李中堯

(內(nèi)蒙古京能康巴什熱電有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010)

0 引言

降低發(fā)電廠的供電煤耗，提高能源的有效利用率，對挖掘火電廠的節(jié)能潛力，提高火電廠的經(jīng)濟效益具有重要意義，而且對減少污染物排放、減少能源的開采和消耗也同樣具有重要影響。

目前，大部分火電廠主要是從三方面來提高火電廠運行的經(jīng)濟性：一是提高循環(huán)熱效率，二是維持各主要設(shè)備經(jīng)濟運行，三是降低廠用電率。這些措施幾乎所有火電廠都在采用，但對于機組啟動期間所采取的節(jié)能降耗措施卻少有研究。因此，以某發(fā)電廠2019年1號機組啟機為例，在確保機組安全啟動的前提下，通過減少機組啟動期間輔汽用量來提高全廠經(jīng)濟性的有效性。

1 輔汽系統(tǒng)

輔汽系統(tǒng)的作用是保證機組安全可靠地啟動和停機，以及在低負(fù)荷和異常工況下提供參數(shù)和數(shù)量都符合要求的汽源，同時向有關(guān)設(shè)備提供生產(chǎn)加熱用汽。輔汽系統(tǒng)主要由輔汽聯(lián)箱和相關(guān)汽源、用戶組成(如圖1所示)。

圖1 輔汽系統(tǒng)組成

機組啟動初期，自身產(chǎn)汽量較小，不足以滿足以上用戶需求，需要輔汽聯(lián)箱供汽，而輔汽聯(lián)箱汽源需由臨機或啟動爐提供。輔汽用量越大，經(jīng)濟性越差。

2 啟動期輔汽耗量影響因素分析

采用質(zhì)量管理體系中“人、機、料、法、環(huán)、測”六要素分析方法，羅列出輔汽在啟動期間的耗量影響因素(見表1)。

表1 啟動期輔汽耗量影響因素

2.1 “人”的影響因素分析

造成機組啟動過程中輔汽耗量大，從人的方面分析，主要是操作人員熟練程度不夠、操作量大以及人員不足所致。

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前各值人員已經(jīng)精簡，每臺機組只有4人，但機組啟動過程中均有休班人員加班協(xié)助，確保機組順利啟動。此外，每次機組啟動均按照啟機操作票內(nèi)規(guī)定的步驟、流程操作，不存在技術(shù)人員不足的情況，故認(rèn)為“人”并非啟動過程中輔汽耗量大的影響因素。

2.2 “機”的影響因素分析

啟動過程中若因某一重要輔機故障或者有重要缺陷不允許機組正常啟動時，輔汽供汽時間長會造成浪費。而該廠機組啟動過程中，各設(shè)備均運行正常，各參數(shù)在要求范圍內(nèi)，故認(rèn)為“機”并非啟動過程中輔汽耗量大的影響因素。

2.3 “料”的影響因素分析

若蒸汽參數(shù)長時間不滿足，無論是主再熱蒸汽參數(shù)還是給水泵小汽輪機、引風(fēng)機小汽輪機進汽參數(shù)不滿足，均需要繼續(xù)疏水以提高蒸汽品質(zhì)。蒸汽參數(shù)長時間不滿足將造成大量工質(zhì)浪費，造成輔汽耗量增大。通過查閱曲線、觀看啟機回放記錄，確認(rèn)各蒸汽參數(shù)在正常范圍內(nèi)，故認(rèn)為“料”并非啟動過程中輔汽耗量大的影響因素。

2.4 “環(huán)”的影響因素分析

若并網(wǎng)前電網(wǎng)負(fù)荷富余，調(diào)度不允許并網(wǎng)，則汽輪機將維持3000 r/min并隨時接調(diào)度令并網(wǎng)，此時輔汽聯(lián)箱各用戶均在大量消耗蒸汽，從而造成輔汽耗量增加。但該廠機組啟機按計劃并網(wǎng)，不存在電網(wǎng)負(fù)荷富余情況，故認(rèn)為“環(huán)”并非啟動過程中輔汽耗量大的影響因素。

2.5 “測”的影響因素分析

測點不準(zhǔn)將極大可能造成輔汽耗量虛高。通過查詢?nèi)毕莸怯浻涗?，確認(rèn)沒有流量測點不準(zhǔn)的缺陷，同時咨詢熱控人員確認(rèn)沒有發(fā)生過流量測點維護檢修，故認(rèn)為“測”并非啟動過程中輔汽耗量大的影響因素。

