600MW汽轮机大修停机的运行优化

于行

【摘 要】本文针对600MW汽轮机未安装汽轮机快冷装置的情况，结合本厂的机组大修停机的实际操作和运行优化实践经验，提出了大修前的深度滑参数停机和运行优化实践等方面的建议，从运行优化和节能实践方面提供借鉴意义。

【关键词】大修；深度滑参数停机；运行优化

0 引言

随着汽轮机向高参数大容量方向发展，机体的热容大而且保温良好，停机后机体自然冷却很慢，而汽轮机停机检修时汽缸最高金属温度降到150℃下方可开工。若检修工作不能及时开工，势必增加了停机时间，降低了设备利用率。由于600MW机组容量大，缩短机组的检修对于提高发电量、增加经济效益有重要意义。因此就需要在机组大修停机时选择合理、经济的停机方式，降低机组整体温度水平，缩短机组的检修的时间，提高经济效益。尤其是在没有安装汽轮机快速冷却装置的机组，汽轮机停机方法的运行优化尤为重要。

宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司的2x600MW的亚临界空冷燃煤机组，为东方汽轮机厂引进日立技术生产的亚临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，型号为NZK600-16.7-538/538，汽轮机出厂时未安装快速冷却装置。两台机组在2013年、2014年分别进行了A级检修工作，6号机组于2013年8月3日18：00打闸停机，8月10日停运盘车。5号机于2014年5月10日17：48打闸停机，5月16日停运盘车。通过对停机方式和停机过程的运行优化，机组均实现了停机后一周内停运盘车、油系统的目标，保证了机组大修中汽轮机揭缸、通流部分改造等工作的如期开工。同时结合历次的启停机经验，对停机过程中的公用的水汽、厂用电系统等进行优化实践，产生了显著的经济效益。

1 停机过程中的运行优化

1.1 深度滑参数停机，降低机组停运时的整体温度水平

汽轮机厂商给出的滑参数停机曲线规定打闸时的主再热蒸汽参数为：主蒸汽8.62MPa/400℃、再热蒸汽0.5MPa/325℃，如果按照正常滑参数停机方法，汽缸金属温度下降速度以不超过1℃/h的规定，则在汽轮机打闸后需要经过240小时方可停运停运盘车和油系统等，严重制约了汽轮机本体检修工作的展开。有鉴于此，在此基础上将原滑参数停机曲线的打闸停机时的主再热蒸汽参数进行深度优化，在保证汽轮机缸体冷却、收缩变形、热应力变化稳定的同时，通过降低主、再汽参数控制汽轮机膨胀系统各参数在合理的范围内将汽轮机金属温度降到目标值水平，保证汽轮机本体检修尽早开工，缩短机组停运检修的时间，实现经济效益最大化。

表1 滑停过程中不同负荷下对应参数

机组停机前，制定了深度滑参数停机的技术措施和合理的停机计划，明确停机过程中主再热蒸汽参数变化率的控制标准： 主再热汽温降温速度<1℃/min、主再热汽压降压速度：<0.1MPa/分钟、负荷下降速度：<9MW/min、汽缸金属温降率≤1℃/分钟、汽温每下降≤30℃左右时，应稳定30分钟后再降温、过热、再热蒸汽过热度至少>56℃，高压缸排汽过热度大于20℃、上、下缸温差小于35℃等一些要求，在机组打闸前要求将主再热蒸汽降至2.0MPa、汽温降至300℃，使汽轮机打闸前缸温能下降至290℃。通过采取以上措施，并指导运行人员结合仿真机开展实际操作演练，熟悉深度滑参数停机的各项操作要点和注意事项，保证深度滑参数停机过程中汽轮机缸温差、胀差、汽包壁温差等重要参数均控制在安全范围之内，达到了有效缩短大修停机后至缸温下降到150℃具备停运盘车所用时间的目的，在2013年6号机大修停机和2014年5号机大修停机后到盘车具备停运所用的时间分别为160小时和153小时。

1.2 充分利用锅炉等离子助燃，锅炉低负荷少油或无油助燃，停机不停炉

锅炉A层制粉系统的等离子点火装置自机组调试起开始使用，多次验证机组启停过程可以做到完全不需要投油，故在每次机组停机前对A层等离子装置运行情况认真检查，保证可靠备用，同时机组停运前调整锅炉配煤方式，保证下层A、B、C制粉系统相应的煤仓配上高热值、高挥发份煤，结合等离子点火助燃燃烧稳定的特点，随着锅炉降负荷时投入等离子拉弧助燃，可实现锅炉的无油启停机，节约了停机过程使用的燃油成本。同时结合等离子点火助燃燃烧稳定的特点，在汽轮机打闸后锅炉不灭火，投入高低压旁路，锅炉采用A磨煤机等离子运行方式不熄火，汽轮机不破坏真空，通过高、低压旁路系统进行降温降压，以进一步稳定、均匀地降低锅炉受热面金属温度，有效提前锅炉受热面检修开工的工作时间。

