600 MW超临界机组邻机加热启动技术

夏 静

（中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475002）

600 MW超临界机组邻机加热启动技术

夏 静

（中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475002）

介绍了某600 MW超临界机组锅炉启动系统，阐述了设置邻机加热启动系统的目的、方案、运行方式、联锁与保护功能，并对实施改造后节约启动时间、节省成本的效果进行了分析。

直流炉；冷态冲洗；邻机加热

1 概述

某电厂2×600 MW汽轮机是东方汽轮机有限公司生产的超临界、一次中间再热、三缸四排汽、纯凝汽式汽轮机，型号为N600-24.2/566/566；其锅炉采用东方锅炉厂有限责任公司制造的DG1900/25.4-Ⅱ1型超临界变压本生型直流锅炉。

该电厂1，2号机组分别于2009年1月和3月投入商业化运行。2012年4月，通过技术改造，电厂机组利用邻机蒸汽加热实施启动，达到了节约启动时间、减少启动能耗的目的。

2 锅炉启动系统

由于直流炉对水质要求较严格，为保证锅炉受热面内表面清洁，对停运时间较长(一般超过150 h)的机组应进行锅炉清洗。锅炉清洗的主要目的是清除沉积在受热面内表面上的杂质、盐分和腐蚀生成的氧化铁等污垢。锅炉清洗包括冷态冲洗和热态冲洗2个阶段。

2.1 冷态冲洗

机组冷态启动时，锅炉要首先进行冷态冲洗。冷态冲洗过程中，启动给水泵，并随着水冷壁温的升高逐步提高给水温度，保持给水温度始终高于水冷壁温40～50 ℃。当省煤器入口水质电导率小于1 μS/cm、Fe离子浓度小于100 μg/L、pH值为9.3～9.5时，冷态冲洗结束。

2.2 热态冲洗

锅炉冷态清洗结束后，开始点火。当启动分离器入口温度达到190 ℃(此时水中的溶解物浓度最大)时，锅炉开始热态冲洗。当省煤器入口给水Fe离子浓度不大于50 μg/L时，热态冲洗结束。

在没有邻机加热系统的情况下，锅炉冷态冲洗完成后，需启动锅炉燃油系统。锅炉点火后，随工质温度的逐渐升高，锅炉升压。将压力控制在要求的范围内，进行热态清洗，并监测循环水质，待蒸汽品质合格后方可进行汽机冲转。查询汽机冷态启动曲线可知，从锅炉点火到机组并网约需12 h。

3 邻机加热启动系统

3.1 设置邻机加热启动系统的目的

设置邻机加热启动系统是为了在无需锅炉点火的情况下，通过邻机加热汽源提高锅炉给水温度，从而达到锅炉热态冲洗所要求的温度，使锅炉在点火时已处于“热炉、热风”的热环境。

3.2 邻机加热启动系统的设置方案

在机组启动过程中，采用通过邻机冷再热蒸汽加热启动机组2号高压加热器给水的方案，达到热态冲洗水温的要求。

根据汽轮机厂家在不同工况下冷再热蒸汽最大抽汽量的设计，通过对机组在100 %THA(汽轮机热耗保证)工况、75 %THA工况及50 %THA工况下抽汽量的计算(不同工况下对应的抽汽参数见表1)，确定抽汽管径大小。

通过抽汽量计算，邻机加热管道采用规格为Ф219×12 mm的碳钢管，在邻机负荷达75 %THA工况以上时，可满足将给水加热至190 ℃的需要。

通过设计计算及现场位置查看，确定设置方案为选取2台机组冷再热蒸汽至给水泵小汽轮机供汽母管(Ф377×22 mm)引出支管连接至各机2号高压加热器，母管增加气控止回阀。

表1 不同工况下对应的抽汽参数

3.3 邻机加热启动系统的运行

3.3.1 运行方式

在机组启动过程中，首先启动机组除氧器再沸腾加热给水，随之启动给水泵进行冷态冲洗，直至除氧器水温达到110 ℃。在此期间启动机组建立真空，并进行邻机冷再热蒸汽来汽管道至启动机组2号高压加热器的暖管、预热。然后逐渐加大通向2号高压加热器的进汽量，将锅炉进水温度提升至190 ℃左右时，进行热态冲洗并完成对锅炉省煤器、水冷壁、分离器以及水系统联箱的预暖和升温。热态冲洗完成后点火启动锅炉。在整个机组启动过程中，邻机冷再热蒸汽可一直对2号高压加热器进行加热，在邻机不满足抽汽要求或启动机组并网带负荷后，再进行2号高压加热器的进汽切换操作。

3.3.2 操作注意事项

(1) 2号高压加热器汽侧投入时，注意控制加热器温升率应不大于2 ℃/min。

(2) 邻机加热管道暖管时，注意监视邻机加热管道壁温变化情况，加强就地检查，防止管道振动。

(3) 邻机加热蒸汽投入后，注意邻机一、二段监视段压力差值不得超限，否则控制本机2号高压加热器进汽电动门的开度，防止邻机高压缸末级叶片过负荷。

(4) 邻机加热系统投入后，注意控制本机2号高压加热器水位，并投入机侧疏水扩容器减温水。

3.4 联锁与保护

设置邻机加热启动系统后，为确保机组安全运行，应增加以下联锁与保护。

3.4.1 联锁条件

冷再热蒸汽逆止阀、邻机加热蒸汽电动门在本机汽轮机跳闸、发电机跳闸、OPC(用于过程控制的OLE)动作时，邻机加热启动系统联锁关闭。

3.4.2 报警条件

根据汽轮机厂设计说明，当邻机一段、二段抽汽压力差值大于2.614 MPa时，邻机加热启动系统报警。

4 实施邻机加热启动后的效果

实施邻机加热启动后，机组启动从点火到并网约需8 h，整体启动时间节约了4 h。除去邻机用汽量，每次冷态启动可节约标煤约50 t，节约助燃用油10 t，节省厂用电约18 000 kW，达到了预期效果。

5 结论

采用邻机加热启动方式后，大大降低了机组在启动过程所需的燃料量，同时也减少了厂用电，显著降低了整个启动过程所消耗的能源总量和启动总成本。

采用邻机加热启动技术不仅将锅炉由原来的冷态启动转变为温态启动，并且使烟风系统的运行条件更优于温态启动，改善了锅炉的点火和稳燃条件。同时，该启动方式对于锅炉氧化皮的产生有一定的抑制作用，显著提高了机组启动的安全性。

1 李 青，张兴营，徐光照．火力发电厂生产指标管理手册[M]．北京：中国电力出版社，2007.

2014-03-05。

夏 静(1980-)，女，工程师，主要从事600 MW汽轮机运行、检修及汽机专业设备技术改造等工作，email：kfdcx@163.com。