浅谈650MW超临界直流锅炉停机中不使用电泵的可行性

宋波

【摘 要】 华润电力常熟有限公司选用为内置启动分离系统的的超临界直流锅炉，给水泵做为汽水循环的动力源头，在机组运行中起到非常重要的作用。目前在机组启动中，通过切换小机的汽源，保证汽泵组的运行，可实现整个过程中不使用电泵。为此探求我厂停机过程中不使用电泵的可行性，在启停机过程中的节能具有极大的意义。结合我厂的系统状况，调整运行方式，不用电动给水泵停机的方式是可行的。

【关键词】 超临界锅炉 机组停运 汽动给水泵 电动给水泵 汽源切换 给水调整

1 概述

我厂锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG1980/25.4-YM1型锅炉，启动分离器系统为内置式。机组共配备两台50%容量的汽动给水泵及一台35%容量的电动给水泵，正常运行中，机组负荷运行区间为50%-100%额定负荷，期间均使用两台汽泵并列运行，电动给水泵做为备用，汽动给水泵由两台小汽机进行驱动，小汽机汽源共有两路，一是本机四抽供汽，二是临机辅汽供汽，当汽泵出现跳闸时电动给水泵联启或单台汽泵故障需退出检修时，机组保持一电一汽运行，机组最大出力达500MW。

2 目的

电动给水泵运行中功率较大，运行时会消耗过多的电能。电动给水泵耗电量约占全部厂用电量的40%左右，采用汽动给水泵后，可以减少机组厂用电，使整个机组向外多供3%～4%的电量，采用小汽轮机带动给水泵同时可提高系统热效率约0.2%～0.6%。在机组启动中，在汽泵无缺陷的情况下，可以实现不使用电动给水泵，在本机四抽不具备供汽的的情况下，小机使用临机辅汽汽源，由此来节约机组启动期间的厂用电。因此探求停机过程中不使用电动给水泵的运行方式。

3 现状

机组滑停过程中，在负荷降至300MW—360MW期间，启动电动给水泵运行，并入系统，退出一台汽泵运行。利用一电一汽继续进行机组降负荷，完成锅炉干态转湿态，机组负荷降至180—200MW时，锅炉给水切至旁路运行，退出另外一台运行汽泵，电动给水泵单独运行。过程中汽泵的汽源不进行切换，使用本机四抽，在一电一汽运行期间，本机四抽蒸汽能够满足机组减负荷期间滑停的要求。

单独电动给水泵运行期间，可使用电动给水泵转速进行调节给水，也可通过电动给水泵定速，锅炉上水旁路阀进行给水流量控制的方式，但电动给水泵运行转速降至3000r/min时，泵出口压力约10-12MPa，此时如继续降低电动给水泵转速，可能会导致电动给水泵转速过低，润滑油压偏低引起电动给水泵液力偶合器轴承温度上涨，因此一般采用给水旁路调节给水量的方式进行操作。

一般情况下，如不进行原煤仓烧空的方式停机，一般电动给水泵使用的时间约为2-3小时；如进行原煤仓烧空，且原煤仓煤量加配不合适的情况，则电动给水泵运行时间将大大增加。

4 可行性分析

机组启动过程中，使用临机辅汽做为小机的工作汽源，单台汽泵可带负荷至锅炉干湿态转换完成，因锅炉干湿态转换过程中给水量大于对应负荷下的蒸汽量，处于给水过调状态，且当锅炉燃料持续增加，锅炉蒸汽压力上升速度较快，单台汽泵运行时给水量增加速度受限，采用负荷达200MW—220MW期间将另一台的汽动给水泵或电动给水泵并入系统。

小机CCS投入后，稳定的运行转速在3000r/min，此时对应的泵出口压力为13MPa左右，按汽机滑压曲线考虑，机组负荷180MW前运行在定压区，机侧主蒸汽压力8.73MPa，考虑锅炉管道阻力和锅炉上水调阀的节流作用，加上汽机侧管道阻力损失，对应的锅炉分离器出口蒸汽压力约11MPa，此时对应的汽动给水泵转速约为3700r/min。处于小机的稳定运行转速区间。因此在机组负荷180MW以下运行时，汽动给水泵的转速满足机组停运的要求。小机转速降至3050-3100r/min后，采用小机定速，利用锅炉上水旁路调阀调节给水的运行方式。

机组负荷300MW时，对应的锅炉分离器主汽压力约为16MPa，此时给水已切至主路运行，汽动给水泵运行压力约为18MPa，运行转速4200r/min。此时本机四抽蒸汽压力约0.6MPa，小机低压调阀开度40%左右，因此此负荷段，汽动给水泵满足给水调整的要求。

