電廠造成影響，大大降低發(fā)電效率，所以必須要高度重視啟動鍋爐的資源配置。基于此，本文對我國火力發(fā)電廠啟動鍋爐進行了研究，以1000MW機組啟動鍋爐為例子進行分析，介紹了啟動鍋爐的各方面功能、形式等相關(guān)信息，從而分析出不同形式啟動鍋爐的性質(zhì)，從而選擇合適的啟動鍋爐，進而提高火力發(fā)電廠的發(fā)電效率。

[關(guān)鍵詞]火力發(fā)電廠；1000MW；啟動鍋爐；配置；

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）02-0102-01

1、電廠啟動鍋爐功能介紹

啟動鍋爐作為發(fā)電廠中的重要組成設(shè)備，是大型火力發(fā)電廠中必不可少的設(shè)備之一，由于啟動鍋爐在電廠第一臺機組達到一定運行負荷后，即停止使用，且為間斷運行因此如何合理地選擇啟動鍋爐的容量和蒸汽參數(shù)，使其既能滿足機組安全啟動的要求，又能節(jié)約建廠投資是十分重要的。

由于現(xiàn)階段社會對電力的需求量越來越大，新建電廠的數(shù)量逐漸增多。在新建電廠中，啟動鍋爐主要在機組啟動時為鍋爐清洗、除氧器加熱、汽機軸封、給水泵汽輪機啟動用汽等各用汽點提洪滿足壓為、流量等參數(shù)要求的輔助蒸汽。由于各個設(shè)計特點各不相同，機組啟動期間用汽量也不同，工程設(shè)計中根據(jù)規(guī)程選啟動鍋爐容量。因此，有部分工程存在啟動鍋爐容量偏大，浪費工程投資的現(xiàn)象。

所以，本文通過研究1000WM機組，并結(jié)合其特點，對機組啟動過程中的各個階段的用汽量進行了分析，從而為發(fā)電廠鍋爐容量的認證提供資料。

2、啟動鍋爐型式的選擇

根據(jù)我國最新出臺的大型火電廠設(shè)計規(guī)范規(guī)定，所有新建的大型發(fā)電廠必須要根據(jù)規(guī)定建設(shè)。新建發(fā)電廠中的啟動鍋爐臺數(shù)與容量都必須符合新版的“大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范”啟動鍋爐燃料的選擇宜使啟動鍋爐及其系統(tǒng)的配置簡化。啟動鍋爐采用的燃料主要有燃煤、燃油和燃氣。據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，部分寒冷地區(qū)采用燃煤啟動鍋爐的電廠，由于燃煤啟動鍋爐上煤、除灰、排水等工藝設(shè)計簡陋，勞動條件差并引起天不境污染等。啟動鍋爐采用燃油或燃氣時，系統(tǒng)簡單可靠，運行操作方便，占地較小，對燃料的要求較燃煤啟動鍋爐低，同時在啟動期間燃油鍋爐污染物的排放較燃煤鍋爐要少。

3.啟動機組控制系統(tǒng)配置方案

“單元機組DCS按照功能分散和物理分散相結(jié)合的原則設(shè)計。DCS的覆蓋范圍包括鍋爐及其輔機（包括鍋爐吹灰系統(tǒng)）、汽輪發(fā)電機組除汽機控制系統(tǒng)、汽機緊急跳閘系統(tǒng)外的系統(tǒng)和附屬設(shè)備、廠用電和發(fā)變組的監(jiān)視與控制，循環(huán)水泵房的控制、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的監(jiān)視與控制也納入DCS范圍。完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）等功能。”[2]

CS采用EMERSON公司的OVATION系統(tǒng)，單元機組共配置了30對冗余的控制器，公用系統(tǒng)共配置了4對冗余的控制器。

4.機組啟動鍋爐配置方案分析

4.1 機組耗汽分析

（1）機組啟動時必須考慮的輔助蒸汽用汽項目。機組啟動時必須考慮的輔助蒸汽用汽項目為：a）除氧器冷態(tài)啟動加熱蒸汽；b）給水泵汽輪機啟動用蒸汽；c）主汽輪機以及給水泵汽輪機軸封用汽；d）制粉系統(tǒng)冷爐啟動暖風器用蒸汽；（2）其它輔助蒸汽用汽項目。機組啟動時需要考慮的其它輔助蒸汽用汽項目為：a）奢機消防蒸汽；b）給水泵汽輪機調(diào)試用蒸汽。

