李明，郭衛(wèi)華，曾慶華，甘勇

(1.湖南省電力公司科學研究院，湖南長沙 410007;2.華能岳陽電廠，湖南岳陽 414002)

華能岳陽電廠三期工程2×600 MW機組由哈爾濱汽輪機廠有限責任公司制造的 CCLN600—25.0/600/600型超超臨界、中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、凝汽式汽輪機，與哈爾濱鍋爐廠制造HG－1795/26.15－YM1型超超臨界變壓運行直流鍋爐和哈爾濱電機廠的QFSN－600－2YHG型水氫氫冷發(fā)電機組成。采用一級高壓、容量為35%BMCR的旁路系統(tǒng)，旁路減溫水采用凝結(jié)水。每臺機組配置2臺50%B－MCR容量的汽動給水泵，1臺30%B－MCR容量的電動定速給水泵作為啟動泵。給水泵汽輪機正常工作汽源來自主汽輪機四級抽汽，備用和啟動用汽源采用輔助蒸汽，小汽機排汽進入主凝汽器。

按照設計，在機組啟動過程中采用電動定速給水泵供水，達到30%負荷時切換至汽動給水泵。此方式雖然操作簡便，但由于是定速泵作為啟動泵，其上水方式也存在缺點:一是在機組啟動過程中，若電動給水泵發(fā)生故障，而汽動給水泵又不能立即投運，則造成鍋爐給水中斷;二是達到一定負荷后切換至汽動給水泵運行，由于電動給水泵為定速泵，汽動給水泵為調(diào)速泵，二者特性不同，如果運行人員切換操作不到位，也可能導致給水流量低而引起鍋爐MFT，啟動將被迫中止。即使切換過程順利，由于切換過程操作較復雜，會延長機組的啟動時間;三是機組冷態(tài)啟動時，從啟動電動給水泵至第1臺汽動給水泵投運，需要耗時近16 h，電動給水泵要消耗大量的廠用電。

因此，在華能岳陽電廠三期工程5號機組調(diào)試過程中，出于優(yōu)化機組上水方式、為機組投產(chǎn)后經(jīng)濟運行提供指導的目的，在機組整套啟動帶負荷調(diào)試階段，采用無電泵的方式進行機組啟動，取得了良好的效果。

1 無電泵啟動的步驟

根據(jù)設計，給水泵小汽機的汽源共有2路，分別為:輔汽聯(lián)箱 (由二期300 MW機組供汽)壓力為1.0 MPa，溫度為300℃;本機四段抽汽壓力為0.948 MPa，溫度為362℃。輔助蒸汽由二期機組供給，壓力穩(wěn)定，流量充足，而且電動給水泵可做緊急備用，因此采用汽泵全程上水可靠性高。

無電泵啟動的步驟如下:

1)機組冷態(tài)啟動時，對除氧器進汽加熱，全開汽動給水泵再循環(huán)門，啟動1臺汽動給水泵前置泵即可向鍋爐上水，進行冷態(tài)沖洗;

2)鍋爐冷態(tài)沖洗完成后，考慮給水泵小汽機需要暖機，以及汽動給水泵前置壓泵的揚程低(出口壓力1.4 MPa)，利用輔助蒸汽聯(lián)箱來汽作為小機汽源，啟動1臺汽動給水泵;

3)鍋爐升溫升壓至機組并網(wǎng)帶初負荷階段，汽動給水泵維持較低轉(zhuǎn)速，由主給水旁路調(diào)門控制，保證鍋爐供水需要;

4)當機組負荷升至120 MW時，采用主機四段抽汽為汽源啟動另1臺汽動給水泵;

5)當機組負荷升至240 MW時，2臺汽動給水泵并泵，此時有1臺小汽機汽源仍為輔助蒸汽;

6)當機組負荷升至360 MW時，進行小汽輪機汽源的切換，即將采用輔助蒸汽為汽源的小汽機切換到四段抽汽直至滿負荷;

