大型電站機組不同停機方式及啟動節能研究

郭 爽 ,劉 彬,李瑞光,王文生，李彥龍

(1.白音華金山發電有限公司，內蒙古 錫林郭勒 026200;2.華電電力科學研究院，遼寧 沈陽 110179)

隨著我國電力市場競爭日益激烈，新能源裝機容量逐漸增大，火力發電參與深度調峰，嚴重時火電機組調停調峰[1]。但是，對于已投運的大容量機組而言，啟停費用相當昂貴。針對上述問題，白音華發電廠利用2臺機組雙停、雙啟的機會，對機組的停運及啟動方式進行優化，達到機組快速啟動及降低啟動成本的目的。

1 設備概況

白音華發電廠2×600 MW機組鍋爐為北京B&W公司設計制造的B&WB-2080/17.5-M型亞臨界參數、一次中間再熱、平衡通風、前后墻對沖燃燒、單爐膛、尾部雙煙道結構的自然循環汽包爐。采用中速磨正壓直吹制粉系統，并配置B&W標準的DRB-XCL低NOx雙調風旋流燃燒器，設計燃料為白音華煤礦褐煤。空預器選用豪頓華公司設計生產的32.5VNT20000(150)型三分倉回轉式空氣預熱器，原設計旋轉方向選用煙氣/一次風/二次風。鍋爐主要設計參數見表1。

表1 鍋爐主要設計參數

2 機組停爐、啟機方式對比

2.1 常規停爐、啟機方式

常規停機方式為機組滑參數停機，一般主、再熱蒸汽溫度滑至360 ℃，主汽壓力降至5～5.9 MPa。停機過程中，機組負荷小于120 MW，機側低壓疏水門自動開啟；機組負荷小于60 MW，高壓疏水門自動開啟。機組停運后，送風機保持運行10 min，總風量保持750 t/h連續吹掃10 min后進行自然通風，給水泵保持運行，當汽包壓力降至1.7 MPa時，汽包位于高水位，停止給水泵運行。當汽包壓力降至0.8～0.6 MPa時，鍋爐進行帶壓放水。由于滑參數停機，并且進行帶壓放水，鍋爐自然通風等，鍋爐無蓄熱能力，因此機組啟動時均未冷態啟動[2]。

2.2 優化停爐、啟機方式

為縮短鍋爐啟動時間，本次機組停運時2號鍋爐主汽壓力保持高參數工況下停運，同時通過燜爐、關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門，降低鍋爐冷卻速度，保持鍋爐一定的蓄熱能力。6月14日17:20開始滑溫操作，根據負荷相繼停運磨煤機。20:58當SCR區A、B側入口煙溫降至320 ℃時，停止SCR區噴氨系統運行。20:59機組解列，此時主汽壓力為6.1 MPa，主汽溫度為454 ℃，再熱蒸汽溫度為453 ℃，鍋爐MFT動作，輔機設備聯鎖跳閘動作結果正常。保持送、引風機繼續運行10 min，對爐內進行吹掃后停止送、引風機運行，進入自然通風狀態(若燜爐過早，空預器電流將會擺動)，汽包上水至340 mm后，保持給水流量150 t/h繼續上水2 min后，停止上水，21:22停止2A給水泵運行。

鍋爐停運后，為防止汽包水位下降過快，關閉連續排污手動門及電動調節門，關閉鍋爐疏水、放空氣手動門及鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門，6月15日7:14，空預器入口煙溫降至226 ℃，開始燜爐，燜爐過程中汽包壁溫差最大45 ℃，滿足規程要求。

6月18日10:00，鍋爐參數為汽包壓力0.06 MPa，主汽溫度135 ℃，再熱蒸汽溫度145 ℃，汽包下壁溫度平均值150 ℃，開啟爐本體疏水及放空氣手動門及電動門。10:04開始緩慢上水，上水溫度為120 ℃，10:52汽包見水，汽包水位高、低至MFT保護動作正常。本次補水大約100 t，鍋爐上水過程中汽包上、下壁溫差最大為52 ℃，汽包壁溫差小于規程規定值。

