900MW機組汽泵啟動方式優化

郭衍雯上海外高橋第二發電有限責任公司

900MW機組汽泵啟動方式優化

郭衍雯
上海外高橋第二發電有限責任公司

介紹了上海外高橋第二發電有限責任公司2×900 MW 超臨界進口燃煤發電機組，機組冷態啟動時采用汽動給水泵啟動方式優化，停用電泵節約廠用電，冷再蒸汽作啟動汽源縮短啟動時間，方案的確立、實施以及實施前后節能效果對比。

超臨界機組；汽泵啟動；節能降耗

上海外高橋第二發電有限責任公司2×900 MW超臨界進口燃煤發電機組，是國內首次引進建設的百萬千瓦等級機組。近年來，公司致力于節能降耗、環保減排工作，大膽謹慎挖潛、開拓思路攻堅、敢為人先探索，實現了機組運行優化、環保經濟運行、碳排放交易的新突破，環保排放指標均大大優于超低排放國標，處于世界最低水平。

給水系統主要設備包括兩臺50%汽動給水泵及其前置泵，驅動小汽輪機，一臺40%電動給水泵及其驅動電動機，電動給水泵的前置泵。小汽輪機采用多汽源供汽的方式，使得小機具有比較靈活的啟動和運行方式。設置了高壓、低壓兩套獨立的配汽機構，能在主機低負荷運行時自動進行切換。當主機高負荷正常運行時，給水泵汽輪機以五級抽汽為工作汽源；主機低壓運行時，由于低壓汽源參數隨主機負荷的降低而降低，當負荷下降到額定負荷的40%及以下時，低壓蒸汽已經不能滿足主給水泵功耗的需要，此時采用冷再蒸汽作為小汽輪機的補充汽源或獨立工作汽源。

1 汽泵啟動的方式分析

機組啟動時，開電泵鍋爐上水，第一臺小汽輪機由輔汽暖機并作啟動汽源沖轉，第二臺小汽輪機用五抽作啟動汽源沖轉，啟動成功后停用電泵。這種啟動方式從機組投產開始延續至今，啟動時間長，能量損耗大。首先，電給水泵的開啟時間很長，廠用電消耗很大。其次，五抽蒸汽符合小機暖機啟動條件要求的負荷較高，進一步增加了電泵開啟時間，且延長了機組的啟動時間。

從小汽輪機的數字調節原理圖（圖1）中可以得知，調節小汽輪機進汽的閥門開度，由主小選模塊的輸出信號給出指令。

圖1 小汽輪機的數字調節原理圖

參與主小選模塊比較的信號有：

（1）轉速控制模塊輸出轉速信號；

（2）蒸汽壓力控制模塊輸出壓力信號；

（3）溫度控制模塊輸出蒸汽溫度信號；

（4）油溫度設定信號；

（5）小汽輪機暖機壓力信號；

（6）暖機壓力限值信號。

分析小汽機沖轉原理得出，只要小汽輪機的三種進汽中的任意一種汽源，符合沖轉條件，理論上都可以作為小汽輪機的沖轉汽源。其中，輔汽和五抽蒸汽已經作為設計啟動汽源在實際中得到運用，而冷再蒸汽作為小機的多汽源之一，管道鋪設等硬件條件已經具備，只需在邏輯中加以完善，理順汽泵啟動走步的邏輯關系，便有可能作為啟動汽源使用。

經過分析和篩選，汽泵啟動方式優化主要有兩個方向：

（1）減少啟動時電泵的開啟時間，節約廠用電；

（2）用冷再蒸汽做汽泵啟動汽源，縮短啟動時間。

2 優化方案的確定與實施

公司從2015年開始嘗試停用電泵上水，改用第一臺汽泵輔汽沖轉啟動后上水，電泵只在緊急情況下開啟。但在理論上，不開電泵的啟動時間會比較長，實際情況中啟動時間延長并不明顯。

2016年開始嘗試探索汽泵的冷再啟動方案。用冷再蒸汽做汽泵啟動汽源的實施方案中涉及到的熱力學參數，如沖轉時的所需的蒸汽溫度、壓力，同時期三種小汽輪機汽源的溫度壓力值，主汽閥金屬溫度，汽缸上下溫差和升溫速度等需要通過熱態試驗來確定。另外，啟動邏輯涉及的三方控制系統之間的步序和走步條件的調整也需要通過試驗來確定。

2016年3月11日20：00，5號機組調停前，停用汽泵5 A，進行5號機汽泵冷再沖轉試驗，嘗試不用五抽和輔汽，僅利用本機冷再對其中一臺汽泵進行沖轉至3 065 r/min后并入系統的能力，以確定在TXP中實現冷再啟動汽泵的具體實施方案。