機組啟動中各用汽點蒸汽量計算。（1）鍋爐清洗工況所需蒸汽量、對于超超臨界直流爐來，由于鍋爐點火前對給水品質(zhì)有著比較嚴格的要求。為此，通常機組在初次啟動或長期停爐后啟動前，需對鍋爐進行清洗。鍋爐清洗包括冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗兩個階段，首爐啟動時冷態(tài)清洗所需蒸汽量需由啟動鍋爐提供，所以啟動鍋爐的容量首先需滿足鍋爐冷態(tài)清洗的要求。冷態(tài)清洗耗汽量可以與其它蒸汽用戶在時間上錯開；（2）除氧器冷態(tài)啟動工況所需加熱蒸汽量。為減少除氧器以及鍋爐各受熱面的低溫腐蝕，保證其使用壽命，機組在啟機之前應(yīng)對除氧器內(nèi)的水進行加熱，除氧器冷態(tài)啟動加熱蒸汽量如下：G=[Q×（Hw-Hw0）]/（Hs-Hw）。在計算公式中的G為除氧器冷態(tài)啟動加熱所需的蒸汽量，單位為t/h；Q為冷態(tài)沖洗需要的水量，單位是t/h，Hs一加熱蒸汽焓值，Hw0為給水在初始水溫下的焓值，Hw為給水被加熱后水溫對應(yīng)的焓值；正常情況下，除氧器水箱進水溫度為2℃，給水溫度為40℃。除氧器水箱水加熱至40℃，在滿足機組上水條件后，啟動給水泵，鍋爐開始升負荷。此時凝結(jié)水泵同時啟動，給除氧器供水，以保證除氧器水位。目前國內(nèi)除氧器運行方式大多按照四段抽汽壓為低于0.147MPa時，給水加熱用蒸汽由輔助蒸汽提洪，除氧器采用定壓運行方式。

4.2 啟動鍋爐蒸汽用戶用量統(tǒng)計

4.3 設(shè)備價格對比

參考火電工程限額設(shè)計參考造價指標，本次參考的指標為2013年水平，50t/h啟動鍋爐為355萬元，45t/h啟動鍋爐為325萬元，35t/h啟動鍋爐為260萬元。如果在火力發(fā)電廠當中采用電動啟動給水泵所需要的費用為620萬元，雖然采用電動啟動給水泵能減少啟動用汽量，降低啟動鍋爐容量，但設(shè)備費用增加了同時，如采用電動給水泵還要額外考慮安裝費用綜上，采用兩臺45t/h的啟動鍋爐是比較經(jīng)濟合理的。

5、結(jié)束語

火力發(fā)電廠作為我國最為重要的電力建設(shè)工程，在我國占據(jù)十分重要的地位，是我國電力的源泉。因此，我們必須要高度重視發(fā)電廠的建設(shè)，提高啟動鍋爐效率，從而提高發(fā)電效率。通過分析我國火力發(fā)電廠的啟動鍋爐之后，可以清楚的知曉1000WM機組啟動鍋爐的容量、型號以及性能，從而選擇合適、經(jīng)濟的啟動鍋爐。

參考文獻

[1] 秦文學，魏永志.超超臨界1000WM機組汽輪機啟動方式及旁路系統(tǒng)選擇探討[J].山東電力技術(shù)，2006（08）.

[2] 陳祿，張潤軍，邊鋒濤，刁培超.超臨界火電機組鍋爐單層等離子無油啟動的探討與實踐[J].陜西電力，2011（10）.

[3] 徐甫榮.發(fā)電廠輔機電動機節(jié)能改造技術(shù)方案分析[J].電氣傳動自動化，2001（01）.