賈利峰

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441)

0 引言

近年來，隨著電力技術(shù)的不斷進(jìn)步，大容量、高參數(shù)、低能耗的超超臨界火力發(fā)電機組建設(shè)迅猛發(fā)展，機組發(fā)電煤耗、廠用電率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷創(chuàng)新低，大機組、高參數(shù)、大容量所帶來的運行經(jīng)濟(jì)性不斷凸顯。但由于大機組啟動時間長，啟動過程中的廠用電、汽、水、燃油、燃煤消耗量非常大，其中，鍋爐熱態(tài)沖洗階段由于沖洗水溫度低且升溫慢，導(dǎo)致熱態(tài)沖洗效果差、沖洗時間長[1]；升溫升壓階段由于給水溫度低，導(dǎo)致鍋爐產(chǎn)汽量不足，鍋爐升壓速率慢。熱態(tài)沖洗和升溫升壓時間約占機組啟動時間一半以上，嚴(yán)重影響了開機進(jìn)度[2]。超超臨界火力發(fā)電機組啟動過程中，如果熱態(tài)沖洗和升溫升壓階段能夠采用鄰機供汽加熱給水，提高給水溫度，就能減少熱態(tài)沖洗時間，加快鍋爐升溫升壓，從而大大縮短機組啟動時間。

1 鄰機加熱技術(shù)

華電萊州發(fā)電有限公司一期工程2×1 000 MW超超臨界機組于2012年12月相繼投產(chǎn)，鍋爐為東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的DG3000/26.15型超超臨界變壓直流爐，是單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)Π形鍋爐；汽輪機為東方汽輪機廠生產(chǎn)的N1000-25/600/600型超超臨界、一次中間再熱、單軸四缸四排汽、凝汽式汽輪機。旁路系統(tǒng)采用一級啟動旁路，容量為30%鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)，只能滿足機組啟動需要，不具備再熱器保護(hù)功能。汽輪機高壓缸排汽管道未設(shè)置高壓缸排汽逆止閥。

#1，#2機組增設(shè)鄰機加熱系統(tǒng)，分別從#1，#2機冷段至小機管道上接管，匯合為鄰機加熱蒸汽母管，母管上設(shè)電動閘閥作為聯(lián)絡(luò)門，由運行機組向啟動機組供汽，作為啟動機組#2高壓加熱器(以下簡稱高加)給水的加熱汽源。鄰機加熱蒸汽母管至#1，#2機組#2高加蒸汽管路分別設(shè)置一個進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，用以調(diào)節(jié)啟動機組#2高加進(jìn)汽量，從而控制給水溫升率和溫度。鄰機加熱系統(tǒng)如圖1所示，圖中二抽為二段抽汽的簡稱。

圖1 鄰機加熱系統(tǒng)Fig.1 Adjacent boiler heating system

機組冷態(tài)啟動，在熱態(tài)沖洗階段，通過鄰機加熱技術(shù)將鍋爐給水盡快加熱至熱態(tài)沖洗要求的溫度，提高熱態(tài)沖洗效果，縮短熱態(tài)沖洗時間；鍋爐升溫升壓階段，通過鄰機加熱技術(shù)，進(jìn)一步提高鍋爐給水溫度，提高鍋爐產(chǎn)汽量，從而縮短鍋爐升壓時間，使主蒸汽壓力盡快達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)條件。

2 鄰機加熱系統(tǒng)運行

機組啟動過程中，鍋爐點火后即可投入鄰機加熱系統(tǒng)，鄰機冷段抽氣通過鄰機加熱蒸汽母管供汽至啟動機組#2高加，作為#2高加的加熱汽源。緩慢開大鄰機加熱供汽調(diào)節(jié)閥，當(dāng)#2高加出口水溫升至190 ℃時，鍋爐即進(jìn)入熱態(tài)沖洗階段。鄰機加熱系統(tǒng)投運時要嚴(yán)格控制高加出水溫度變化率不超過3 ℃/min。

熱態(tài)沖洗結(jié)束后，鍋爐進(jìn)入升壓升溫階段，此時繼續(xù)緩慢開大鄰機加熱供汽調(diào)節(jié)閥以提高給水溫度，當(dāng)主蒸汽品質(zhì)合格后(壓力為9.6 MPa、溫度為415 ℃)，沖轉(zhuǎn)汽輪機。升溫升壓過程中要嚴(yán)格控制高加出水溫度變化率不超過3 ℃/min。

