王 磊

（中電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467000）

1 設(shè)備概況

某電廠1，2號機組為1 000 MW超超臨界機組，采用東方鍋爐廠設(shè)計制造的DG3000/26.15-Ⅱ1型超超臨界變壓運行直流鍋爐。鍋爐為單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。該鍋爐采用內(nèi)置式啟動分離系統(tǒng)。

該電廠1,2號機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠引進東芝技術(shù)生產(chǎn)制造的超超臨界、一次中間再熱、沖動式、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機，型號為N1000-25/600/600，額定出力為1 000 MW。機組采用復(fù)合變壓運行方式，汽輪機具有八級非調(diào)整回?zé)岢槠?，采用高、中壓缸?lián)合啟動方式，配置2臺50 % BMCR(鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)容量的汽動給水泵組及1臺25 % BMCR容量的電動給水泵。

小汽輪機配有高壓和低壓2個相互獨立的汽源，高壓汽源為冷再，低壓汽源為主機四段抽汽或輔汽聯(lián)箱來汽。

每臺機組均設(shè)有獨立的輔汽系統(tǒng)，輔汽系統(tǒng)主要為滿足機組啟、停，及非正常工況下小汽輪機沖轉(zhuǎn)、汽機軸封、除氧器加熱等用汽的需要。

2 電動給水泵給水啟動方式

在機組啟動過程中，電動給水泵的給水啟動方式是采用電動給水泵作為啟動工作泵，完成鍋爐上水、鍋爐冷態(tài)沖洗、熱態(tài)沖洗、升溫升壓過程。在自凝結(jié)水啟動、除氧器上水完成至機組并網(wǎng)帶250 MW負荷期間，電動給水泵始終作為工作泵，汽動給水泵處于準備階段。機組出力在250 MW左右時，電動給水泵切為1臺汽動給水泵運行，電動給水泵作旋轉(zhuǎn)備用;機組負荷達到450 MW時，第2臺汽動給水泵投運，雙汽泵正常運行后，電動給水泵停運備用。

實踐表明，電動給水泵的給水啟動方式存在機組廠用電率高、安全性低、局限性大等問題。

2.1 耗電成本高

該電廠1，2號機組電動給水泵的電機功率均為4 600 kW，按照電動給水泵給水啟動方式啟動機組，電動給水泵的工作時間和電耗為：機組冷態(tài)啟動約15 h，電耗約6.9萬kWh；機組熱態(tài)啟動約4 h，電耗約1.8萬kWh；新安裝或大修后第1次機組帶負荷啟動約20 h，電耗約9.2萬kWh。因此，電動給水泵給水啟動方式電耗較高，不經(jīng)濟。

2.2 安全可靠性低

由于汽動給水泵組啟動過程需要進行小汽輪機真空系統(tǒng)投運、汽源暖管、沖轉(zhuǎn)、小機暖機、升速等過程，因此汽動給水泵組啟動需要時間較長。在電動給水泵給水啟動方式下，一旦電動給水泵故障跳閘，汽動給水泵作為備用泵不能快速并入系統(tǒng)運行，將引起給水流量低，鍋爐MFT(鍋爐主燃料跳閘)主保護動作，延長機組啟動時間。因此，機組啟動階段汽動給水泵作為備用泵的方式不安全。

機組啟動過程中，若直接用汽動給水泵提供給水，則電動給水泵可作為啟動階段的備用給水泵，一旦汽動給水泵出現(xiàn)異常，電動給水泵聯(lián)啟可以迅速投入運行，能夠最大限度地避免因汽動給水泵故障引起的啟動工作中斷損失(一旦汽動給水泵跳閘引起鍋爐MFT保護動作，再恢復(fù)將花費較長時間)，保證機組啟停過程中給水安全、穩(wěn)定地運行。

2.3 凝汽器真空建立過程緩慢

機組啟動過程中，采用汽動給水泵給水啟動方式，因汽動給水泵組啟動較早，小汽輪機隨主機一同建立真空，避免了主機真空建立后，小汽輪機啟動抽真空時，小機排汽大蝶閥前后差壓大、開啟難的問題。另外，盡早投入小機軸封，可以防止主機抽真空時從小機軸封處漏入空氣，從而加速了抽真空的過程，減少了真空泵的電耗和抽真空時間。在這方面電動給水泵的給水啟動方式?jīng)]有優(yōu)勢。

3 完全汽動給水泵的給水啟動方式

完全汽動給水泵的給水啟動方式是指在機組啟動時不再啟動電動給水泵，而是利用輔汽聯(lián)箱來汽作為小機汽源，啟動汽動給水泵代替電動給水泵，完成鍋爐上水、冷態(tài)沖洗、熱態(tài)沖洗、升溫升壓等機組啟動過程。