11:07啟動2B引風機、2B送風機，加送風機動葉，風量加至吹掃風量后爐膛開始吹掃，11:20吹掃結束，MFT復位。11:26啟動2A密封風機、2A一次風機運行。微油方式啟動2C磨煤機，鍋爐點火成功，根據升溫升壓速率，緩慢增加燃燒率。鍋爐點火正常后，開始對機組進行抽真空，真空建立后將鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門開啟，將管道疏水排凈。

14:45鍋爐參數為主汽壓力6.4 MPa，主汽溫度400 ℃，再熱蒸汽溫度360 ℃，燃料量31 t/h，達到沖轉參數，汽輪機開始沖轉。15:12機組轉速2 000 r/min中速暖機，本次屬于溫態啟動，中速暖機時間為90 min。16:45暖機結束，此時主汽壓力為5.3 MPa，主汽溫度為416 ℃，再熱蒸汽溫度為402 ℃，機組升速至3 000 r/min，19:18機組并網成功。19:29機組負荷升至107 MW，進行廠用電切換，20:54機組負荷升至190 MW，機組全切油。

常規方式采用高參數停爐，停爐后進行燜爐并關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門，鍋爐進入保壓狀態。而本次優化方式滑溫參數較低，停爐后一直采用自然通風方式，當汽包壓力降至0.7 MPa時，進行帶壓放水[3]。具體對比參數見表2。

2.3 優化停爐、啟機方式優點

a.由于鍋爐連續排污門、汽輪機本體及主、再熱蒸汽管道疏水門均已關閉，本次停爐汽包上至高水位后停止給水泵運行，比以往停爐電動給水泵少運行8 h，給水泵電壓為10 kV，運行電流為193 A，節省電量為24 068 kWh，電價按照0.3元/kWh計算可節省費用0.72萬元。

b.機組啟動時間明顯縮短，優化方式從鍋爐點火到全切油共計5.23 h，比常規方式用時節約了2.36 h，且機組可多發電量70萬kWh，多盈利7萬余元。

c.由于優化方式沒有帶壓放水，鍋爐點火時補水量只有100 t，比常規啟停方式節約除鹽水310 t，按20元/t除鹽水計算，共計節省費用0.62萬元。

d.由于采用優化停爐方式，鍋爐蓄熱量較多，機組點火容易且帶負荷速度較快，因此節省啟動用油。據統計優化啟動方式用油比常規方式減少6 t，輕柴油按8 000元/t計算，可節省用油費用4.8萬元。

表2 2種不同停運方式參數對比

e.由于優化啟動后爐膛溫度較高，機組并網時SCR區入口煙溫已達到325 ℃，能與機組并網同步投入噴氨，脫硝投運率高。機組啟動方式優化后比常規方式啟動共計節省費用13.14萬元。

3 優化啟動注意事項

a.若機組停運7～10天，如沒有檢修作業，可采用高參數停機，進行燜爐及關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門進行鍋爐蓄熱，縮短機組啟動時間，使機組快速并網。

b.為保持鍋爐蓄熱，鍋爐停運后進行燜爐，疏水、放空氣開啟時間較晚，機組啟動抽真空后，高、低旁應隨機投運并緩慢開大，保證過熱器、再熱器內積水及時蒸發，防止發生水沖擊現象。

c.機組啟動抽真空后，及時開啟鍋爐至汽輪機主、再熱汽門及高旁門前疏水手動門及氣動門進行疏水，保證疏水及時排至排汽裝置，防止機組沖轉時發生水沖擊事故。

d.鍋爐燜爐后，監視空預器電流，如發現空預器電流增大并擺動，應及時將空預器人孔門打開進行冷卻，保證空預器運行正常。

4 結束語

電力市場競爭越來越激烈，深度調峰已成趨勢，必要時對機組進行調峰，因此機組停運7～10天，可以采取高參數停機方式。機組停運后，空預器入口煙溫降至250 ℃時，可采用燜爐及關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門及高旁門前疏水手動門及氣動門進行鍋爐蓄熱。如機組沒有檢修作業，機組可以不滑溫，保持汽包壓力10 MPa來提高機組蓄熱能力，控制汽輪機第1級金屬溫度大于260 ℃，汽輪機不用暖機，能有效縮短機組啟動時間，使機組快速并網，有效降低機組啟動成本，及時投入脫硝系統，減少污染物排放量。