王江洪，葉文華

(廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東 珠海 519060)

0 引言

近年來(lái)，在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，超臨界燃煤機(jī)組掀起了一股節(jié)能降耗熱潮，深挖機(jī)組潛能，以汽動(dòng)給水泵(以下簡(jiǎn)稱(chēng)汽泵)替代電動(dòng)給水泵(以下簡(jiǎn)稱(chēng)電泵)啟動(dòng)的方案為較多燃煤電廠所采用，廣東珠海金灣發(fā)電有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)金灣發(fā)電公司)在這方面也進(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)用。

金灣發(fā)電公司2×600 MW機(jī)組采用25.4 MPa/571 ℃/569 ℃超臨界參數(shù)，鍋爐最小直流流量為35% 鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)，電泵額定功率為8 000 kW，按照原設(shè)計(jì)電泵帶水啟動(dòng)，機(jī)組并網(wǎng)帶初負(fù)荷后再切至汽泵供水，所以啟動(dòng)階段耗電量比較大[1]。從節(jié)能角度看，通過(guò)定量和定性分析，啟動(dòng)階段利用純汽泵帶水啟動(dòng)都是節(jié)能的，由于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)越少，能量損耗就越少[2]。從安全角度看，利用汽泵啟動(dòng)上水，一是減少了電泵的啟停，防止啟停對(duì)其他6 kV廠用設(shè)備的沖擊；二是減少了電泵與汽泵的切換過(guò)程，減少了操作員的操作量，規(guī)避了一定的操作風(fēng)險(xiǎn)；三是電泵作為備用，由于電泵啟停速度快，給水系統(tǒng)的可靠性大大提高。

機(jī)組利用純汽泵啟動(dòng)具有可觀的節(jié)能空間和一定的安全效益，但作為一個(gè)新的嘗試，在實(shí)際應(yīng)用中難免會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，本文從啟動(dòng)中的問(wèn)題出發(fā)，分析并提出相關(guān)對(duì)策，確保純汽泵啟動(dòng)順利進(jìn)行。

1 啟動(dòng)過(guò)程中的問(wèn)題

1.1 給水流量的調(diào)節(jié)

在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，考慮鍋爐受熱面的安全，給水流量需要嚴(yán)格控制在最小流量以上，如何在啟動(dòng)全階段滿(mǎn)足機(jī)組給水需求，是汽泵替代電泵啟動(dòng)的一個(gè)重要議題。

(1)在鍋爐上水期間，如何滿(mǎn)足變流量沖洗。如圖1(圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為圖上給出的量，下同)所示，單臺(tái)前置泵運(yùn)行時(shí)，出水流量?jī)H能達(dá)到270 t/h，若小汽輪機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)小機(jī))此時(shí)沖轉(zhuǎn)帶水，給水流量太大，如果調(diào)整合適給水量時(shí)小機(jī)進(jìn)氣量太少，會(huì)給調(diào)節(jié)帶來(lái)困難，另外，小機(jī)排汽溫度也難以控制。

圖1 主給水流量、小機(jī)出口流量與小機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系

(2)在鍋爐升溫、升壓過(guò)程中，如何確保小機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)給水流量的穩(wěn)定，同時(shí)避開(kāi)小機(jī)臨界轉(zhuǎn)速。

(3)在機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷后，如何并退汽泵，使得機(jī)組給水穩(wěn)定。

1.2 小機(jī)汽源的穩(wěn)定

在啟動(dòng)過(guò)程中，小機(jī)的沖轉(zhuǎn)汽源一般來(lái)自于該機(jī)組的輔汽系統(tǒng)，金灣發(fā)電公司亦是這樣的設(shè)計(jì)，所以，穩(wěn)定、可靠的汽源是確保機(jī)組給水穩(wěn)定的重要因素。然而，輔汽用戶(hù)眾多(如供熱等)且為臨機(jī)供，受其工況變化影響較大，調(diào)整至合適的壓力范圍有一定困難。如圖2所示，輔汽壓力波動(dòng)或偏離設(shè)計(jì)值時(shí)，造成小機(jī)調(diào)節(jié)閥大范圍波動(dòng)，給水波動(dòng)也趨于發(fā)散，影響機(jī)組安全運(yùn)行[3]。

圖2 小機(jī)汽源與小機(jī)、主給水流量的關(guān)系

在機(jī)組并網(wǎng)后，小機(jī)汽源則需要切至本機(jī)四段抽汽(以下簡(jiǎn)稱(chēng)四抽)來(lái)供，如何平緩地切換汽源是純汽泵啟動(dòng)必須面對(duì)的問(wèn)題。由于輔助蒸汽壓力為0.70 MPa，切換時(shí)的四抽汽源壓力僅有0.30 MPa左右，兩路汽源壓力先天不匹配，如果直接切換勢(shì)必會(huì)造成給水大幅波動(dòng)；同時(shí)，由于壓力劇烈變化，很容易造成汽源互串，汽泵給水出力不足，機(jī)組主燃料跳閘(MFT)，金灣發(fā)電公司在一次小機(jī)汽源切換過(guò)程中，曾因汽源互串造成機(jī)組停運(yùn)[1]。

1.3 小機(jī)排汽溫度的調(diào)整

由于單臺(tái)前置泵上水流量不能滿(mǎn)足啟動(dòng)流量要求，需要沖轉(zhuǎn)汽泵才能達(dá)到550 t/h，但小機(jī)長(zhǎng)時(shí)間保持較低轉(zhuǎn)速，進(jìn)氣量較低，鼓風(fēng)作用明顯，小機(jī)排汽溫度會(huì)持續(xù)升高。尤其在轉(zhuǎn)速低于1 200 r/min，鍋爐烘干的過(guò)程中，小機(jī)的排汽溫度高達(dá)125 ℃。所以，在啟動(dòng)初期，如何降低小機(jī)排汽溫度顯得尤為重要。