2.1 試驗步驟

（1）5號機負荷降至400 MW，先將一臺汽泵的汽源由五抽切至輔汽（切換前汽泵輔汽管道必須暖管）；

（2）將電泵聯鎖退出，程控停用另一臺汽泵；

（3）將停用汽泵的五抽進汽門手動關閉并LOCK；

（4）在DEH中對停用汽泵狀態進行復置，“WARM UP WITH CRV”模塊切至“1”狀態，在DCS中對停用汽泵進行SGC程控走步，觀察走步情況；

（5）汽泵冷再調壓門原設計控制汽泵進汽壓力為0.4 MPa，建議將其定值提高至0.8 MPa，避免沖轉升速過程中進汽壓力下跌過低；

（6）汽泵沖轉至3 065 r/min后將轉速自動切至手動，避免汽泵并入系統；

（7）開啟該汽泵五抽進汽門，將汽泵冷再調壓門設定值降低至低于五抽壓力，觀察汽泵汽源由冷再自動切至五抽，冷再調壓門逐漸關至0；

（8）汽源切換正常后停用該汽泵，試驗結束。

由于前期做了充分的準備工作，冷再啟動試驗一次成功，經發電部、設備部認可后，確立實施方案。

2.2 實施方案

（1）沖轉前，warm up SLC（10XAY11EE009）至“ON”位置投入；

（2）DCS側啟動信號發出，SGC開始走步；

（3）啟動SGC中（汽泵5A：10XAC11EC001/汽泵5A：10XAC12EC001），step 3、step 13增加冷再沖轉滿足條件CRH SUP BFPT為正常走步條件。該條件從DCS側來，汽泵5A取信號10LBC00EU001XV32，汽泵5B取信號10LBC00EU002 XV32；

（4）避免沖轉過程中，冷再減溫水噴入，step 10中取消開冷再減溫水隔離門的指令，但仍保留超溫開減溫水門的所有邏輯及功能。

隨后利用檢修機會，根據試驗確定的實施方案，進行了5號機組小機5A/5B冷再啟動方式相關邏輯更改。

2.3 冷再啟動汽泵

2016年6月20日5號機啟動，啟用全新的冷再啟動汽泵方式。

（1）第一臺汽泵用輔汽沖轉方式方法均不變；

（2）第二臺汽泵待主蒸汽流量達到116 kg/ s（一般在機組并網前即達到）冷再汽泵總門自動開足后即采用冷再汽進行沖轉，升至3 065 r/min后切除轉速自動不并入系統待用；

（3）當第一臺汽泵控制方式由壓力控制切換到流量控制后，給水自動投入正常后將第二臺汽泵轉速自動投入，觀察其自動并入系統；

（4）隨著負荷上升五抽壓力上升第二臺汽泵汽源自動由冷再切換至五抽，觀察冷再調壓門逐步關至0；

（5）將第一臺汽泵的汽源由輔汽切至五抽。

啟動過程順利，參數控制準確，邏輯走步正常，啟動時間縮短，決定在6號機組推廣。

2016年6月27日，6號機組調停。期間，修改6號機組汽泵6A/6B冷再啟動汽泵方式相關邏輯。

2016年7月4日，6號機組啟動，新汽泵啟動方式再次得到驗證。

2016年8月9日，5號機組跳閘，雙給水泵運行的情況下，冷再減溫水隔離門、冷再減溫水調節門正常開啟，參與小汽輪機溫度調節。

3 結語

優化方案實施前后數據對比，以5號機為例。

采用開電泵啟動時，每次冷態啟動電泵的平均開啟時間為902 min，從汽輪機全速運行到第二臺汽泵并入的平均耗時為325 min，停開電泵啟動時電泵的平均開啟時間為0 min。停開電泵后，采用五抽蒸汽啟動第二臺汽泵時，從汽輪機全速運行到第二臺汽泵并入的平均耗時為183 min，采用冷再蒸汽啟動第二臺汽泵時，平均耗時147 min。汽泵啟動方式的兩次優化效果達到預期，既節約了大量的廠用電，又縮短了機組的啟動時間。

節能信息與動態

普陀區召開重點用能企業計量認證核查會議

近日，普陀區商務委組織召開2017年度重點用能企業計量認證核查會議，會上普陀區市場監管局對本區重點用能單位能源計量審查工作進行了布置，區商務委結合產業發展，圍繞區政府中心工作，對相關節能政策進行了宣講。

（朱春香）

Starting Mode Optim ization of Steam Pumpat 900 MW Unit

Guo Yanwen
Shanghai Waigaoqiao No.2 Power Generation Limited Company

The article introduces 2×900 MW super critical im ported coal-fired power generators at Shanghai waigaoqiao No.2 power generation lim ited company. Unit applies steam driven feed water pump instead of electric pump to start up optim ization mode when unit is cold. It not only saves electric power but a lso reduces starting up tim e with steam d riven pum p. The author puts forward so lution design and analyzes energy saving benefit before and after implementation.

Super Critica l Unit, Steam Pum p Starting up, Energy Saving and Consum p tion Reduction

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.07.012

郭衍雯（1982-），女，本科，工程師，從事發電廠熱控工作。