鄧盛泓

摘 要：本文結(jié)合目前大型火力發(fā)電廠汽動給水泵的常見設(shè)計運用，介紹了對660MW機組低負荷下汽動給水泵的運行方式進行優(yōu)化后，在保障機組運行安全性的基礎(chǔ)上，在運行經(jīng)濟性上取得的顯著成效。

關(guān)鍵詞：汽動給水泵；安全性；經(jīng)濟性

中圖分類號：TK223 文獻標志碼：A

0 前言

某廠1、2號機組給水系統(tǒng)采用單臺100%容量汽泵及兩臺機共用一臺30%容量定速電動給水泵。汽動給水泵組前置泵和主泵均由小汽輪機同軸驅(qū)動，小汽機為上海汽輪機廠生產(chǎn)ND（Z）89/84/06型汽輪機，具有內(nèi)切換、變參數(shù)、變功率、變轉(zhuǎn)速和采用多種汽源。小機低壓配汽機構(gòu)采用主機四段抽汽，同時也可采用輔助汽源供汽；高壓汽源采用主機高壓缸排汽（再熱冷段）。小機低壓汽源來自主機4段抽汽，該低壓汽源的參數(shù)隨主機負荷的變化而不斷變化，而這種參數(shù)的變化只能在一定的范圍內(nèi)適應(yīng)小機的調(diào)節(jié)要求，當?shù)蛪赫羝麉?shù)降低至小機不足于驅(qū)動汽動給水泵達到所要求的轉(zhuǎn)速時（主機負荷40%負荷以下，即264MW負荷以下），主機的功率平衡將受到破壞。

從調(diào)試到投產(chǎn)，為了保證小機的穩(wěn)定運行，一直要求小機最低轉(zhuǎn)速不應(yīng)低于3500rpm，小機汽源在負荷300MW及以上時采用4段抽汽供，負荷300MW以下時采用輔助汽源供。這種方式的特點是小機的運行可靠性高，但帶來的弊端也很突出：一是4段抽汽汽源和輔助汽源之間的切換操作為全人工手動，費時20分鐘以上，操作項目多且復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作；二是操作時間長，300MW到250MW這個負荷段的調(diào)整速度達不到電網(wǎng)調(diào)度的要求，常出現(xiàn)被調(diào)度部門考核扣罰的情況；三是由四抽切換為輔汽供時小機汽缸溫降超過50℃；四是采用輔汽供汽、最低轉(zhuǎn)速控制過高影響機組效率，煤耗增加。為了解決以上問題，公司結(jié)合機組實際運行情況，開展了低負荷下汽動給水泵運行方式的優(yōu)化研究，在提升機組運行安全性和經(jīng)濟性上已經(jīng)取得了顯著成效。

1 低負荷下汽動給水泵運行方式優(yōu)化的技術(shù)方案及分析

2017年5月份和8月份利用機組停機的機會組織了專項試驗：低負荷（250MW）下維持小機汽源四抽供、降低小機轉(zhuǎn)速至3300rpm左右的小機穩(wěn)定性試驗。

試驗條件（一）：

（1）負荷：250MW～300MW。

（2）供汽方式：四抽供汽。

（3）機組控制方式：CCS協(xié)調(diào)控制方式。

（4）給水控制方式：再循環(huán)門全關(guān)，給水旁路調(diào)節(jié)門從協(xié)助調(diào)整至全開.

（5）降負荷速率：5MW/min。

試驗情況：

試驗過程：在四抽供汽，CCS協(xié)調(diào)方式，機組5MW/min速率，4個工況機組從300MW降至250MW時過程中，給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性能穩(wěn)定，給水流量波動較小。具體參數(shù)見試驗數(shù)據(jù)（表1）。

300MW～250MW降負荷試驗數(shù)據(jù)分析：

（1）在目前常規(guī)采用給水旁路、再循環(huán)門、主汽壓力偏置提高給水泵轉(zhuǎn)速的方式，對提高給水流量調(diào)節(jié)穩(wěn)定性和靈敏性是有利的，但相應(yīng)經(jīng)濟性差，小機用汽量高。

（2）在滿足前置泵流量的情況下，不開啟再循環(huán)門，采用給水旁路協(xié)同調(diào)節(jié)的方式，主汽壓力采用滑壓方式，對給水控制比較平穩(wěn)，給水泵控制轉(zhuǎn)速和小機用汽量有所下降。

