1000MW机组锅炉取消启动循环泵可行性研究

张小明 何江涛

(神华陕西国华锦界能源有限责任公司,陕西 神木 719319)

1 启动系统简介

为了在启动阶段为炉膛安全提供所需的给水量，超临界压力滑压运行的直流锅炉均设置了启动系统，以达到快速点火和升温的目的。在锅炉启动和低负荷运行时，汽水经分离器进行分离，蒸汽进入过热器，水进入储水罐内由启动系统管路回收、循环。启动系统管路有带锅炉再循环泵和不带锅炉再循环泵两种布置型式。带再循环泵的系统，锅炉启动大部份疏水由再循环泵送回到省煤器入口，另外一部分疏水经液位调节阀经扩容后送入凝汽器。不带再循环泵的系统，锅炉启动全部疏水经液位调节阀经扩容后送入凝汽器。启动系统的设置可确保炉膛水冷壁安全所需的最小给水量。在锅炉20～28%BMCR负荷之间，锅炉再循环运行结束时可切换到直流运行状态。

图1 带BCP的启动系统示意图（虚线框内为可选配置）

2 带再循环泵启动系统锅炉的特点

2.1 优点：

2.1.1 缩短启动时间。配置了循环泵的启动系统，可以提高省煤器入口的给水温度，因此可以缩短启动时间，对于经常启动的两班制机组来说，缩短启动时间可带来良好的经济效益；

2.1.2 在启动过程中回收热量。由于在启动过程中启动流量为25%BMCR，在机组启动初期，25%BMCR负荷前，汽水分离器分离出的20%BMCR流量的饱和水（压力约9MPa，温度约300℃）可通过BCP进行热量回收，否则只能扩容后进入凝汽器，造成大量的热量损失；

2.1.3 在锅炉清洗和启动过程中回收工质，减少补给水。带BCP的系统，在水质合格的前提下，分离器分离的饱和水20%BMCR通过再循环泵与给水混合后重新进入省煤器，只有7%BMCR的疏水，经扩容器后损失的工质少，补给水量少。而不带BCP的系统，25%BMCR的疏水，全部经扩容器，扩容后损失的工质较多，需补充较多给水。

2.1.4 启动过程中，能有效地控制蒸汽温度，较好地满足汽机冲转参数的要求。带再循环泵的系统，锅炉启动时温度、压力上升曲线比较平稳，锅炉参数能够比较好地满足汽机冲转参数地要求，汽温和压力匹配比较理想。

2.2 缺点：

2.2.1 带BCP系统复杂。从系统组成可看出，系统管路多、设备多、阀门多，系统复杂，锅炉房布置拥挤。

2.2.2 初投资大

2.2.3 设备多，电厂的维护与运行成本高，且增加厂用电耗

2.2.4 BCP采购周期长，成本高

3 不带再循环泵启动系统锅炉的特点

3.1 优点：

3.1.1 系统简单，运行可靠。

3.1.2 初投资小。

3.1.3 维护简单，维护成本低。且能节省BCP等设备的电耗。

3.2.4 锅炉调试运行不受BCP到货情况的影响。

3.2 缺点：

3.2.1 启动过程中热量不能回收。启动疏水直接进入凝汽器，造成大量的热量损失。

3.2.2 启动时间相对延长，燃油消耗量相对增加。

3.2.3 启动时容易超温，需进行精心调整使机炉参数匹配。

4 锅炉取消BCP后需注意的问题

4.1 机炉匹配要求

为使锅炉出口蒸汽温度满足汽轮机冲转的要求，通过其它手段后汽温调整还不能达到要求时，需要降低汽机冲转压力。运行中应根据实际情况作调整，以使机炉能较好的匹配。（一般汽机冲转点参数为：压力5.0MPa。温度450℃左右。）

4.2 补给水量要求

锅炉冷态启动初期，要求清洗水量为25%BMCR（即771t/h）。冷态清洗水质达到一定要求后，对有BCP的系统，可开启BCP，将大部分工质打回到省煤器进口，在水冷壁系统内进行循环利用，疏水流量为7%BMCR，经扩容后损失的工质约为65t/h。而取消BCP以后，疏水量为25%BMCR，经扩容后损失的工质约为231t/h。即在清洗阶段和启动阶段需要的补充的给水量为231t/h。吹管阶段补水量也按此要求。

4.3 对冷凝器容量的要求

锅炉冷态启动初期，清洗水量25%BMCR（即771t/h）均排入机组排污系统。冷态清洗水质达到一定要求后，对有BCP的系统，因大部分工质打回到省煤器进口进行循环，只有7%BMCR的水经过扩容器以后（约216t/h）排入凝汽器；而取消BCP以后，所有疏水均经过扩容器以后排入凝汽器，排入凝汽器的最大流量约为540t/h。（注：疏水的温度和压力与带BCP时一样）

4.4 启动时间

根据经验，不带BCP的系统比带BCP的系统冷态启动时间延长1小时左右。因此对频繁启停或参与调峰的机组，不带BCP的系统快速响应能力较差。同时，在没有节油措施（如等离子点火或微油点火、邻炉加热装置）的情况下，启动时间延长相应的就会增加燃料消耗量，并且少发电。

5 带BCP和不带BCP经济性比较

不带BCP的启动系统初投资小，但在启动过程中不能回收热量，延长了启动时间，增加了燃料的消耗量，运行成本较高。

以下数据按经验估算，仅供参考，并不代表成本核算，也不能作为决定是否取消BCP的依据（按照不带BCP的系统比带BCP的系统冷态启动时间延长1小时左右计算）：

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说明：5.1锅炉寿命30年，每年冷态启动按3次计算（实际可能仅启动1次）。微油点火按启动一次增加5万元、电价按照0.252元/kw.h计算。

5.2 5年一大修，2年一小修，2年一小修消耗除盐水量与1次大修相同。除盐水按3.0元/吨。清洗时间按4.5天（108小时）计算，消耗除盐水量为（231-65）t/h×108h（取约 17000吨）。

5.3 启动期间不能回收的疏水热量，反映在启动时间延长多消耗的燃料上，总体考虑，不再单独计算。

5.4 备用减温水成本含阀门、管道等设备以及用水量。

5.5 按机组每年冷态启动3次来计算，则取消BCP后减少收益639万元；若按机组每年冷态启动仅1次来计算，则取消BCP后可节约719.4万元。

[1]宁献武,赵继良,张冠群.1000MW机组启动系统的研究[J].东北电力技术,2011,32(2)