肖佳文

摘要：介紹了某電廠2×600 MW超臨界燃煤機(jī)組的啟動(dòng)疏水系統(tǒng)、打壓系統(tǒng)以及停爐后給鍋爐補(bǔ)水的兩種方法，并對(duì)兩種不同的鍋爐補(bǔ)水方法對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生的影響進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明，鍋爐停爐后采用打壓泵補(bǔ)水方法的節(jié)能降耗效果更明顯。

關(guān)鍵詞：打壓泵;鍋爐補(bǔ)水;節(jié)能

0 引言

某電廠2×600 MW超臨界燃煤機(jī)組于2016年12月投入生產(chǎn)運(yùn)行，機(jī)組鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG-1852/25.31-II8型超臨界“W”型火焰直流爐，機(jī)組汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N600-24.2/0.343/566/566型超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)。該電廠每臺(tái)機(jī)組只設(shè)計(jì)一臺(tái)汽動(dòng)給水泵，無(wú)電動(dòng)給水泵作為備用。由于超臨界機(jī)組蒸汽溫度、壓力等參數(shù)較高，鍋爐停爐后爐膛及各受熱面仍有較高的溫度，為了保證管壁受熱均勻，避免壁溫偏差大，造成受熱面管壁拉裂，需要維持鍋爐儲(chǔ)水罐水位，并保持爐水循環(huán)泵運(yùn)行。由于高壓系統(tǒng)閥門難免存在內(nèi)漏，且爐膛余熱會(huì)將部分鍋爐內(nèi)的水加熱成蒸汽，鍋爐儲(chǔ)水罐水位會(huì)緩慢下降，儲(chǔ)水罐低水位無(wú)法滿足爐水循環(huán)泵運(yùn)行需求，故需要對(duì)鍋爐進(jìn)行補(bǔ)水。因此，如何降低鍋爐停運(yùn)后的補(bǔ)水成本成為該電廠節(jié)能降耗的重要手段，結(jié)合該電廠生產(chǎn)實(shí)際情況，本文摸索出了一種有效的節(jié)能方法，以供同類型機(jī)組參考。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1? ? 鍋爐啟動(dòng)疏水系統(tǒng)

該電廠兩臺(tái)超臨界“W”型火焰爐采用帶爐水循環(huán)泵的內(nèi)置啟動(dòng)系統(tǒng)，主要作用是為了保證鍋爐在啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)水冷壁管內(nèi)流量、流速、水質(zhì)滿足要求，同時(shí)回收品質(zhì)合格的爐水以及爐水?dāng)y帶的熱量。

鍋爐啟動(dòng)疏水系統(tǒng)主要由啟動(dòng)分離器、儲(chǔ)水罐、爐水循環(huán)泵、爐水循環(huán)泵流量調(diào)節(jié)閥、儲(chǔ)水罐水位控制閥、疏水泵、暖管管路、過(guò)冷管路等組成。儲(chǔ)水罐數(shù)量為一只，作為啟動(dòng)分離器排水的臨時(shí)儲(chǔ)存設(shè)備。疏水系統(tǒng)的主要作用是當(dāng)鍋爐水質(zhì)不合格或儲(chǔ)水罐水位較高時(shí)，將不合格或多余的爐水排走。暖管管路的主要作用是為了防止?fàn)t水循環(huán)泵、儲(chǔ)水罐水位調(diào)節(jié)閥及其進(jìn)口管道等受到熱沖擊，產(chǎn)生疲勞損傷。過(guò)冷管路的主要作用是為了防止快速降負(fù)荷時(shí)爐水循環(huán)泵入口爐水發(fā)生閃蒸，導(dǎo)致循環(huán)泵發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

1.2? ? 鍋爐打壓系統(tǒng)

該電廠兩臺(tái)鍋爐共設(shè)一套打壓系統(tǒng)，其主要功能是供鍋爐受熱面進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)使用。該系統(tǒng)主要由打壓水箱、打壓泵、截止閥及管道等組成，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2 鍋爐停爐后的補(bǔ)水方法

方法一：采用給水泵給鍋爐補(bǔ)水，即通過(guò)輔助蒸汽驅(qū)動(dòng)小汽輪機(jī)帶動(dòng)給水泵旋轉(zhuǎn)，將水升壓后給鍋爐補(bǔ)水。機(jī)組停運(yùn)后的輔助蒸汽可通過(guò)臨機(jī)或啟動(dòng)鍋爐兩種方式提供，但由于該廠受區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷、潮流及所處地理位置等因素影響，長(zhǎng)期只能單機(jī)運(yùn)行，輔助蒸汽無(wú)法通過(guò)臨機(jī)供給，只能通過(guò)燃燒啟動(dòng)鍋爐來(lái)提供蒸汽。該方法需要消耗大量電、燃油，且操作煩瑣，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，故此方法難以達(dá)到節(jié)能的目的。