（3）在進一步開大給水旁路調(diào)門開度，降低給水控制壓力的情況下，給水泵控制轉(zhuǎn)速、小機用汽量下降較為明顯，給水控制轉(zhuǎn)速150r/min～180r/min，用汽量進一步下降，相應(yīng)給水調(diào)節(jié)相對平緩，經(jīng)濟性提高。

（4）在旁路給水調(diào)節(jié)門全開、滑壓方式下，完全由汽動給水泵調(diào)節(jié)的方式，上水動能完全由給水泵及協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制，上水阻力減少，對應(yīng)控制轉(zhuǎn)速有明顯下降，給水流量、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)平穩(wěn)，汽動給水泵的運行經(jīng)濟性提高。相比常規(guī)工況，各負荷段相對應(yīng)的給水泵轉(zhuǎn)速下降300r/min左右，用汽量下降6t/h～9t/h。

從上述機組試驗經(jīng)過和數(shù)據(jù)分析，從300MW降至250MW負荷，在CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制品質(zhì)較好的情況下，采用完全由汽動給水泵控制給水流量的方式是能滿足要求，但需控制降負荷速率和較高的CCS協(xié)調(diào)品質(zhì)，防止系統(tǒng)過調(diào)引起水煤比失穩(wěn)。

試驗條件（二）：

（1）機組300MW負荷工況下，小機汽源由四抽供汽；

（2）機組CCS模式；

（3）主給水電動門關(guān)閉，調(diào)整旁路給水調(diào)節(jié)門至全開，給水量通過汽動給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；

（4）給水泵前置泵流量調(diào)節(jié)給水泵再循環(huán)門全關(guān)，根據(jù)最低流量及泵組運行情況調(diào)節(jié)；

（5）主汽壓力維持滑壓運行方式，按設(shè)定壓力不偏置壓力；

（6）按正常運行維持4臺磨煤機運行。

試驗過程及情況：

（1）在四抽供汽、旁路給水調(diào)門全開、汽泵再循環(huán)門未開、主汽壓力未偏置的工況下，機組負荷300MW，以每10MW為幅度，減負荷速率5MW/min降負荷至250MW（各負荷段數(shù)據(jù)見表2），然后重新帶回300MW，加、減負荷過程中汽泵運行平穩(wěn)。

（1）從試驗過程分析，在四抽供汽方式下，機組由300MW降負荷至250MW，汽動給水泵組能夠穩(wěn)定運行，但需要控制降負荷速度，避免過調(diào)。

（2）在250MW負荷以下，四抽汽源能滿足小機的調(diào)節(jié)要求，在低于230MW負荷時CCS協(xié)調(diào)方式內(nèi)滑壓切換為定壓運行方式，在切換過程中出現(xiàn)主汽壓力波動而引起給水量及轉(zhuǎn)速的波動，下一步需要對低負荷工況下CCS協(xié)調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化，保持運行參數(shù)的穩(wěn)定。本次機組減負荷至215MW，四抽壓力降至0.41MPa，給水泵轉(zhuǎn)速3127r/min，低壓調(diào)門開度45.78%，給水流量661t/h，與鍋爐最低給水流量611t/h，繼續(xù)下調(diào)轉(zhuǎn)速的空調(diào)有限，須保持給水流量在最低給水流量611t/h以上，需在MEH系統(tǒng)上設(shè)定最低轉(zhuǎn)速，在四抽壓力往下降時才能實現(xiàn)高壓汽源的切換。同時對低于200MW負荷的給水控制策略進行調(diào)整，旁路給水協(xié)助調(diào)節(jié)，滿足給水控制要求。

結(jié)語

通過對低負荷下汽動給水泵運行方式的優(yōu)化，低負荷下維持小機汽源四抽供、降低小機轉(zhuǎn)速至3300rpm左右，供電標煤耗降低5g/kWh左右，按照2017年1、2號機組負荷300MW以下供電量約8億kWh計算，共可節(jié)約標煤4000t，每噸到廠標煤按1000元計算，一年可節(jié)省400萬元生產(chǎn)成本，在提高機組運行經(jīng)濟性方面已體現(xiàn)出該技術(shù)的顯著成效。在國家提倡節(jié)能減排的大環(huán)境下，低負荷下汽動給水泵運行方式的優(yōu)化值得繼續(xù)深入研究優(yōu)化和大力推廣。

參考文獻

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