2.6 “法”的影響因素分析。

啟動過程中1號給水泵運行，2號給水泵沖至800 r/min備用；1號引風(fēng)機運行，2號引風(fēng)機沖至2300 r/min備用；備用小汽輪機長時間運行，造成輔汽不必要的損耗。鍋爐沖洗、吹掃期間，化驗班每30 min化驗一次水質(zhì)；在沖洗吹掃后期，水質(zhì)變化較快，化驗間隔較長，不能夠及時掌握水質(zhì)合格時機，造成各階段間隔時間較長，進一步增加了輔汽耗量，故認(rèn)為“法”是啟動過程中輔汽耗量大的影響因素。

1號機組啟動共耗時16 h，其中冷態(tài)沖洗用時4.5 h，熱態(tài)沖洗3 h，氧化皮吹掃2.5 h，汽輪機沖轉(zhuǎn)3 h，帶負(fù)荷至175 MW用時3.5 h。此次機組啟動時間及流程與歷次機組啟動大致相同。通過計算確認(rèn)本次機組啟動期間給水泵小汽輪機耗汽量為182.51 t (約占44.82 %)，引風(fēng)機小汽輪機耗汽量為207.35 t (約占50.93 %)，兩者耗氣量占比最大；此外，軸封用汽耗汽量2.7 t，空預(yù)器吹灰用汽耗汽量11.2 t，燃油吹掃伴熱用汽耗汽量3.4 t。

啟動過程中給水泵小汽輪機一臺運行，一臺沖轉(zhuǎn)至800 r/min備用；引風(fēng)機小汽輪機一臺運行，一臺沖轉(zhuǎn)至2300 r/min備用。如果采取有效措施減少備用給水泵小汽輪機和引風(fēng)機小汽輪機備用時間，同時使各個階段操作更緊湊，可節(jié)約備用小汽輪機耗汽量約77.35 t，其中給水泵小汽輪機26.45 t，引風(fēng)機小汽輪機50.9 t，其余用戶各項節(jié)約耗汽11.09 t。由此可見，備用小汽輪機長時間運行耗汽量對輔汽聯(lián)箱耗汽量的影響明顯大于各階段操作緊湊改進后其余用戶的影響。

機組沖轉(zhuǎn)帶負(fù)荷過程中，軸封系統(tǒng)必需投運。主機軸封與給水泵小汽輪機軸封汽源相同，均接自軸封供汽母管，軸封母管壓力需維持在18～35 kPa，軸封供汽壓力低、流量小，減少軸封汽源用量對減少輔汽用量的影響較小。

空預(yù)器吹灰一次耗氣量約為0.8 t，耗氣量相對較少，減少空預(yù)器吹灰用汽還需兼顧空預(yù)器吹灰效果，此汽源可降低的輔汽量較少。

燃油吹掃伴熱系統(tǒng)在無檢修的情況下維持連續(xù)運行，汽壓維持在0.4～1.0 MPa，吹掃蒸汽溫度不大于250 ℃，同時，伴熱汽源保證燃油溫度高于凝點5 ℃、低于閃點溫度5 ℃，該系統(tǒng)投運期間可通過適當(dāng)降低蒸汽壓力達到節(jié)約用汽的目的，但其耗汽量較少，對減少輔汽用量的影響較小。

通過以上分析認(rèn)為汽輪機耗汽量是影響啟動過程中輔汽耗汽量的主要原因，各階段操作緊湊程度是影響啟動過程中輔汽耗汽量的次要原因。

3 應(yīng)對措施及成效

3.1 應(yīng)對措施

3.1.1 降低主要用戶耗汽量

縮短鍋爐沖洗、吹掃期間水質(zhì)化驗時間間隔；水質(zhì)合格后及時進行下一步啟機操作，使各項操作配合緊湊密切，縮短啟動時間；機組啟動沖轉(zhuǎn)期間，采用單臺給水泵、單臺引風(fēng)機運行方式，并適當(dāng)降低小汽輪機背壓，提高小汽輪機效率，相應(yīng)減少進汽量；備用給水泵及備用引風(fēng)機無需沖轉(zhuǎn)、暖機，同時隔離備用小汽輪機軸封系統(tǒng)，減少輔汽用汽量。

機組、啟動過程中，輔汽聯(lián)箱汽源由啟動爐或臨機供汽，當(dāng)四抽壓力大于0.6 MPa，及時將輔汽聯(lián)箱汽源切換至四抽接帶；冷再蒸汽壓力大于1 MPa時，及時將輔汽聯(lián)箱汽源切換至冷再接帶；四抽蒸汽參數(shù)滿足需求時，及時將小汽輪機汽源切換至四抽供汽。

