焦開明

(內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 托克托 010206)

1 問題的提出

輔助蒸汽系統(tǒng)作為單元制機(jī)組重要的公用系統(tǒng)，主要用于機(jī)組啟動及正常運(yùn)行時輔助用汽。廠用輔助蒸汽分別供應(yīng)除氧器用汽、小機(jī)啟動用汽、主機(jī)和小機(jī)的軸封用汽、采暖用汽、鍋爐暖風(fēng)器及其他用汽等，而電廠鍋爐是輔助蒸汽的主要來源。因此，如何合理安排鍋爐的運(yùn)行和啟動是保證全廠輔助蒸汽系統(tǒng)的重要手段，特別是發(fā)生電網(wǎng)故障時全廠部分機(jī)組停運(yùn)或全部機(jī)組停運(yùn)時，保證輔助蒸汽供汽是恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行的首要任務(wù)。

2 輔助蒸汽系統(tǒng)的實際情況

托電公司機(jī)組多，輸出功率大，500kV出線線路多且輸電線路長，線路安全運(yùn)行受環(huán)境影響較大，一旦出現(xiàn)2條或多條線路跳閘，必然會導(dǎo)致多臺機(jī)組跳閘或被迫停運(yùn)，此時保證全廠輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行顯得尤為重要。特別是在冬季采暖及暖風(fēng)器系統(tǒng)投運(yùn)期間，輔助蒸汽需求量較大，確保全廠輔助蒸汽系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

托電公司#1～#8機(jī)組分為4個單元，為單元制結(jié)構(gòu)，輔助蒸汽系統(tǒng)汽源來自冷段再熱蒸汽和四段抽汽，各機(jī)組輔助蒸汽聯(lián)箱相互串聯(lián)，#4，#5機(jī)組輔助蒸汽聯(lián)絡(luò)管中間引出管與呼熱公司單元輔助蒸汽系統(tǒng)相連，互為備用汽源。管路連接復(fù)雜，輔助蒸汽系統(tǒng)容量大，供汽方式靈活，單臺或2臺機(jī)組故障停運(yùn)時，輔助蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行不會受到任何影響。若發(fā)生多臺機(jī)組停運(yùn)或機(jī)組全停，則全廠輔助蒸汽系統(tǒng)的需求量會很大，僅靠呼熱公司1臺300 MW機(jī)組的供汽量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，主要原因是機(jī)組容量有限、供汽管路較長、管徑較小且系統(tǒng)阻力大。冬季機(jī)組正常運(yùn)行時，各機(jī)組輔助蒸汽供汽量見表1。

表1 托電公司各機(jī)組輔助蒸汽供汽量統(tǒng)計 t/h

輔助蒸汽系統(tǒng)需求總量約318 t/h，至少需要3臺機(jī)組運(yùn)行才能滿足要求。2012－11－05，托電公司輸電線路因雨雪天氣跳閘，僅保留#4機(jī)組和#8機(jī)組運(yùn)行，輔助蒸汽系統(tǒng)壓力降至0.20 MPa，#4鍋爐供輔助蒸汽128 t/h，#8鍋爐供輔助蒸汽125 t/h，因當(dāng)時電網(wǎng)要求機(jī)組僅維持300 MW負(fù)荷，輔助蒸汽供汽量已達(dá)到最大，此時僅2臺機(jī)組運(yùn)行不能滿足輔助蒸汽系統(tǒng)的需求。

3 多臺機(jī)組停運(yùn)保證輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行

2012－11－05，托電公司輸電線路源霸Ⅰ線、Ⅱ線，源安Ⅱ線相繼跳閘，托電公司#1，#2，#3，#5機(jī)組被迫停運(yùn)，僅保留#4，#8機(jī)組運(yùn)行，輔助蒸汽聯(lián)箱壓力快速下降。針對這一問題，托電公司采取以下2個措施，既有效解決了輔助蒸汽不足的問題，又為機(jī)組再次啟動贏得了寶貴時間。

(1)#3鍋爐滅火后，立即采取極熱態(tài)啟動，開啟高壓旁路及低壓旁路，通過冷段再熱器向輔助蒸汽聯(lián)箱供汽，磨煤機(jī)等離子系統(tǒng)運(yùn)行，鍋爐無油點火，維持汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)，便于機(jī)組快速啟動帶負(fù)荷。

