600MW燃煤電廠啟動鍋爐選型設計研究

鄭海濤++陳名玉

摘 要：文章主要介紹江西某600MW大型燃煤火力發電廠配置啟動鍋爐的容量選型計算方法，并得出合理方案。

關鍵詞：燃煤火力發電廠；啟動鍋爐；容量選型

中圖分類號：PM621 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0084-02

Abstract： In this paper， the capacity selection method of 600MW coal-fired power plant in Jiangxi Province is introduced and the reasonable scheme is obtained.

Keywords： coal-fired power plant； start-up boiler； capacity selection

引言

啟動鍋爐是新建大型火力發電廠不可缺少的輔機設備，是新建電廠第一臺機組啟動時向輔助蒸汽系統供汽的唯一汽源，它直接影響主機的安全啟動[1]。由于啟動鍋爐運行時間較短，如何合理地選擇啟動鍋爐的容量和蒸汽參數，使其既能滿足機組安全啟動的要求，又能節約建廠投資是十分重要的。 本文將論述啟動鍋爐的容量選型計算，并對使用汽動給水泵和汽動引風機對啟動鍋爐容量的影響以及經濟性進行方案比較，推薦配置合理的啟動鍋爐。

1 主機參數

本工程為新建兩臺600MW機組，鍋爐為上海鍋爐廠生產的超超臨界參數變壓運行、直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、四角切圓燃燒方式，Π型鍋爐。

2 系統設計原則

根據《大中型火力發電廠設計規范》（GB50660-2011）及

《火力發電廠啟動鍋爐系統設計技術導則》（Q/DG 1-J007-2010），啟動鍋爐宜優先選用燃油或燃氣鍋爐，對于600MW級機組，非采暖區及過渡區為1×35t/h，采暖區為2×35t/h。

啟動鍋爐參數宜采用低壓參數，壓力參數通常為1.30MPa，出口蒸汽溫度通常為350℃，用汽點與啟動鍋爐之間的阻力損失計算按照DL/T5054《火力發電廠汽水管道設計技術規定》。

啟動鍋爐容量應只考慮啟動中必要的蒸汽量，不考慮裕量和汽輪機沖轉等調試用汽量、可暫時停用的施工用汽量及非啟動用的其他用汽量。啟動鍋爐系統應力求簡單、可靠和運行操作簡便，其配套輔機不宜設備用。

啟動鍋爐宜選用制造廠標準系列中的產品。在條件允許的情況下，可采用制造廠成熟的系統設計及布置方案。

3 啟動鍋爐容量的選型計算

機組啟動必需的主要用汽點為除氧器的啟動加熱蒸汽、汽輪機的汽封用汽以及等離子點火用汽。本工程給水泵配置方案采用100%汽動給水泵+電動啟動給水泵方案，第一臺機組投產時不需要啟動鍋爐向汽動給水泵小機供汽；本工程引風機配置方案推薦采用2×50%汽動引風機+一臺40%容量電動啟動引風機方案，備選方案采用2×50%電動引風機方案，因此第一臺機組投產時也不需要啟動鍋爐向汽動引風機小機供汽。機組輔助蒸汽系統蒸汽用戶用汽量平衡表如下：

4 啟動鍋爐的系統配置

啟動鍋爐系統主要設備有：啟動鍋爐本體、給水泵、送風機、鋼制煙囪、水箱及定期排污擴容器。主要設備的選型計算原則如下：

（1）啟動鍋爐本體： 啟動鍋爐容量計算只考慮啟動中必

需的蒸汽量，不考慮主汽輪機沖轉調試用汽量、可暫時停用的施工用汽量及非啟動用的其他用汽量。

（2）給水泵：啟動鍋爐系統給水泵的選擇應根據給水系統的阻力值、啟動鍋爐的出力等因素確定。給水泵采用單臺離心泵，給水泵的流量裕量系數為10%，揚程裕量系數為20%。

（3）送風機：啟動鍋爐系統送風機的選擇應根據送風系統的阻力值、啟動鍋爐燃燒所需的風量等因素確定。送風機采用單臺離心風機，送風機的流量裕量系數為10%，壓頭裕量系數為20%。

