夏 靜
(中電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司,河南 開封 475002)
600?MW超臨界機組鄰機加熱啟動技術(shù)
夏 靜
(中電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司,河南 開封 475002)
介紹了某600 MW超臨界機組鍋爐啟動系統(tǒng),闡述了設(shè)置鄰機加熱啟動系統(tǒng)的目的、方案、運行方式、聯(lián)鎖與保護功能,并對實施改造后節(jié)約啟動時間、節(jié)省成本的效果進行了分析。
直流爐;冷態(tài)沖洗;鄰機加熱
某電廠2×600 MW汽輪機是東方汽輪機有限公司生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、純凝汽式汽輪機,型號為N600-24.2/566/566;其鍋爐采用東方鍋爐廠有限責任公司制造的DG1900/25.4-Ⅱ1型超臨界變壓本生型直流鍋爐。
該電廠1,2號機組分別于2009年1月和3月投入商業(yè)化運行。2012年4月,通過技術(shù)改造,電廠機組利用鄰機蒸汽加熱實施啟動,達到了節(jié)約啟動時間、減少啟動能耗的目的。
由于直流爐對水質(zhì)要求較嚴格,為保證鍋爐受熱面內(nèi)表面清潔,對停運時間較長(一般超過150 h)的機組應進行鍋爐清洗。鍋爐清洗的主要目的是清除沉積在受熱面內(nèi)表面上的雜質(zhì)、鹽分和腐蝕生成的氧化鐵等污垢。鍋爐清洗包括冷態(tài)沖洗和熱態(tài)沖洗2個階段。
機組冷態(tài)啟動時,鍋爐要首先進行冷態(tài)沖洗。冷態(tài)沖洗過程中,啟動給水泵,并隨著水冷壁溫的升高逐步提高給水溫度,保持給水溫度始終高于水冷壁溫40~50 ℃。當省煤器入口水質(zhì)電導率小于1 μS/cm、Fe離子濃度小于100 μg/L、pH值為9.3~9.5時,冷態(tài)沖洗結(jié)束。
鍋爐冷態(tài)清洗結(jié)束后,開始點火。當啟動分離器入口溫度達到190 ℃(此時水中的溶解物濃度最大)時,鍋爐開始熱態(tài)沖洗。當省煤器入口給水Fe離子濃度不大于50 μg/L時,熱態(tài)沖洗結(jié)束。
在沒有鄰機加熱系統(tǒng)的情況下,鍋爐冷態(tài)沖洗完成后,需啟動鍋爐燃油系統(tǒng)。鍋爐點火后,隨工質(zhì)溫度的逐漸升高,鍋爐升壓。將壓力控制在要求的范圍內(nèi),進行熱態(tài)清洗,并監(jiān)測循環(huán)水質(zhì),待蒸汽品質(zhì)合格后方可進行汽機沖轉(zhuǎn)。查詢汽機冷態(tài)啟動曲線可知,從鍋爐點火到機組并網(wǎng)約需12 h。
設(shè)置鄰機加熱啟動系統(tǒng)是為了在無需鍋爐點火的情況下,通過鄰機加熱汽源提高鍋爐給水溫度,從而達到鍋爐熱態(tài)沖洗所要求的溫度,使鍋爐在點火時已處于“熱爐、熱風”的熱環(huán)境。
在機組啟動過程中,采用通過鄰機冷再熱蒸汽加熱啟動機組2號高壓加熱器給水的方案,達到熱態(tài)沖洗水溫的要求。
根據(jù)汽輪機廠家在不同工況下冷再熱蒸汽最大抽汽量的設(shè)計,通過對機組在100 %THA(汽輪機熱耗保證)工況、75 %THA工況及50 %THA工況下抽汽量的計算(不同工況下對應的抽汽參數(shù)見表1),確定抽汽管徑大小。
