中新电厂330MW汽轮机组启动上水优化方案可行性分析--中国期刊网

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中新电厂330MW汽轮机组启动上水优化方案可行性分析

发表时间：2020/6/12 来源：《基层建设》2020年第6期作者：云维术

[导读] 摘要：中新电厂330 MW机组冷态启动一般采用电动给水泵给锅炉上水的传统方式，机组负荷大于90MW时投入汽动给水泵，当负荷大于120MW时电动泵退出运行作备用泵。

        广州中电荔新电力实业有限公司广东广州
        摘要：中新电厂330 MW机组冷态启动一般采用电动给水泵给锅炉上水的传统方式，机组负荷大于90MW时投入汽动给水泵，当负荷大于120MW时电动泵退出运行作备用泵。通过运行实践表明，这种启动方式存在运行安全可靠性低、厂用电率高等问题。文章旨在探讨一种安全、经济、合理的上水优化的运行方式，根据我厂实际提出了一种机组冷态启动时汽动给水泵组替代电动给水泵上水优化方案及具体实施情况。通过数据采集分析，采用此种工作方案将会较大提高了机组启动过程中的安全性和经济性。
        关键词：上水方式；优化方案；节能；安全可靠性
         1、引言
        广州中电荔新电力实业有限公司2×330MW燃煤发电机组，采用型号为DG1080/17.4-II6型东锅锅炉，锅炉型式为亚临界参数、汽包自然循环、四角切圆燃烧、直吹式制粉系统、一次中间再热、摆动燃烧器调温、平衡通风。设计额定蒸发量为1045.6t/h。汽轮机CC330/250-16.67/3.5/1.0/538/538型亚临界、中间再热、单轴、两缸两排汽、双抽汽凝汽式供热汽轮机。除氧器型号为YY1080，设计压力为1.56MPa，工作压力为1.159MPa。工作温度为187.2℃，水箱容积为220m3。机组配置2台50％B-MCR 的汽动给水泵组及1台30％B-MCR的电动给水泵。2020年运行乙值根据公司年度生产指标节能降耗要求，结合机组实际运行特性，提出机组启动上水由电动给水泵切换为汽动给水泵组上水的优化方案，通过试验数据采集、危险点分析、优化运行的利弊等综合权衡，若机组冷态启动全程采用启动给水泵上水，提高机组启动过程中的安全性，同时达到节能降耗的目的。
        2、传统上水方式及存在的问题
        2.1 优化前的上水方式
        广州中电荔新电力实业公司两台330MW机组自投产以来，均采用以下上水方式：在机组启动时化学制水往凝汽器补水，然后启动凝结水泵，利用凝结水泵向除氧器上水，通过启动电动给水泵往锅炉上水。机组负荷大于90MW后，随着负荷增加投入1台或2台汽动给水泵组，负荷大于120MW时进行并泵操作（根据电泵出力提前并泵），并入给水系统后，退出电动给水泵备用。
        2.2优化前上水方式存在的问题
        （1）厂用电率高。中新电厂两台330MW机组冷态启动时，从启动电动给水泵开始上水至负荷90MW，需要13h甚至更长时间，电动给水泵组要消耗大量的厂用电。另外，启动初期因为锅炉上水量较少或不需要上水，所以除氧器进水量少不需要凝结水泵及电泵长时间工作，消耗大量的厂用电。
        （2）运行可靠性低。汽动给水泵组的启动需要一定时间的抽真空及暖机时间，这就是说在机组负荷90MW之前，若电动给水泵组发生故障跳闸（如工作油温度高、进口压力低低等），汽动给水泵不能立即投运时，则将造成锅炉给水中断，触发 MFT保护，使机组启动被迫中止。而我厂电动给水泵组运行长期存在工作油温度高、电机冷却水管穿孔等安全隐患，给机组安全启动造成严重威胁。
        因此，为响应运行部节能降耗目标，进一步提升管理效率、降低成本、提质增效，运行乙值对两台机组冷态启动上水方式进行了优化方案的可行性分析，使给水泵运行方式更加安全、经济、合理。
        3、汽动给水泵组上水的优化方案及具体实施（以机组冷态启动为例）
        3.1点火前锅炉上水量少，可以启动前置泵，用主给水旁路调节门向汽包上水，依据锅炉上水要求控制上水速度及温度。
        3.2 锅炉点火前，凝汽器真空至-88kpa左右，利用辅汽冲一台汽动给水泵组，因为随着汽包压力逐渐升高，加上汽机旁路开启后锅炉蒸发加强，单靠汽泵前置泵出力已不能满足锅炉供水要求，具体操作如下：
        （1）检查小机各启动条件已满足，在MEH 画面点击“挂闸”按钮，确认“挂闸”；开主汽门，检查主汽门已全开。