7)熱態(tài) (或極熱態(tài))啟動時，直接利用輔助蒸汽沖動小汽輪機，啟動汽動給水泵向鍋爐上水。

2 無電泵啟動實施的關鍵點

采用上述步驟，在5號機組整套啟動調(diào)試階段成功地實施了機組無電泵啟動，節(jié)約了大量廠用電。通過多次實際操作，獲得了寶貴的經(jīng)驗。在采用無電泵上水過程中，應注意以下幾點:

1)啟動前，強制鍋爐MFT時汽泵跳閘條件，防止啟動初期汽泵跳閘引起爐MFT。

2)汽動給水泵投運前應在熱備用狀態(tài)，關閉四段抽汽電動門并停電，防止輔助蒸汽通過四抽、冷段等管道漏入汽缸，并監(jiān)視主機盤車運行情況。然后按照正常啟動步驟進行檢查和啟動汽泵。

3)啟動期間輔汽由二期供給，要求二期將輔汽聯(lián)箱的壓力控制在高限，并保持穩(wěn)定。

4)鍋爐上水初期或壓力較低時汽動給水泵的轉(zhuǎn)速應控制在2 840～3 000 r/min范圍內(nèi)，用給水旁路調(diào)整門控制上水流量，同時電動給水泵在備用狀態(tài)以增加設備的可靠性。

5)全開汽泵再循環(huán)，使汽泵保持較大流量運行，并加強對小汽機和給水泵軸振、小機軸向位移、小機排汽溫度等參數(shù)的監(jiān)視。

6)在機組并網(wǎng)帶一定負荷后，監(jiān)視四段抽汽壓力，及時將另1臺汽泵用四抽汽源啟動，防止輔汽供汽不足、小機轉(zhuǎn)速不可控、鍋爐發(fā)生斷水的危險。

7)當四段抽汽壓力與輔汽壓力接近時，將小機汽源切至正常，此時切換對小機轉(zhuǎn)速的擾動最小，可以保持給水流量的穩(wěn)定。

8)在汽源切換前對四抽汽源管道進行充分疏水，防止疏水未凈產(chǎn)生水沖擊導致軸向位移增大，推力軸承燒損。

9)小機汽源切換正常后，及時聯(lián)系熱工將強制的條件釋放。

10)為方便汽源切換操作，將四抽供小機電動門、輔汽供小機電動門由全開全關控制改為點動控制，根據(jù)門后的蒸汽參數(shù)實現(xiàn)較平穩(wěn)的切換。

3 無電泵啟動的安全性、經(jīng)濟性分析

3.1 在整個啟動過程中電動給水泵始終處于備用狀態(tài)，因此，啟動時用汽動給水泵啟動比用電動給水泵的可靠性更高，提高了機組啟動的可靠性。

3.2 采取無電泵啟動方式，最主要的危險是汽源的穩(wěn)定性。如果輔汽壓力大幅擺動，會造成給水泵轉(zhuǎn)速及給水流量劇烈波動，可能會引起鍋爐給水流量低保護等動作，引起鍋爐MFT。本機組輔汽由二期機組供給，壓力和流量的穩(wěn)定性得到保證。

3.3 采用無電泵啟動初期，汽泵處于低轉(zhuǎn)速、小流量工況，調(diào)整操作不當會損壞汽泵，會對鍋爐上水壓力、流量產(chǎn)生影響。因此，應密切關注汽泵組各項參數(shù)，對照廠家提供的流量特性曲線，使泵組在曲線范圍內(nèi)運行，保持汽泵出口壓力、流量等參數(shù)在啟動過程中穩(wěn)定。

3.4 機組在熱態(tài)、極熱態(tài)啟動時要注意防止小機進冷汽。輔助蒸汽由二期機組供應，在熱態(tài)啟動前加大輔汽聯(lián)箱疏水和小機進汽管道疏水，保證小機進汽參數(shù)滿足要求。