3.1 汽動給水泵組小流量運行時的安全問題

1，2號機組的汽動給水泵為上海電力修造總廠生產(chǎn)的多級離心泵，關(guān)閉汽動給水泵組再循環(huán)所需的最小流量為860 t/h，其所配置的前置泵為HPT300-330-4S型單級單吸離心泵，該泵的機械結(jié)構(gòu)特點決定其在流量較小時有較大的軸向竄動。鍋爐啟動初期階段，所需給水量較小，低于汽動給水泵組再循環(huán)關(guān)閉所需的最小流量。通過調(diào)節(jié)汽動給水泵再循環(huán)門的開度，能保證鍋爐啟動初期給水的需要，并且能安全、穩(wěn)定地運行。

3.2 汽動給水泵低流量工況調(diào)節(jié)精度問題

由于汽動給水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)線性略差，在機組啟動過程中容易引起后續(xù)鍋爐啟動系統(tǒng)的異常擾動，給啟動系統(tǒng)的調(diào)整帶來不便。在完全汽動給水泵機組啟動方式的運用過程中，應(yīng)針對汽動給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)線性相對較差的的運行特點采取相應(yīng)的穩(wěn)定措施：根據(jù)給水母管壓力變化情況，盡可能減少對汽動給水泵轉(zhuǎn)速的干預(yù)，依靠省煤器入口主給水旁路調(diào)閥做主調(diào)，汽動給水泵作為被動的輔助調(diào)整。這樣有利于阻止因汽動給水泵線性不良對后續(xù)啟動系統(tǒng)的調(diào)整帶來的不利影響,使主給水流量滿足鍋爐的需要。

3.3 汽動給水泵汽源切換操作的要點

采用輔助蒸汽作為小機的工作汽源，隨著負荷的升高，必須將汽源由輔汽切為四抽。汽動給水泵汽源切換操作要點為：充分依靠汽動給水泵轉(zhuǎn)速、自動控制來保持系統(tǒng)自穩(wěn)定性，緩慢操作，認真比較2路汽源的參數(shù)，盡可能在壓力接近的工況下切換。一般在機組500 MW負荷時，切換第1臺汽動給水泵的工作汽源。

3.4 采用汽動給水泵給水啟動方式的優(yōu)點

3.4.1 節(jié)能效益顯著

以機組冷態(tài)啟動為例，若采用電動給水泵給水啟動方式，從上水至電動給水泵退出約15 h，耗電約6.9萬kWh，增加了機組綜合廠用電率和供電煤耗，且其用電由啟備變提供，電價較高。若采用汽動給水泵給水啟動方式，單臺汽動給水泵在相應(yīng)的15 h內(nèi)，平均消耗輔助蒸汽(0.8 MPa/342 ℃)流量約23 t/h，對提供汽源的機組煤耗影響較小。

3.4.2 安全性能提高

在電動給水泵給水啟動方式下，一旦出現(xiàn)故障跳閘，由于汽動給水泵啟動時間較長，難于立即投運，會使給水流量低，造成鍋爐MFT保護動作，機組啟動中斷。再次啟動鍋爐需要重新吹掃、點火、升溫升壓，恢復(fù)起來需要時間較長。采用汽動給水泵給水啟動方式，一旦汽動給水泵出現(xiàn)異常，電動給水泵能夠迅速啟動并出力運行，大大降低了機組啟動工作中斷的概率，優(yōu)化了機組啟動操作流程，減少了運行操作量。

在除氧器上水完成、水質(zhì)合格后即可執(zhí)行2臺汽動給水泵注水、啟動盤車操作：主機和1臺小汽機同時供軸封、大小機同時建立真空；啟動汽動給水泵前置泵實現(xiàn)鍋爐上水；啟動1臺汽動給水泵，建立鍋爐啟動給水流量，實現(xiàn)汽動給水泵為鍋爐啟動提供給水。機組負荷升至450 MW以上時，并入第2臺汽動給水泵(可直接用工作汽源沖轉(zhuǎn)，避免切換汽源的操作風(fēng)險)。整個給水系統(tǒng)的投入操作伴隨機組整體啟動操作有序、分步地進行，不單獨占用啟動時間，做到科學(xué)的統(tǒng)籌安排。

3.4.3 經(jīng)濟效益顯著

采用汽動給水泵給水啟動方式可使汽動給水泵及時投入，縮短了機組并網(wǎng)后升負荷階段的操作時間，較電動給水泵給水啟動方式節(jié)約操作時間約1 h，有利于及早切斷燃油，降低了機組啟動過程中的燃油消耗，降低了機組的啟動成本。以機組純冷態(tài)啟動為例，采取給水泵給水啟動方式比采用傳統(tǒng)電動給水泵給水啟動方式一次節(jié)約成本費用約6 000元。對于檢修后機組啟動過程中試驗時間較長的情況，則經(jīng)濟效益更為顯著。

4 結(jié)束語

綜上所述，該廠2臺1 000 MW機組在冷、熱態(tài)啟動過程中，采用完全汽動給水泵給水啟動方式安全可靠，節(jié)能效益顯著，能縮短啟動時間，減少啟動過程中的操作量，優(yōu)化了機組的啟動過程，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

1 胡念蘇．汽輪機設(shè)備系統(tǒng)及運行(1 000 MW火力發(fā)電機組培訓(xùn)教材)[M] ．北京：中國電力出版社，2010.