發(fā)電機并列后，投入#3高加，投入#1高加，及時將#2高加由鄰機供汽倒至本機組供汽，疏水倒至正常運行方式，退出鄰機加熱系統(tǒng)[3]。

3 安全措施

(1)鄰機加熱系統(tǒng)投入前，一定要進(jìn)行充分的暖管疏水，防止因疏水不足而導(dǎo)致管道劇烈振動，進(jìn)而損壞設(shè)備。

(2)鄰機加熱系統(tǒng)投入前確保啟動機組#2高加就地水位計顯示清晰、正常，正常疏水閥及事故疏水閥能夠正常使用，#2高加水位保護(hù)聯(lián)鎖試驗正常，防止汽輪機進(jìn)水[4]。

(3)鄰機加熱系統(tǒng)投入時，開啟進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥要緩慢，操作過快，鄰機冷段大量蒸汽進(jìn)入鄰機加熱系統(tǒng)，可能導(dǎo)致鄰機高溫再熱器、低溫再熱器壁溫超限[5]。

(4)鄰機加熱系統(tǒng)投入后，一定要嚴(yán)密監(jiān)視啟動機組汽輪機上、下缸溫及盤車轉(zhuǎn)速，如果啟動機組二段抽汽管道逆止閥和電動閥不嚴(yán)，鄰機加熱供汽蒸汽會通過二抽管道倒入汽輪機。

4 效益分析

(1)在熱態(tài)沖洗階段，采用鄰機加熱系統(tǒng)加熱#2高加給水，提高沖洗水溫，強化了熱態(tài)沖洗效果，縮短了沖洗時間；鍋爐升溫升壓階段，通過鄰機加熱系統(tǒng)進(jìn)一步提高鍋爐給水溫度，提高了鍋爐產(chǎn)汽量，加快了鍋爐的升溫升壓速率。由表1可知，2016年采用鄰機加熱技術(shù)后，熱態(tài)沖洗耗時減少約4 h，升溫升壓耗時減少約2 h，總共耗時減少約6 h。

表1 熱態(tài)沖洗和升溫升壓耗時Tab.1 Time consumption in hot flushing, temperature and pressure rising

(2)每次啟機所節(jié)省的費用。

1)鍋爐熱態(tài)沖洗和升溫升壓過程中，磨煤機平均出力按30 t/h計算，則6 h可節(jié)煤約180 t，按煤價780 元/t計算，可節(jié)約原煤費14.04萬元。

2)鍋爐熱態(tài)沖洗和升溫升壓過程中，F(xiàn)磨煤機8支氣化小油槍每支出力為0.12 t/h，則6 h可節(jié)約燃油5.76 t，按照#0柴油價格為7 500 元/t計算，可節(jié)約燃油費4.32萬元。

3)鍋爐點火至汽輪機沖轉(zhuǎn)需要啟動的主要輔機功耗為9 991.5 kW，6 h共耗電59 949 kW·h，按電價為0.5 元/(kW·h)計算，可節(jié)省電費約2.99萬元。

4)鍋爐熱態(tài)沖洗和升溫升壓過程中平均沖洗水量為350 t/h，按除鹽水價格為8元/t計算，每次啟機可節(jié)約除鹽水費1.68萬元。

5)鄰機加熱系統(tǒng)所消耗的總蒸汽量為360 t，按蒸汽成本60元/t計算，6 h所需費用約2.16萬元。

因此，每次啟機所節(jié)省的費用為20.87萬元。

(3)鍋爐熱態(tài)沖洗和升溫升壓階段，按平均煙氣流量為2 000×103m3/h，SO2，NOx排放質(zhì)量濃度分別為26，30 mg/m3計算，6 h可減少SO2排放量0.312 t，減少NOx排放量0.360 t，減排效果顯著。

5 結(jié)束語

鄰機加熱技術(shù)的應(yīng)用，提高了鍋爐熱態(tài)沖洗和升溫升壓階段的給水溫度，減少了鍋爐熱態(tài)沖洗時間和升溫升壓時間，從而大大縮短了冷態(tài)啟動時間，節(jié)約了大量的燃料和廠用電，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。