3.5 采用無電泵啟動模式，利用汽動給水泵和其前置泵代替電動給水泵完成鍋爐上水:電動給水泵額定功率3 200 kW，汽動給水泵前置泵額定功率360 kW，冷態(tài)開機1次，可減少電動給水泵運行16 h左右，節(jié)約廠用電45 440 kWh，電價按0.3元/kWh計算，可節(jié)約13 632元。機組整個壽命期內(nèi)冷態(tài)啟動按200次計算，共可獲得經(jīng)濟效益約272萬元，且不包括溫態(tài)啟動、熱態(tài)啟動和極熱態(tài)啟動的效益。

4 國內(nèi)超超臨界機組給水泵配置方式的分析

國內(nèi)已多臺投入商業(yè)運行的600 MW及以上超超臨界機組，國內(nèi)600 MW等級和1 000 MW超超臨界機組給水泵組的配置方式見表1。

表1 國內(nèi)超超臨界機組給水泵配置方式

從表1知，國內(nèi)超超臨界機組多采用2×50%汽泵+1×30%啟動/備用電動給水泵配置，也有采用1×100%汽泵、取消電動給水泵配置的例子。

4.1 取消電動給水泵設置分析

根據(jù)國內(nèi)外超超臨界機組運行情況，給水泵及小汽輪機運行可靠性較高。目前國內(nèi)投產(chǎn)的600 MW及以上超超臨界機組，汽動給水泵組運行情況良好，電動給水泵的備用功能投入極少，完全可不備用。近幾年國產(chǎn)超超臨界機組發(fā)展迅速，小汽輪機和給水泵制造技術也日趨成熟，汽泵的可靠性提高，因此越來越多的新建超超臨界機組在給水泵配置方式上取消電動給水泵，節(jié)約初投資。

(1)取消電動給水泵后，對于2×50%汽泵配置，當一臺汽泵故障時，另一臺汽泵可維持機組50%額定負荷運行;對1×100%汽泵配置，當汽泵故障時機組停運。

(2)實踐表明，取消電動給水泵，能夠?qū)崿F(xiàn)機組各種啟動、停機工況，保證機組正常運行。

(3)取消電泵，機組啟動時需由輔助蒸汽供給小汽機用汽，設計時需增大輔助蒸汽汽源的管徑，滿足啟動要求。

4.2 取消電動給水泵對調(diào)試的影響

鍋爐點火吹管階段必須啟動汽動給水泵，這就需要主機及有關系統(tǒng)和汽動給水泵的安裝調(diào)試進度提前。如主機潤滑油系統(tǒng)、盤車系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)的調(diào)試工作必須在點火吹管前完成。

4.3 取消電動給水泵對檢修的影響

鍋爐上水只能采用汽動給水泵，因此要先完成給水泵及小汽輪機檢修和油循環(huán)及靜調(diào)，循環(huán)水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)要投入運行，必須合理安排汽機的檢修工期。

5 結(jié)論

5.1 華能岳陽電廠5號機組調(diào)試過程中實施了無電泵啟動，證明超超臨界機組取消啟動/備用電泵，采用純汽泵配置方式能實現(xiàn)機組各種啟動、停機工況，保證機組正常運行。

5.2 采用無電泵啟動方式，提高了設備運行可靠性，節(jié)電效果非常明顯，在發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排中具有一定的推廣意義。

5.3 當給水泵小汽機的備用汽源穩(wěn)定可靠時，超超臨界機組取消電動給水泵，機組的運行安全性能可得到保證。

5.4 華能岳陽電廠三期600 MW超超臨界機組給水泵小汽機的一階臨界轉(zhuǎn)速為2 310 r/min，機組啟動上水時，可由熱工將MEH切至遙控的轉(zhuǎn)速，MEH遙控轉(zhuǎn)速由原來的2 840 r/min降低，只要其高于臨界轉(zhuǎn)速即可。這樣可以減少啟動時的小汽機耗汽量，更方便調(diào)節(jié)。

〔1〕馮偉忠.1 000 MW超超臨界機組給水泵及系統(tǒng)優(yōu)化〔J〕.中國電力，2010(8):26-30.

〔2〕馬曉峰.1000 MW超超臨界機組無電泵配置方式分析〔J〕.江蘇電機工程，2009(6):74-76.