1000MW高效超超臨界直流鍋爐啟動系統(tǒng)不裝設啟動循環(huán)泵的技術(shù)特點及分析

摘 要：文章首先介紹了超超臨界直流鍋爐啟動系統(tǒng)的分類，然后從工程實例出發(fā)，分析了不裝設啟動循環(huán)泵的技術(shù)特點及與裝設啟動循環(huán)泵的技術(shù)的經(jīng)濟比較，希望為類似工程提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：直流鍋爐；啟動循環(huán)泵；技術(shù)特點；經(jīng)濟性

我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展的同時，對于電力資源的需求不斷增加，受限于國家提出的節(jié)能減排要求，電廠在生產(chǎn)運行期間，必須創(chuàng)新發(fā)電技術(shù)，例如超超臨界直流鍋爐發(fā)電技術(shù)。其中，啟動系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性，直接影響到電力生產(chǎn)質(zhì)量，成為電廠管理工作的關(guān)鍵，以下針對是否裝設啟動循環(huán)泵進行深入探討。

1 超超臨界直流鍋爐啟動系統(tǒng)的分類

1.1 外置式分離器啟動系統(tǒng)

外置式系統(tǒng)指的是啟動分離器在機組啟動、停運期間投入運行，在直流負荷運行時則排除在系統(tǒng)之外，主要適用于定壓運行的條件。由于該系統(tǒng)操作復雜，氣溫難以控制，難以滿足快速啟動或停止的要求，因此目前基本已經(jīng)淘汰。

1.2 內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)

內(nèi)置式系統(tǒng)設在蒸發(fā)區(qū)段和過熱區(qū)段之間，啟動分離器在機組啟動、運行、停運時，均會投入運行。鍋爐正常運行時，啟動分離器僅具有連接通道的作用；鍋爐在低負荷狀態(tài)運行時，啟動分離器則濕態(tài)運行，具有汽水分離的作用。該系統(tǒng)具有操作簡單、避免氣溫波動的優(yōu)勢，因此應用廣泛。根據(jù)系統(tǒng)工作原理的不同，主要分為擴容式、循環(huán)泵式、啟動疏水熱交換器等類型。

2 1000MW高效超超臨界直流鍋爐啟動系統(tǒng)概述

以陜西能源趙石畔煤電有限公司為例，#1、#2鍋爐采用東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的型號為DG2906.3/29.4/605/623-II3的高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐、前后墻對沖燃燒、一次再熱、平衡通風、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)II型鍋爐。公司內(nèi)的鍋爐啟動系統(tǒng)，不裝設啟動循環(huán)泵，爐前沿寬度方向布置2個汽水分離器、1個儲水箱；每個分離器上方沿切向布置6根進口管、2根出口管；鍋爐濕態(tài)運行時，水冷壁出口的汽水混合物經(jīng)分離器分離，蒸汽進入頂棚過熱器；分離出的水進入下部儲水箱，水質(zhì)合格排至汽機凝汽器。

3 不裝設啟動循環(huán)泵系統(tǒng)構(gòu)成

啟動循環(huán)系統(tǒng)由內(nèi)置式汽水分離器、儲水罐、儲水罐水位調(diào)節(jié)閥、等組成。不裝設鍋爐啟動循環(huán)泵，儲水罐水位調(diào)節(jié)閥后啟動疏水直接進入冷凝器，系統(tǒng)構(gòu)成簡單，運行安全可靠，投資省。

4 不裝設啟動循環(huán)泵技術(shù)特點

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設置簡單，而且運行具有安全性和可靠性；沒有啟動循環(huán)泵，能減少相應的檢修、維護工作量，降低維護成本，節(jié)約設備電耗；另外，初期投資金額明顯降低。就目前而言，安徽安慶電廠、寧夏靈武電廠、山東鄒縣電廠中的1000MW超超臨界機組均采用本方案，結(jié)果顯示運行良好。

缺點則包括兩個方面：第一，在啟動時間上，相比于設置啟動循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)，啟動時間更長，因此增加了啟動費用。第二，在鍋爐熱效率上，系統(tǒng)啟動時會受到高壓加熱器、低壓加熱器、爐內(nèi)熱量的影響，必須通過冷凝器進行冷卻降溫，從而損失一定熱量。相比于設置啟動循環(huán)泵的系統(tǒng)，熱效率較低。

5 系統(tǒng)運行的技術(shù)經(jīng)濟性分析

第一，基本技術(shù)經(jīng)濟比較，見表1。

第二，冷態(tài)啟動次數(shù)經(jīng)濟比較。隨著百萬機組投運臺數(shù)的增加，不斷積累運行經(jīng)驗，設備制造質(zhì)量得以提高，因此機組的可靠性穩(wěn)步提高。截止2015年8月，國內(nèi)已經(jīng)運行的百萬機組超過82臺，能夠長期高負荷運行，其冷態(tài)啟動次數(shù)可以按照1次/年考慮。基于此，機組因大修、小修等因素，在壽命期內(nèi)的冷態(tài)啟動次數(shù)按照1次/年考慮，經(jīng)濟對比見表2。

6 不裝設啟動循環(huán)泵具有以下優(yōu)缺點

優(yōu)點：（1）系統(tǒng)布置簡單，運行安全可靠。（2）不裝設啟動循環(huán)泵，降低了鍋爐運行、檢修維護工作量。（3）維護簡單，維護成本低。且能節(jié)省啟動循環(huán)泵等設備的電耗。（4）可節(jié)約初期投資。

缺點：（1）單從啟動時間看，其啟動時間相對于帶啟動循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)來說要長一些，啟動費用相對增加。（2）從鍋爐熱效率看，不帶BCP循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)由于在啟動時高、低壓加熱器及爐內(nèi)的熱量，要通過冷凝器來冷卻，熱量有一定的損失，因此相比較帶啟動循環(huán)泵的系統(tǒng)而言，其熱效率要低些。

7 結(jié)束語

針對1000MW高效超超臨界直流鍋爐，啟動系統(tǒng)設置啟動循環(huán)泵，能縮短啟動時間、減少熱量損失和補給水量，有利于控制蒸汽溫度，從而滿足汽機沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求，因此該系統(tǒng)適合頻繁啟動、帶循環(huán)負荷的運行機組，但在基本負荷運行機組中，運行經(jīng)濟性差。不裝設啟動循環(huán)泵，系統(tǒng)本身簡單可靠，運行維護方便，尤其是初期投資小，而且國內(nèi)已有成功運行業(yè)績。綜上所述，按機組每年冷態(tài)啟動少于3次來計算，不設置啟動循環(huán)泵則更為經(jīng)濟。

參考文獻

[1]楊路生.1000MW超超臨界機組爐水循環(huán)泵節(jié)能效益分析[J].鍋爐制造，2013（04）：13-15.

[2]劉熙.1000MW超超臨界機組鍋爐啟動特性分析[J].機電信息，

2015（06）：38，39.

作者簡介：孫軍琪（1972，06-），男，漢族，陜西省寶雞市扶風縣召公鎮(zhèn)，陜西能源趙石畔煤電有限公司，現(xiàn)為技師、助理工程師職稱，大容量火力發(fā)電機組經(jīng)濟性研究。