徐雪冬 劉立濤
(河北國華定洲發(fā)電有限責任公司,河北 保定073000)
大型火電機組節(jié)能優(yōu)化工作是現代電力企業(yè)所面臨的共性課題,機組啟停節(jié)能優(yōu)化又是火電機組節(jié)能優(yōu)化工作的重要環(huán)節(jié)。機組啟停節(jié)能工作主要圍繞降低啟停用油、用電、用水等開展。
(1)減少外購電量。在機組停運前,及時將公用負荷切至運行機組,主要將6kV公用段、檢修照明PC段、升壓站MCC段切換至運行機組相應母線接帶。通過倒換運行方式,可節(jié)約外購電215.5萬kW·h,節(jié)約費用約86.2萬元。
(2)通過優(yōu)化機組停運后的輔機運行方式以及確立大輔機啟停的邊界條件,節(jié)約機組啟停用電。
1)機組停運后,由于主機潤滑油系統(tǒng)至少要運行96h才具備停運條件,導致作為主機油冷卻水源的循環(huán)水系統(tǒng)不能在停機后及時停運,通過主機冷油器增加公用水冷卻水源,停機后及時將主機潤滑油冷卻水倒為公用水帶,使停機后循環(huán)水泵運行時間由原來至少96h減少到目前的不到24h,每次停機可節(jié)約停機電耗26萬kW·h。
2)停機過程及停機后,為減少電泵的運行時間,在機組滑參數300MW以下時再啟動電泵;停機后,電泵由以前的連續(xù)運行向鍋爐補水,改為停機后將汽包水位上至+400mm以上停運電泵,待汽包水位降至-200mm后再啟動電泵的方式,改進后電泵停機后的運行時間由改進前的8~10h,降到目前不到1h,每次停機節(jié)約停機電耗4萬~5萬kW·h。
3)滑參數停機過程中,負荷降至300MW時,及時停運1臺循環(huán)泵(功率3 700kW),負荷降到200MW時停運1臺送風機(1 400kW),節(jié)約停機過程電耗。
4)停機后,凝泵(功率2 500kW)、循環(huán)泵(功率3700kW)由原來的連續(xù)運行方式改為停機后根據低壓缸排汽溫度和凝結水溫度等進行啟停,停機后凝泵、循泵運行時間由原來的24h以上,降低到目前的12~15h,每次停機可節(jié)約停機電耗約6萬kW·h。
5)采取了停機后開啟機組汽輪機本體疏水、保持機組真空4~5h,抽出系統(tǒng)余汽、余熱的方法,可提前停運循環(huán)泵、凝泵2~3h,節(jié)約停機電耗約1萬kW·h。
6)鍋爐風機、磨煤機根據規(guī)定停運后,對應軸承溫度降到50℃以下,及時停運各風機、磨煤機、液壓油站,共20個油站(合計功率約40kW);發(fā)電機解列后及時停運主變冷卻器,其他輔機也依照規(guī)程規(guī)定及時進行停運。
(3)優(yōu)化機組啟動方式和啟動過程:
1)通過試驗,確定鍋爐點火采用單臺引、送、一次風機啟動的方式,另一臺引、送、一次風機在機組并網前投運,減少一半運行時間至少4h,節(jié)約機組啟動電耗超過2.4萬kW·h。
2)優(yōu)化各設備、系統(tǒng)投運前的準備工作,相關系統(tǒng)全部檢查準備到位后,再按次序不間斷地啟動每個系統(tǒng),縮短各系統(tǒng)啟動間隔,確保各個啟動階段的無縫銜接,大大縮短了設備、系統(tǒng)空轉等待的時間,采用這樣的辦法每次可以節(jié)約輔機空轉等待時間4~5h,約可節(jié)約啟動電耗2萬~3萬kW·h。但優(yōu)化后的方式需要大量操作人員,加之啟動階段操作量本來就較大,所以,每次啟動都要按啟動計劃安排至少10人次的加班,確保各崗位操作人員滿足要求。
3)優(yōu)化機組啟動階段的沖洗方式,由系統(tǒng)分段沖洗改為聯合沖洗,由鍋爐上滿水后全部排放方式改為上水排放同時進行的方式,同時將鍋爐上水溫度升高至100℃以上。以上措施大大改善了鍋爐冷態(tài)沖洗的效果,不但減少了啟動沖洗除鹽水的消耗,而且小修后鍋爐上水沖洗時間也由以往10h以上降低到8h左右,節(jié)省機組小修后鍋爐沖洗階段輔機電耗超過2萬kW·h。