2 解決策略

針對(duì)以上問(wèn)題，通過(guò)實(shí)踐和嘗試，采取了以下措施和方法。

(1)通過(guò)2臺(tái)前置泵與汽泵沖轉(zhuǎn)相配合，解決啟動(dòng)過(guò)程中給水流量控制問(wèn)題。在單臺(tái)前置泵上水結(jié)束后，啟動(dòng)另外一臺(tái)汽泵前置泵并列運(yùn)行，此時(shí)給水流量可以達(dá)到500 t/h，然后投入1臺(tái)汽泵盤(pán)車(chē)，由于盤(pán)車(chē)和前置泵雙向作用，小機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)被沖至450 r/min左右，這時(shí)給水量可以達(dá)到550 t/h，建立啟動(dòng)流量，通過(guò)汽泵再循環(huán)閥和出口電動(dòng)閥配合，完成變流量沖洗和排汽操作，如圖1所示[4]。在鍋爐點(diǎn)火后升溫、升壓階段，在總流量降至500 t/h以下時(shí)，及時(shí)沖轉(zhuǎn)一臺(tái)汽泵，退出另外一臺(tái)前置泵，由于鍋爐起壓，再加上汽泵再循環(huán)閥和出口電動(dòng)閥配合，確保小機(jī)轉(zhuǎn)速在臨界轉(zhuǎn)速外運(yùn)行。

(2)維持穩(wěn)定、合適壓力的輔汽汽源。小機(jī)的沖轉(zhuǎn)汽源來(lái)自輔汽，在啟動(dòng)階段，將輔汽壓力要求較高的用戶(hù)退出，與臨機(jī)密切溝通，在變負(fù)荷時(shí)，及時(shí)調(diào)整輔汽壓力在0.70 MPa左右，如圖2所示。輔汽壓力下降后，小機(jī)低壓調(diào)門(mén)波動(dòng)消失，給水隨即穩(wěn)定；同時(shí)，隨著冷再壓力的提高，將小機(jī)高壓汽源暖管后投入備用，提高給水的可靠性。

(3)調(diào)整輔汽壓力與四抽壓力平衡，保證切換平穩(wěn)，防止汽源互串。在管道改造前，通過(guò)手動(dòng)調(diào)整輔汽供汽電動(dòng)閥使壓力與四抽汽源平衡，退出該臺(tái)汽泵，切換汽源后再并入汽泵。這樣可以解決切換汽源帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，但操作量大，也不利于機(jī)組快速帶負(fù)荷，所以，金灣發(fā)電公司對(duì)小機(jī)輔汽供汽系統(tǒng)管閥進(jìn)行改造，在輔汽管路上增加調(diào)節(jié)閥，在四抽管路上增加逆止閥，如圖3所示[1]。通過(guò)改造，在小機(jī)切換汽源時(shí)，不需要退出汽泵，且小機(jī)壓力可以及時(shí)與四抽壓力匹配，不影響輔汽用戶(hù)，保證無(wú)擾動(dòng)切換。

圖3 輔汽系統(tǒng)新增調(diào)壓閥

(4)對(duì)于小機(jī)排汽溫度的調(diào)整，首先，盡量提高汽泵沖轉(zhuǎn)時(shí)的鍋爐壓力，保證給水有一定的壓頭阻力；其次，適當(dāng)降低啟動(dòng)時(shí)的真空及沖轉(zhuǎn)汽源壓力，提高小機(jī)汽源進(jìn)汽量；然后，根據(jù)升溫升壓曲線(xiàn)，盡量提高鍋爐啟動(dòng)速度；最后，及時(shí)投入小機(jī)排汽減溫水。在管路改造后，可以進(jìn)一步降低小機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力，確保了小機(jī)排汽溫度在可控范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

機(jī)組純汽泵啟動(dòng),重點(diǎn)是對(duì)給

水流量的控制，難點(diǎn)在于如何調(diào)節(jié)汽泵，使給水流量穩(wěn)定、可靠，期間還要注意小機(jī)振動(dòng)等。通過(guò)本文的方法成功解決了啟動(dòng)中的常見(jiàn)問(wèn)題。筆者認(rèn)為，要根本解決替代電泵啟動(dòng)問(wèn)題，應(yīng)該進(jìn)行相關(guān)設(shè)備改造，提高小機(jī)在新方法下啟動(dòng)的適應(yīng)能力；同時(shí)，利用現(xiàn)有設(shè)備，創(chuàng)新調(diào)節(jié)方法；另外，對(duì)于新建機(jī)組，有外部輔助汽源的，可以考慮取消電泵系統(tǒng)，減少投資成本，提高效益。

[1]珠海金灣發(fā)電有限公司集控運(yùn)行手冊(cè)：Q/JW-03-YX-019—2016[S].

[2]武云鵬.華能玉環(huán)電廠1 000 MW機(jī)組純汽泵啟動(dòng)的節(jié)能分析和給水系統(tǒng)改進(jìn)方案[C]//中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì).中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)600/1 000 MW超超臨界機(jī)組技術(shù)交流會(huì)論文集，2010.

[3]上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所.珠海電廠2×600 MW機(jī)組DCS控制系統(tǒng)[Z].2005.

[4]上海鍋爐廠有限公司.600 MW超臨界壓力鍋爐使用說(shuō)明書(shū)[S].2004.