1.3 合理利用汽动给水泵，无电泵停机

停机过程中合理使用汽动给水泵，电动给水泵在停机过程中全程备用，节约厂用电。机组设计为30%的电泵容量，常规停机时考虑到低负荷时汽动给水泵的工作汽源四段抽汽参数较低，不能保证机组停机过程的正常使用，故在负荷降至150MW 时就启动电泵与汽泵并列运行。经过历次的启停机的实际操作经验，规定在深度滑参数停机时当机组减负荷至300MW，投入一台汽泵的辅助调试汽源（来自邻机供汽），停运另一台汽泵，再继续减负荷直至机组打闸，停机的全过程中保持电动给水泵全厂备用。通过采用此项措施，在深度滑参数停机过程中可减少电泵运行时间约2小时，节约厂用电6400千瓦时。

1.4 大胆停运开式水泵，节约厂用电

结合本厂开式水系统的实际运行情况，仔细研究、大胆尝试，在机组运行时开启开式水泵的旁路门，停运两台开式水泵，并将其出口开启，利用辅机循环水的压头直接冷却开式水系统的各用户，实践开式水系统的各用户温升均满足要求，此项措施在停机检修过程中实施，停机过程可节约厂用电2520千瓦时，节能效果显著。

2 停机后的运行优化

2.1 合理倒换公用负荷，节约外购电

合理倒换公用系统负荷，减少检修期间的外购电量。当单台机组需要停机检修时，全厂的公用系统如检修、照明、综合水、输煤、化水、除灰、厂前区等仍然需要保持连续运行，由于停机后厂用电源需要切换至启备变，因此需要在机组停运后，根据各公用段的负荷情况进行系统倒换，将停运机组的检修、照明、综合水、输煤、化水、除灰、厂前区等母线上所带的负荷倒空，通过公用段母线的母线联络开关将两台机组的两段母线倒换至并列运行方式，利用运行机组的厂用电提供全厂的公用系统负荷，以节约单台机组停机检修期间的外购电量。采取此项措施后，可有效减少单台机组停机检修期间的外购电量约18000千瓦时。

2.2 厂用母线互为联络，节约大修停机的外购电

当单台机组停机A级检修期间，停运机组的汽机、锅炉、脱硫等重要系统的保安电源需保持连续运行，由于机组大修历时时间比较长，可以考虑将此类负荷通过厂用母线的联络方式倒换至运行机组提供。经过历年的运行数据积累和经验总结，在两台机组的6KV A段母线间设置联络开关，正常运行时两台机组的6KV A段母线联络开关及母线均保持冷备用，当单台停运机组的6kV A段母线负荷倒空后，可通过相邻机组的6kV母线联络方式维持停运机组的单段6kV母线运行，可节约单台机组停运期间的外购电量。

2.3 优化闭式水系统，提前停运

优化闭水系统的结构，使单台机组停运后全厂闭式水系统实现环网运行。机组停运后及时安排进行系统倒运，尽早停运闭式水系统，节约启备变外购电量，保证检修工作提前开工。由于机组停运后厂用电取自启备变外购电源，厂用电的大量使用势必增加外购电量，因此在机组停运后及时将公用系统尤其是空压机的冷却水倒至相邻机组带，在凝泵、给水泵、炉侧风机等重要的辅机停运后可立即停运闭式水系统。

2.4 汽机冷油器加装临时冷却水源，系统灵活倒换

我公司的辅机循环冷却水系统设计为3台辅机循环水泵，正常情况下为两运一备，辅机循环冷却水为机组的开式循环水和小机循环水等提供冷却水源。在机组停运后，机炉侧重要辅机停运后，由于汽轮机润滑油系统保持需保持连续运行，为保持润滑油温正常，开式水及辅机循环水均不能停运。

所以在单台机组停运时，可将邻机的辅机循环水联络门节流，提供停运机组的辅机冷却水。但是当两台机组全停时，就需要长时间的维持辅机循环水泵运行，直至汽轮机润滑油系统停运，大大增加了停机后所需的外购电量。有鉴于此，考虑在汽轮机润滑油冷却器加装临时冷却水源，机组停运后投入润滑油冷却器的临时冷却水，维持停机后的润滑油温度不超过45℃，为开式水、辅机循环水系统的提前停运提供了条件，有效节约外购电量。在对润滑油冷却器的运行数据进行分析和实践经验总结的基础上，决定在汽轮机润滑油冷却器的冷却水管上加装服务水源，临时冷却水升温后排入附近的精处理废水池。由于全厂服务水系统整体系统庞大，且为良好的高压、低温水源，在实际投入的检验时停机后润滑油冷却器冷却所需的冷却水量不大，对服务水系统的整体压力稳定基本没有影响，不影响服务水系统的稳定运行，符合使用条件。当机组停运后，提前停运辅机循环水泵，可减少循环水泵运行时间约150小时，节约外购电量135000千瓦时。

3 结论

通过机组停运时的运行优化与检修相结合，不仅缩短了机组检修工作的工期，而且在节能方面也做了贡献，经过实践，我公司的两台机组的A级检修在进行了汽轮机汽封改造、汽轮机通流部分清洗、锅炉受热面改造、空预器更换等工作后，高效地完成了机组的A级检修工作。

[责任编辑：杨玉洁]