(2)#5鍋爐采用了快速降負(fù)荷、機(jī)組打閘鍋爐不滅火措施，停機(jī)后立即開啟高壓旁路及低壓旁路，通過冷段再熱蒸汽向輔助蒸汽聯(lián)箱供汽。

采用以上2個措施以后，#3機(jī)組供輔助蒸汽量增加70 t/h，#5機(jī)組增加72 t/h，輔助蒸汽聯(lián)箱壓力很快由0.21 MPa上升至0.40 MPa，滿足了當(dāng)時輔助蒸汽系統(tǒng)的需求，同時也為其他機(jī)組啟動提供了可靠保障。輔助蒸汽壓力變化趨勢如圖1所示。

圖1 輔助蒸汽系統(tǒng)壓力變化趨勢

4 全部機(jī)組停運(yùn)保證輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行

若源安另外1條線路也跳閘，托電公司如果不能實現(xiàn)單臺機(jī)組帶廠用電，那么機(jī)組會全部停運(yùn)。要及時解決輔助蒸汽供汽問題，只能通過及時啟動鍋爐保證輔助蒸汽供汽，具體措施如下。

(1)全部機(jī)組停運(yùn)后，廠區(qū)500 kV升壓站停電，聯(lián)絡(luò)變壓器失電，啟動備用變壓器失電，廠用電失去，輔機(jī)無法啟動。該問題有2個解決方法:

1)線路試送電，恢復(fù)500 kV升壓站供電。

2)通過呼熱、托電公司聯(lián)絡(luò)段(以下簡稱呼托段)向托電公司#5機(jī)組反送電，#5機(jī)組鍋爐啟動單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，鍋爐點火帶輔助蒸汽。

(2)呼托段在啟動#5機(jī)組鍋爐過程中，應(yīng)盡快恢復(fù)500 kV升壓站送電，否則其他鍋爐不能啟動，不能滿足全廠輔助蒸汽的需求。

(3)機(jī)組停運(yùn)后，各機(jī)組供輔助蒸汽系統(tǒng)壓力無法維持，輔助蒸汽僅靠呼熱公司單元提供，其系統(tǒng)大、供汽量小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。解決該問題的有效途徑是盡快隔離輔助蒸汽聯(lián)箱，僅保持呼熱公司輔助蒸汽與#5機(jī)組輔助蒸汽聯(lián)箱相連，#5機(jī)組鍋爐點火后，通過冷段再熱蒸汽向輔助蒸汽聯(lián)箱供汽，然后逐步啟動其他鍋爐，恢復(fù)全廠輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行。

(4)輔助蒸汽系統(tǒng)壓力不足，熱態(tài)鍋爐可通過開啟旁路系統(tǒng)向鍋爐泄壓并通過冷段再熱蒸汽向輔助蒸汽系統(tǒng)供汽，同時關(guān)閉廠區(qū)次要輔助蒸汽用戶，以保證主要用戶正常運(yùn)行。

(5)如果呼熱公司輔助蒸汽供汽量不能滿足#5機(jī)組鍋爐啟動需求，可采取以下措施啟動#5機(jī)組鍋爐運(yùn)行。

1)停運(yùn)機(jī)組開啟高壓旁路，利用鍋爐余熱通過冷段再熱蒸汽管路向輔助蒸汽聯(lián)箱供汽，該方法受到鍋爐泄壓速度限制和鍋爐蓄熱量的影響，不能保證輔助蒸汽系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運(yùn)行，仍需盡快啟動鍋爐。

2)鍋爐無輔助蒸汽熱態(tài)啟動，通過主蒸汽向軸封供汽，鍋爐啟動后投入高、低壓旁路系統(tǒng)，通過冷段再熱蒸汽管路恢復(fù)機(jī)組輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3)#5機(jī)組鍋爐啟動后仍然不能滿足全廠輔助蒸汽需求，需要盡快啟動#8機(jī)組鍋爐，#8機(jī)組鍋爐啟動A，C磨煤機(jī)等離子系統(tǒng)，2臺磨煤機(jī)運(yùn)行，可提供較大的蒸汽量。

5 保證輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行對鍋爐的要求

要保證全廠輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行，首先必須保證鍋爐啟、停操作能夠順利進(jìn)行，既要有效合理利用鍋爐蓄熱量，還要考慮鍋爐的節(jié)能運(yùn)行，因此，對鍋爐的要求有以下幾個方面。

