600 MW超临界机组无炉水循环泵热态启动分析

李学伟，王春芳

(1，国电科学技术研究院北京分院，北京100081;2，中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司，湖南长沙410007)

600 MW超临界机组无炉水循环泵热态启动分析

李学伟1，王春芳2

(1，国电科学技术研究院北京分院，北京100081;2，中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司，湖南长沙410007)

国电费县发电有限公司1号600MW超临界机组锅炉在热态启动过程中，发现炉水泵电机轴承磨损导致马达故障，不能参与机组正常启动，为此尝试了无炉水循环泵热态启动方案。通过分析启动过程中存在的危险点，提出了运行控制注意事项及调整要点，在机组启动过程中优化控制锅炉给水流量、风量、燃料等参数及启动速度，成功实现了600MW超临界锅炉无炉水循环泵热态启动。

超临界;热态启动;无炉水循环泵;调整控制

1 概述

大容量超(超)临界机组具有运行经济性高、负荷适应能力强的特点，是我国大型火力发电机组的主要发展方向。600MW及以上的超(超)临界机组设置启动系统，其主要目的是在锅炉启动、低负荷运行及停炉过程中，通过启动系统建立并维持炉膛内的最小流量，以保持水冷壁水动力稳定和传热不发生恶化，特别是防止发生亚临界压力下的偏离核态沸腾和超临界压力下的类膜态沸腾现象，保护炉膛水冷壁，同时满足机组启动及低负荷运行的要求。

炉水循环泵是强制循环直流锅炉启动系统中最重要的设备之一，为锅炉的湿态运行提供了循环动力和水冷壁最小流量，并加速锅炉的水循环。2012年8月31日，国电费县发电有限公司在1机组热态启动时，发现炉水泵电机轴承磨损导致马达腔室温度高需返厂检修，因检修周期最快要15d左右，极大影响了机组发电量和电厂经济效益，经过探讨论证决定采用无炉水泵的启动方式。该启动方式主要风险是启动阶段锅炉无法回收热量，给水流量较低，若控制不当易造成水冷壁超温，从而发生水冷壁大面积爆管;因锅炉外排水量大存在机组补水量偏大的缺点，在启动过程中，为达到汽机冲转参数，需投入更多的燃料量，这样又会使屏过、高过超温;同时在分离器和贮水箱压力较高时，开启大小溢流阀排放，会使疏水扩容器超压，危及设备和人身安全。

2 技术要求

费县公司2×600MW锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置。1号机组启动规定:机组负荷在120MW以下时省煤器入口流量低于300t/h延时15s手动停炉;机组负荷在120MW以上时省煤器入口流量低于486t/h延时15s手动停炉，在锅炉干湿态转换完毕后及时恢复给水流量保护;湿态时为保持锅炉分离器水位稳定将锅炉贮水箱冲洗水管路电动门控制方式改为点动便于精细调整，锅炉疏水扩容器排水槽减温水增用消防水，排水槽加装排水泵，并安排专人监视排水槽水位和排污泵的运行状况;化学要备除盐水3000t以上，且制水装置可满足机组启动期间的用水要求。

3 运行注意事项

3.1 点火初期燃料和给水量的控制

点火初期入炉燃料量的控制应根据不同的启动工况进行调整，冷态启动时多一些，热态和极热态少一些，但控制的原则是入炉燃料进入炉膛燃烧时，其热值的80%应消耗在水冷壁对炉水的加热中，20%应消耗在过热器系统的加热中。

建议采取的措施:热态启动燃料量不能投入过多，省煤器入口流量不能过大，应根据水冷壁壁温进行调整，当螺旋水冷壁的壁温下降至对应压力下的饱和温度时应减少给水量，并适当增加燃料量。

3.2 汽机高低压旁路和减温水的调整控制

启动过程中高、低压旁路的调整，是对燃料量与给水量配合调整的方法。在过热器出现超温时，应开大高低压旁路，降低系统压力，使蒸发受热面的产汽量增加，进入过热器的蒸汽量增加，使过热器受热面得到冷却，从而消除超温的现象。但这些调整方法是一种辅助调整手段，只有在燃料量与给水量偏差不大时使用，否则会带来燃烧恶化。在汽机冲转和并网带初始负荷时，若出现屏过超温的现象，经燃料、给水和风量调整无效时，可强制锅炉过热器一级减温水A/B侧电动门及调阀为“允许开”，投用一级减温水，消除屏过的超温现象，但减温水量和投用时间一定要加以控制，一般采用短时点喷的方式，且最多单侧不超过15t/h，再热器一、二级和过热器二级减温水原则上仍按规程规定执行。

3.3 一、二次风量的调整

无炉水泵启动只是汽水系统启动方式的改变，原则上对风烟系统无影响，但风烟系统参与调整可起到辅助作用。一次风量和一次风速，在着火稳定的前提下应调整比正常工况下高一些，建议在28m/s左右，使燃烧器的着火尽可能远离喷嘴，防止燃烧器四周水冷壁的超温现象发生。在燃料量与给水量偏差不大时，二次风在启动时可以参与对辐射和对流放热份额的调整，以调整汽水系统各受热面的吸热平衡，同样这是一种辅助调整手段，不能当成主要手段来使用，否则会带来燃烧恶化。

3.4 无炉水泵热态启动调整要点

无炉水泵热态启动调整要点:启动初期严格监视各汽水沿程汽水温度、管壁温度;严格控制锅炉贮水箱及分离器水位;炉水回收时，严密监视凝水温度，当凝水温度≥45℃，将疏水扩容器疏水倒至排水槽;严格控制锅炉燃料量和燃烧率，保证锅炉升温升压率稳定，避免温度、压力升降波动;机组并网前，一旦发生参数超限、受热面沿程管壁温度超温、升温升压率不匹配且调整无效时，锅炉手动打闸，吹扫后闷炉，直至各项工况参数正常后，重新点火启动、升温升压;机组并网后，在各受热面壁温不超限的情况下尽可能提高分离器出口温度的过热度以减少炉水排放，但要注意保持湿态运行工况;提前进行锅炉干湿态转化，约150MW负荷时，保持主汽压12MPa左右，锅炉进行干湿态转换，干湿态转换结束，锅炉无炉水泵热态启动操作结束。

4 结语

费县公司1号机组无炉水泵热态启动比正常启动过程延长2～3h，多消耗除盐水1500～2000t。实践证明只要精细调整、谨慎操作，严格执行运行规程，通过控制启动速度，适当优化调整锅炉给水流量、水冷壁温度、风量、燃料量等参数完全能够实现机组的正常安全启动。

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Analysis of hot start without boiler water circulation pump

During the 600MW supercritical units hot startup process，it is found that the furnace water pump motor bearing wear to the motor chamber temperature is high，and can not participate in the unit normal start in China Guodian Feixian Power Generation Co.Ltd.A bold attempt is tried which is to hot start boiler without circulating pump program.Through the analysis of dangerous points exist in the starting process，the matters needing attention and the adjustment of operation control points are put forward.Through the optimization control of boiler feedwater flow，air flow，fuel and other parameters and startup speed of the unit，the 600MW supercritical unit without boiler circulating pump hot start is successfully implementated.

Supercritical;hot start;without boiler water circulation pump;adjustment control

TM621.2

B

1674－8069(2016)02－058－02

2015-10-26;

2015-12-21

李学伟(1977-)，男，山东泰安人，工程师，从事火电厂生产指标汇总与分析工作。E－mail:lxwlhm@163.com