1號機組啟動時，鍋爐冷態(tài)沖洗、點火、熱態(tài)沖洗、氧化皮吹掃、汽輪機沖轉(zhuǎn)過程中，僅單側(cè)給水泵及引風(fēng)機運行；負(fù)荷升至80 MW時2號引風(fēng)機沖轉(zhuǎn)，負(fù)荷升至140 MW時2號給水泵沖轉(zhuǎn)，且2號給水泵利用四抽汽源沖轉(zhuǎn)。鍋爐沖洗、吹掃期間，化驗班每15 min化驗一次水質(zhì)；冷態(tài)沖洗水質(zhì)接近合格時吹灰維護單位進行空預(yù)器吹灰管路疏水，冷態(tài)沖洗水質(zhì)合格后盡快進行鍋爐點火開始熱態(tài)沖洗；熱態(tài)沖洗合格后，按要求升溫升壓吹掃氧化皮，至滿足輪機沖轉(zhuǎn)條件后立即進行汽輪機沖轉(zhuǎn)。以往歷次啟機過程需耗時16 h，此次啟機僅耗時12 h。

3.1.2 降低次要用戶耗汽量

保證機組背壓滿足要求的前提下，適當(dāng)降低軸封母管壓力；及時切換輔汽聯(lián)箱汽源或軸封供汽汽源；空預(yù)器吹灰器投運前，通知吹灰人員加強關(guān)注疏水溫度及疏水時間，具備投運條件后及時投入空預(yù)器吹灰器，減少工質(zhì)損失；空預(yù)器吹灰具備投運條件后及時進行鍋爐點火，使各項操作銜接緊湊，縮短啟動時間；在保證吹灰效果的前提下適當(dāng)降低吹灰壓力，由2 MPa降至1.5 MPa；適當(dāng)降低燃油吹掃伴熱蒸汽壓力，控制在0.5 MPa左右；關(guān)小輔汽至燃油吹掃伴熱供汽調(diào)門開度。以上措施多管齊下，有效減少了輔汽用量。

3.2 耗汽量對比

3.2.1 給水泵小汽輪機耗汽量變化

統(tǒng)計顯示，2019年未采取措施之前，1號機組啟動過程中一臺給水泵小汽輪機運行，另一臺給水泵小汽輪機沖至800 r/min備用，負(fù)荷升至150 MW后兩臺給水泵并列運行，耗汽量182.51 t。采取措施之后，2020年1號機組啟動過程中一臺給水泵小汽輪機運行，另一臺給水泵小汽輪機停運，負(fù)荷升至150 MW后，2臺給水泵并列運行，耗汽量152.25 t。

3.2.2 引風(fēng)機小汽輪機耗汽量變化

統(tǒng)計顯示，2019年1號機組啟動過程中一臺引風(fēng)機小汽輪機運行，另一臺引風(fēng)機小汽輪機沖至2300 r/min備用，負(fù)荷升至80 MW后2臺引風(fēng)機并列運行，耗汽量207.35 t。2020年1號機組啟動過程中一臺引風(fēng)機運行，另一臺小汽輪機停運，負(fù)荷升至80 MW后兩臺引風(fēng)機并列運行，耗汽量148.81 t。

3.2.3 輔汽總用量變化

根據(jù)統(tǒng)計，2019年1號機組啟動過程中，輔汽總用量為407.15 t，2020年1號機組啟動過程中，輔汽總用量為315.45 t，采取一系列措施后減少輔汽用量91.7 t，輔汽耗用量下降。啟動期間輔汽聯(lián)箱蒸汽參數(shù)約為壓力0.65 MPa，溫度200 ℃以上，減少91.7 t輔汽耗量(約22.8 %)，約減少標(biāo)煤用量10 t，同時可節(jié)約除鹽水91.7 t。此外，還可以降低機組啟動期間臨機向啟動機組的供汽負(fù)荷，單機運行時能夠降低啟動爐的供汽負(fù)荷。

4 結(jié)束語

提高機組經(jīng)濟性不僅僅局限于優(yōu)化運行調(diào)整方式與降低各部分熱損失。機組啟動過程中，在保證安全的前提下優(yōu)化機組啟動方式，延后備用給水泵小汽輪機和備用引風(fēng)機小汽輪機沖轉(zhuǎn)、并列時間，減少各階段停留時間，緊湊操作流程，節(jié)約輔汽耗量，同樣也能夠提高機組經(jīng)濟性。