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        （2）设目标转速为800r/min；设升速率100r/min，升速至800r/min后，保持该转速停留时间小于5min，全面检查汽动给水泵组应无异常.
        （3）设目标转速1800r/min，设升速率100r/min，升速至1800r/min，保持该转速暖机30min。此阶段根据上水需要注意调整上水调门开度，维持汽包水位；
        （4）暖机结束后，根据锅炉上水需要，小机升速至3000r/min定速，全面检查无异常，投入小机“锅炉自动”控制。利用汽泵组对锅炉进行供水，汽泵转速调整过程中，应避免在一阶临界转速（2620r/min）附近停留，在通过临界转速时，要注意汽包水位的调整和控制。小机转速3000r/min定速，全开再循环门，维持汽动给水泵最低流量143.3t/h以上，可通过主给水旁路调门进行汽包水位调整，
        （5）经过电泵启动试验数据采用，在锅炉压力0.5-0.8Mpa，电动给水泵勺管至40%，可满足出口流量150t/h-180t/h。汽动给水泵3000r/min定速时出口流量150t/h左右，此时可将备用的电泵勺管开度置50%。
        3.3逐渐提升汽动给水泵的转速。
        随着锅炉升压、主汽轮机冲转、升速、暖机及并网后到带负荷至90MW，在这个过程中，按运行规程要求锅炉分阶段逐渐提压及升温。汽泵组随着给水量的增加及压力的提高，需分阶段逐渐提升汽泵组的转速，通过开大小汽轮机调门增加进汽量来实现。
        4、上水方式优化后的优越性分析（以#2机组04月07日冷态启动为例）
        4.1节能降耗增效
        （1）汽包压力0.5MPa以下时。此阶段前置泵代替电动给水泵上水，电动给水泵为6kv电机，平均运行电流为135A，前置泵为380V电机，运行平均电流为145A，充分利用了现有设备，不需要任何改动和投资。可节约启动给水泵所消耗的电能。从锅炉进水至汽包压力0.5MPa，电泵组需运行5h甚至更长时间，根据电能计算公式：KWh=UI*COSθ*1.732t/1000计算可知，大约节约厂用电6537.8kwh。
        （2）汽包压力0.5MPa至负荷90MW阶段。电动给水泵与汽动给水泵切换完毕，大概需要5h甚至更长时间，电动给水泵平均运行电流为230A，前置泵平均运行电流为265A，根据电能计算公式：KWh=UI*COSθ*1.732t/1000计算可知，至少可以节约11078.7kwh。
        4.2 提高运行可靠性
        从安全性上分析，由于整个过程中，电动给水泵组始终处于备用状态（勺管置于50%）可以满足该阶段要求，同时汽动给水泵组运行可靠性更高。
        5、上水优化操作中的注意事项
        5.1 随着汽包升压，给水流量加大，汽动给水泵转速会不断提升，尽量避免在临界转速（2620r/min）运行，同时小机定速3000r/min时，出口电动门未开时，出口压力9.2MPa，当出口门打开给汽包上水，此时主给水旁路调整门受到较大冲刷，汽包水位波动较大，水位调节操作更加精细化。
        5.2 在采用汽动给水泵组上水的过程中，电泵需保持良好的热备用状态，电泵勺管开度根据实际情况预设合适值，以防汽泵因故障跳闸造成给水中断。
        5.3 由于汽泵再循环调节阀开度≤80%且汽泵入口流量≤143.3t/h，延时15秒，则发出相应给水泵跳闸指令。注意保持汽泵出口再循环开度80%以上
        5.4 可根据情况解除锅炉MFT动作联跳小机、汽包水位高低MFT保护。
        6、结论
        通过#2机组C修后冷态启动的数据采集、危险点分析，中新电厂330MW汽轮机组冷态启动采用汽动给水泵组代替电动给水泵组的优化上水方案完全可行，不仅能实现节能降耗，还能有效提高了机组启动的安全可靠性。
        参考文献：
        [1] 广州中电荔新电力实业有限公司.330MW机组集控运行规程[S].广州中电荔新电力实业有限公司，2019.
        [2] 杨敏媛.火电厂动力设备[M].北京：中国水利电力出版社，1996.
        [3] 林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安：西安交通大学出版社，1994.