方法二：采用打壓泵給鍋爐補(bǔ)水。打壓泵的主要特點(diǎn)是水壓高、流量小，通過(guò)查閱設(shè)計(jì)圖紙及調(diào)研同類型電廠，結(jié)合該電廠實(shí)際情況，此方法完全滿足對(duì)鍋爐停爐后補(bǔ)水的要求。本文對(duì)鍋爐打壓系統(tǒng)進(jìn)行了輕微改動(dòng)，在打壓泵出口引一路管道接至爐水循環(huán)泵出口疏水管前，達(dá)到鍋爐上水目的。打壓泵系統(tǒng)流程如圖1所示。該方法操作簡(jiǎn)單，安全風(fēng)險(xiǎn)低，耗電量小，無(wú)需消耗啟動(dòng)鍋爐燃油。

3 節(jié)能效果分析

該電廠機(jī)組作為全國(guó)首臺(tái)未設(shè)電泵的W火焰機(jī)組，在確保安全生產(chǎn)的同時(shí)，節(jié)能降耗也是技術(shù)、經(jīng)營(yíng)等部門的工作重點(diǎn)。從每次停機(jī)記錄數(shù)據(jù)來(lái)看，鍋爐停爐后，從主蒸汽壓力13 MPa、溫度480 ℃降至主蒸汽壓力0.68 MPa、溫度221 ℃時(shí)，鍋爐熱爐放水所需時(shí)間約92 h，其間鍋爐需要補(bǔ)水3次。

3.1? ? 方法一成本核算

當(dāng)采用給水泵給鍋爐補(bǔ)水時(shí)，從啟動(dòng)鍋爐點(diǎn)火、升溫升壓，到投運(yùn)輔助蒸汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、小汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、鍋爐補(bǔ)水，再到小汽輪機(jī)打閘、停運(yùn)啟動(dòng)鍋爐所需時(shí)間約2.5 h。在此過(guò)程中，啟動(dòng)鍋爐需要消耗0號(hào)輕柴油約7 t;啟動(dòng)鍋爐送風(fēng)機(jī)、給水泵耗電量累計(jì)約為750 kWh，0號(hào)輕柴油以當(dāng)?shù)貎r(jià)格6 000元/t計(jì)算、電費(fèi)按上網(wǎng)電價(jià)0.4元/kWh計(jì)算，補(bǔ)水一次累計(jì)費(fèi)用為（7×6 000+750×0.4）/10 000=4.23萬(wàn)元;鍋爐停運(yùn)補(bǔ)水3次所需費(fèi)用為4.23×3=12.69萬(wàn)元。

3.2? ? 方法二成本核算

當(dāng)采用打壓泵給鍋爐補(bǔ)水時(shí)，從啟動(dòng)打壓泵、鍋爐補(bǔ)水，到停運(yùn)打壓泵，所需時(shí)間約2.8 h。在此過(guò)程中，打壓泵只需要運(yùn)行3 h，耗電量為：90×3=270 kWh;補(bǔ)水一次費(fèi)用為270×0.4=108元;鍋爐停運(yùn)補(bǔ)水3次所需費(fèi)用為108×3÷10 000=0.032 4萬(wàn)元。

3.3? ? 對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)以上兩種鍋爐補(bǔ)水方法進(jìn)行對(duì)比分析可知，采用打壓泵給鍋爐上水每停爐一次可節(jié)約成本12.69-0.032 4≈12.66萬(wàn)元，按該電廠2019全年2臺(tái)鍋爐共停運(yùn)12次計(jì)算，累計(jì)節(jié)約成本為12.66×12=151.92萬(wàn)元。

同時(shí)，方法二較方法一所需操作的系統(tǒng)少，能夠減少運(yùn)行人員95%的操作量，大大降低了運(yùn)行人員誤操作的可能性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著清潔能源的不斷發(fā)展以及電力改革的深入推進(jìn)，火力發(fā)電廠面臨的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，發(fā)電廠在確保安全生產(chǎn)的同時(shí)，不斷降低發(fā)電企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，進(jìn)一步做好提質(zhì)增效工作尤為重要。為了保證鍋爐從停爐到放水期間水冷壁受熱均勻，避免壁溫偏差大，造成管壁拉裂，采用打壓泵給鍋爐補(bǔ)水的方法，維持爐水循環(huán)泵運(yùn)行，既減少了運(yùn)行人員的工作量，降低了誤操作的安全風(fēng)險(xiǎn)，又達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

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