通過抽汽量計算,鄰機加熱管道采用規(guī)格為Ф219×12 mm的碳鋼管,在鄰機負荷達75 %THA工況以上時,可滿足將給水加熱至190 ℃的需要。
通過設(shè)計計算及現(xiàn)場位置查看,確定設(shè)置方案為選取2臺機組冷再熱蒸汽至給水泵小汽輪機供汽母管(Ф377×22 mm)引出支管連接至各機2號高壓加熱器,母管增加氣控止回閥。
表1 不同工況下對應的抽汽參數(shù)
3.3.1 運行方式
在機組啟動過程中,首先啟動機組除氧器再沸騰加熱給水,隨之啟動給水泵進行冷態(tài)沖洗,直至除氧器水溫達到110 ℃。在此期間啟動機組建立真空,并進行鄰機冷再熱蒸汽來汽管道至啟動機組2號高壓加熱器的暖管、預熱。然后逐漸加大通向2號高壓加熱器的進汽量,將鍋爐進水溫度提升至190 ℃左右時,進行熱態(tài)沖洗并完成對鍋爐省煤器、水冷壁、分離器以及水系統(tǒng)聯(lián)箱的預暖和升溫。熱態(tài)沖洗完成后點火啟動鍋爐。在整個機組啟動過程中,鄰機冷再熱蒸汽可一直對2號高壓加熱器進行加熱,在鄰機不滿足抽汽要求或啟動機組并網(wǎng)帶負荷后,再進行2號高壓加熱器的進汽切換操作。
3.3.2 操作注意事項
(1) 2號高壓加熱器汽側(cè)投入時,注意控制加熱器溫升率應不大于2 ℃/min。
(2) 鄰機加熱管道暖管時,注意監(jiān)視鄰機加熱管道壁溫變化情況,加強就地檢查,防止管道振動。
(3) 鄰機加熱蒸汽投入后,注意鄰機一、二段監(jiān)視段壓力差值不得超限,否則控制本機2號高壓加熱器進汽電動門的開度,防止鄰機高壓缸末級葉片過負荷。
(4) 鄰機加熱系統(tǒng)投入后,注意控制本機2號高壓加熱器水位,并投入機側(cè)疏水擴容器減溫水。
設(shè)置鄰機加熱啟動系統(tǒng)后,為確保機組安全運行,應增加以下聯(lián)鎖與保護。
3.4.1 聯(lián)鎖條件
冷再熱蒸汽逆止閥、鄰機加熱蒸汽電動門在本機汽輪機跳閘、發(fā)電機跳閘、OPC(用于過程控制的OLE)動作時,鄰機加熱啟動系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)閉。
3.4.2 報警條件
根據(jù)汽輪機廠設(shè)計說明,當鄰機一段、二段抽汽壓力差值大于2.614 MPa時,鄰機加熱啟動系統(tǒng)報警。
實施鄰機加熱啟動后,機組啟動從點火到并網(wǎng)約需8 h,整體啟動時間節(jié)約了4 h。除去鄰機用汽量,每次冷態(tài)啟動可節(jié)約標煤約50 t,節(jié)約助燃用油10 t,節(jié)省廠用電約18 000 kW,達到了預期效果。
采用鄰機加熱啟動方式后,大大降低了機組在啟動過程所需的燃料量,同時也減少了廠用電,顯著降低了整個啟動過程所消耗的能源總量和啟動總成本。
采用鄰機加熱啟動技術(shù)不僅將鍋爐由原來的冷態(tài)啟動轉(zhuǎn)變?yōu)闇貞B(tài)啟動,并且使煙風系統(tǒng)的運行條件更優(yōu)于溫態(tài)啟動,改善了鍋爐的點火和穩(wěn)燃條件。同時,該啟動方式對于鍋爐氧化皮的產(chǎn)生有一定的抑制作用,顯著提高了機組啟動的安全性。
1 李 青,張興營,徐光照.火力發(fā)電廠生產(chǎn)指標管理手冊[M].北京:中國電力出版社,2007.
2014-03-05。
夏 靜(1980-),女,工程師,主要從事600 MW汽輪機運行、檢修及汽機專業(yè)設(shè)備技術(shù)改造等工作,email:kfdcx@163.com。