(1)磨煤機(jī)配煤合理，磨煤機(jī)等離子系統(tǒng)配發(fā)熱量大于18765 kJ的煤種，這樣可保證單臺磨煤機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，實現(xiàn)鍋爐無油點火。

(2)高、低壓旁路開關(guān)靈活，無卡澀現(xiàn)象，特別是在停機(jī)不滅火過程中，必須保證高壓旁路能及時開啟，防止鍋爐超壓。

(3)各輔助蒸汽聯(lián)箱聯(lián)絡(luò)門開關(guān)靈活且關(guān)閉嚴(yán)密，以保證輔助蒸汽聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)倒換靈活。

(4)詳細(xì)了解各機(jī)組輔助蒸汽用戶，在輔助蒸汽壓力低時，便于切斷次要用戶閥供汽，保證主要用戶供汽不受影響。

(5)在操作過程中，凡涉及主再熱蒸汽溫度及壓力的控制、汽包水位的控制以及輔機(jī)啟、停的合理控制，特別是采用呼托段反供電時，鍋爐啟動必須考慮負(fù)荷容量的問題，否則，一旦呼熱公司啟動備用變壓器跳閘，鍋爐啟動將更加困難。鍋爐在通過呼托段反送電啟動時，其負(fù)荷可按以下方案分配:

1)呼熱公司啟動備用變壓器參數(shù)。額定容量，40/25～25MV·A;額定電流，100/2291～2291A。

2)#5機(jī)組鍋爐啟動采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，相關(guān)6 kV設(shè)備有引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、電動給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、磨煤機(jī)和空氣壓縮機(jī)等，相關(guān)380V設(shè)備有閉式水泵、輔機(jī)油泵等，合計6kV電壓對應(yīng)電流800～1000 A。

3)化學(xué)制水車間(在保證制水及供水能力的前提下)必須啟動的設(shè)備有生水泵(2臺)、除鹽水泵(1臺)、反滲透水泵(2臺)、除碳水泵(1臺)、提升水泵(2臺)，折算為6 kV電流約40 A，這些設(shè)備最終由呼熱公司6 kV公用A段帶負(fù)荷。

4)在保證1000 t/h流量的情況下，水源變壓器折算至6 kV電流約260 A。

5)在保證托電公司油泵及三期輸煤系統(tǒng)1條皮帶運(yùn)行的條件下，折算至6 kV電流約300A，這些設(shè)備可最終調(diào)整由呼熱公司6 kV公用B段帶負(fù)荷，以防呼熱公司6 kV公用A段進(jìn)線電源開關(guān)過負(fù)荷。

6)每臺機(jī)組保安段所需的容量，折算至6 kV電流約40A。這部分負(fù)荷最終平分至呼熱公司6kV公用A/B段。

7)通過上述計算，呼熱公司6 kV公用A段所帶托電公司的廠用電約1200 A，再加上自身所帶負(fù)荷，呼熱公司6 kV公用A段電源進(jìn)線開關(guān)有過負(fù)荷的可能。呼熱公司6 kV公用B段所帶托電公司的廠用電約720 A。兩段之和為1920 A，大致容量為30 MV·A，呼熱公司啟動備用變壓器容量應(yīng)能滿足要求。

8)呼熱公司6 kV公用A段電流=#5機(jī)組鍋爐啟動(1000 A)+化學(xué)制水4臺機(jī)組保安負(fù)荷(40×4=160 A)=1160(A)。

9)呼熱公司6 kV公用B段電流=水源變(260 A)+輸煤(300 A)+4臺機(jī)保安負(fù)荷(40×4=160 A)=720(A)。

6 結(jié)論

輔助蒸汽系統(tǒng)作為火電廠重要的公用系統(tǒng)之一，在電廠運(yùn)行過程中有舉足輕重的作用。如何保證輔助蒸汽供汽需求，如何合理有效地利用輔助蒸汽系統(tǒng)，如何有效、靈活地利用鍋爐運(yùn)行方式，保證輔助蒸汽系統(tǒng)正常運(yùn)行至關(guān)重要。特別是在托電公司采用大容量機(jī)組集中供電模式的條件下，輔助蒸汽系統(tǒng)復(fù)雜，影響范圍大，事故發(fā)生后如何恢復(fù)輔助蒸汽正常運(yùn)行，需要不斷進(jìn)行分析和總結(jié)。

［1］張學(xué)軍.300 MW機(jī)組無輔汽孤立方式熱態(tài)啟動分析［J］.黑龍江電力，2010(5):370 －372.