4)汽機專業(yè)經過討論和調研,并咨詢廠家,取消了機組冷態(tài)啟動的中速暖機過程,改為低負荷暖機,節(jié)約機組啟動時間4h,約節(jié)省啟動電耗5萬kW·h。
(4)加強檢修后設備系統(tǒng)的試運管理工作。
1)檢修后分部試運階段,嚴格按照啟動試運規(guī)定進行設備的啟停和試運工作,不過試、不欠試,試運結束后立即將試運的設備停運。
2)根據設備檢修工作情況確定轉機試運時間,確保修后轉機設備試運的合理性,減少分部試運階段的輔機電耗。
3)涉及系統(tǒng)性的試運工作統(tǒng)籌安排,避免設備反復啟停造成浪費,例如鍋爐八大風機,統(tǒng)一試運時間,避免設備、系統(tǒng)的重復啟停造成浪費。有條件的輔機盡可能穿插在機組啟動階段進行試轉,減少這些輔機的運行時間,降低電耗,如凝結水泵在分部試運階段試運1臺,在機組啟動階段再試運另1臺。
(5)優(yōu)化機組啟動中的系統(tǒng)啟動順序。根據每次機組啟動的不同工況,制定詳細的啟動計劃,力求達到最優(yōu)的系統(tǒng)啟動順序、最佳的輔機啟動時機,使運行人員能夠及時把握啟停的各個關鍵環(huán)節(jié),啟停操作的目的性、針對性更強。
1號機小修中實施了鍋爐微油點火改造,以機組冷態(tài)啟動為例,以前每次機組冷態(tài)啟動用油在120~150t,微油點火改造后機組冷態(tài)啟動用油在25~30t,節(jié)油率達到80%以上。
經過討論和調研,并咨詢廠家,取消了機組冷態(tài)啟動的中速暖機過程,改為低負荷暖機,約可節(jié)省啟動油耗3~4t(微油點火改造后)。
(1)通過比對試驗將鍋爐上水沖洗的水溫由以往的70~80℃升高至100℃以上,同時減少鍋爐沖洗階段由于溶解氧等因素引起受熱面的銹蝕;通過優(yōu)化機組啟動階段的沖洗方式,由系統(tǒng)分段沖洗改為聯合沖洗,由鍋爐上滿水后全部排放方式改為上水排放同時進行的方式,從而大大改善機組啟動沖洗的效果,啟動沖洗的除鹽水消耗也有了很大程度的降低。
(2)凝泵去掉一級葉輪改造后,以往由于機組啟動沖洗階段用水量少導致凝結水壓力高無法投運的問題得到解決,啟動階段當凝結水的鐵含量小于1 000μg/L時,立即將機器處理投運,從而大大減少了沖洗除鹽水的排放量,使凝結水水質很快達到啟動要求,節(jié)約了啟動沖洗的除鹽水耗量。
(3)加強啟動階段的汽水監(jiān)督工作,以往啟動階段每2h化驗一次凝結水、給水和爐水水質,目前機組冷態(tài)啟動沖洗采用連續(xù)化驗凝結水、給水和爐水,從而杜絕了啟動沖洗除鹽水的過渡排放。
(4)根據機組檢修的情況,合理控制水箱的水位和凝汽器、除氧器水位,避免這些系統(tǒng)轉檢修后的除鹽水浪費。
通過以上節(jié)能措施,機組啟停的電耗、油耗、水耗比以往有了很大程度的降低,機組正常冷態(tài)啟停電耗由以往的80萬kW·h左右降低到目前的40萬kW·h左右,水耗由以往的6 000t左右降低到目前的3 000t左右,油耗由以往的80~100t降低到目前的10t左右,機組C級檢修啟停電耗由以往的近200萬kW·h降低到目前的100萬kW·h左右,水耗由以往的6 000~8 000t降低到目前的3 000~4 000t,油耗由以往的100t以上降低到目前的15~20t,機組啟停的各項能耗指標有了大幅下降。
即便如此,大型火電機組啟停節(jié)能仍有一定潛力可挖,仍然需要通過優(yōu)化啟動方式、節(jié)能技術改進(改造)、科技創(chuàng)新以及提高員工節(jié)能意識等手段來逐漸優(yōu)化完善機組啟動過程。另外,機組啟停階段的設備健康水平直接影響到機組啟停階段的能耗,提高檢修質量,確保修后設備一次啟動成功也是降低機組啟動能耗的一個重要環(huán)節(jié)。