5 汽動給水泵對啟動鍋爐容量的選型影響及經濟性比較

給水泵是電站熱力系統中的重要設備，對電站的安全性和經濟性具有十分重要的影響。本工程已論證了給水泵配置電動啟動給水泵方案的合理性和可靠性，同時論證了不設電動給水泵直接采用汽動給水泵啟動的可行性。

若不設啟動給水泵，則在機組啟動時，直接由汽動給水泵啟動機組，此時必須由啟動鍋爐來的輔助蒸汽向給水泵的汽輪機供汽。所需要增加的100%汽動給水泵調試、首臺機組沖管及啟動蒸汽量大約為10～35t/h，因此本工程啟動鍋爐容量需暫選定為70t/h。

35t/h容量的啟動鍋爐每小時耗油量約為2800kg，設備價格大約為260萬人民幣；70t/h容量的啟動鍋爐每小時耗油量大約為5700kg，設備價格大約為500萬人民幣。一臺30%BMCR啟動電動給水泵的軸功率大約為4200kW，設備價格大約為200萬人民幣，兩臺機組共設置一臺，設備投資共需200萬人民幣。現市場0號輕柴油價格約為每噸8250元人民幣，廠用電價格為0.32元人民幣/度。那么設置電動給水泵所節約的投資見表2：

表2 給水泵不同方案技術經濟對比表

從表2可以看出，取消電動給水泵直接由汽動給水泵啟動會使啟動鍋爐容量增大，啟動鍋爐的投資費用及燃油費用都加大，設置電動給水泵方案可節約投資288.4萬人民幣，其經濟效益顯著。本工程推薦采用電動啟動給水泵啟動方案，對應的啟動鍋爐容量為35t/h。

6 汽動引風機對啟動鍋爐容量的選型影響及經濟性比較

引風機是電廠中的重要設備，也是電廠中的耗電大戶。本工程已論證了引風機的配置方案為兩臺50%容量汽動引風機+一臺40%容量的電動啟動引風機的合理性及可靠性。

本工程若引風機啟動使用汽動引風機，將會使啟動鍋爐容量由35t/h增大到50t/h。50t/h的啟動鍋爐每小時耗油量約為4100kg，設備價格大約為360萬人民幣；一臺40%容量的電動啟動引風機軸功率約為3500kW，設備價格約為170萬人民幣，本期工程兩臺機組共設置兩臺，設備投資共需340萬人民幣。現市場0號輕柴油價格約為8250元人民幣/噸，廠用電價格為0.32元人民幣/度。根據相似工程的調試方案的相關資料，第一臺機組酸洗、沖管、調試及啟動所需時間，正常情況下大約140小時左右，由于機組酸洗、沖管、調試及啟動過程中，啟動鍋爐不是全部時間都是滿負荷運行，180小時折算為100%滿負荷運行時間大約為110小時。那么由于采用電動啟動引風機所增加的投資見表3：

表3 引風機不同方案技術經濟對比表

從表3可以看出，采用電動啟動引風機的方案會使工程投資運行成本增加134.42萬人民幣。但考慮在機組跳閘后爐膛吹掃和RB狀態下維持機組出力不低于50%的要求，使用電動啟動引風機優點明顯，而且，采用電動啟動引風機后機組啟停靈活，減少機組啟動時間，因此本工程推薦配置40%容量的電動啟動引風機啟動方案，對應啟動鍋爐容量為35t/h。

7 結束語

綜合考慮機組啟動階段的必需用汽量，經過計算，結合給水系統，汽動引風機系統方案的配置，本工程推薦配置一臺1×35t/h容量啟動鍋爐，啟動鍋爐參數為1.3MPa，350℃。

參考文獻：

[1]林鎮.超超臨界機組啟動鍋爐選型分析[J].能源與節能，2015（7）：160-161.

[2]李朝陽.燃煤電廠鍋爐運行調整研究[J].科技創新與應用，2016（28）：152.endprint