在停机过程中，汽机侧主蒸汽压力采用设置负偏置的方式进行滑参数，因此对应的锅炉分离器出口压力和给水泵出口压力降低，此操作使得汽动给水泵的运行转速进一步降低，可以缓解低负荷期间小机汽源不够用的情况，对应汽动给水泵的运行是有利的。

为防止两台小机使用同一汽源，在快速进行转速调整期间蒸汽不够的情况，拟采用一台小机使用临机辅汽，另外一台小机使用本机四抽，负荷降至240MW左右，在启动炉水泵之前，将本机四抽带的一台汽动给水泵退出运行，后续的降负荷停机过程使用临机辅汽带的汽动给水泵进行。从机组启动的过程来看，时满足运行要求的。

5 操作步骤

机组滑停过程中，负荷400MW左右，对两台小机的辅汽汽源管道进行暖管。负荷360MW，将其中一台小机进行汽源切换，由本机四抽切换至临机辅汽。操作中，采用就地点动或就地手摇的方式进行，保证切换过程中汽动给水泵转速无较大幅度的波动。机组负荷300MW，将除氧器汽源由本机四抽切换至临机辅汽，尽可能减少四抽蒸汽使用量，保证负荷由300MW减至240MW期间本机四抽供汽的小机能满足调整调整要求，防止出现由于汽源压力过低引起供汽调阀全开的情况出现。机组负荷240MW，启动炉水循环泵运行，锅炉由干态转湿态运行。检查炉水泵出力正常后，确认干态至湿态转换成功，继续降低机组负荷，期间降低本机四抽做为汽源的汽动给水泵转速，同时提高临机辅汽做为汽源的汽动给水泵转速，将汽动给水泵出力进行转移。检查待退出汽动给水泵无出力，水回路切至自身再循环后，继续降低此台汽动给水泵转速至3050r/min，关闭出口电动阀并锁定，然后将此台小机的供汽汽源由本机四抽切换至临机辅汽，做为另外一台汽动给水泵的备用。

使用运行汽动给水泵配合机组滑停过程中的给水调整，机组负荷降至180MW后，锅炉给水调整由主路电动阀切换至旁路调阀，由给水调阀控制锅炉上水量，期间根据锅炉侧蒸汽压力情况同步调整给水泵转速，保证汽动给水泵出口压力大于锅炉侧压力，以保证给水调节的需要。汽动给水泵转速降低至3500r/min后，给水调整中，尽量使用锅炉上水调阀进行控制，当上水调阀无调整余地的情况下，再考虑继续降低汽动给水泵转速配合给水调节。使用本台汽动给水泵完成滑参数至机组解列整个过程的给水调节。机组与系统解列后，锅炉上水调阀关闭，锅炉上水停止，停运炉水循环泵、两台小机打闸停运，关闭临机辅汽至小机供汽电动阀、关闭临机辅汽至除氧器加热蒸汽调阀及电动阀。

6 操作中的注意事项

当小机汽源、除氧器汽源、均切换至临机辅汽后，加上本机轴封汽源也由临机辅汽供给，因此会出现临机工质回流至本机凝汽器，引起凝汽器水位高的情况出现。当凝汽器水位高无法控制时，采用通过凝结水管道5号低加出口管排放阀进行排放。

除氧器汽源切换至临机辅汽前进行供汽管道暖管，并控制除氧器压力无较大幅度波动。汽动给水泵低转速运行期间，注意小机排汽温度的监视，防止出现低转速运行时由于供汽量偏低小机转子冷却不足引起的排汽温度过高的情况发生。汽动给水泵3000r/min关门备用期间注意汽动给水泵运行情况，防止出现流量偏低引起的汽动给水泵组振动情况。

7 结语

停机过程的给水泵组使用方式上，可以看做是机组启动中使用给水泵的反向操作过程。操作中的重点问题是保证汽动给水泵转速运行在可正常调整的区间内，同时保证汽动给水泵组汽源的稳定性，配合锅炉上水调阀的调整，可以实现整个停机过程中的给水调整。从现有的系统状况进行分析，运行中精细控制，在停机过程中不使用电动给水泵的方式是可行的。该方案已在生产实际中进行应用，2016年4月30日及6月2日，2号机组及3号机组停机过程中均使用了仅用汽动给水泵不适用电动给水泵的方案。

参考文献：

[1]杨博.我国火电企业发电能源低效原因及节能建议[J].改革与战略，2011，07.

[2]杨杰，李彦霞，赵学斌，郭洪涛.火电机组节能降耗分析及应对措施[J].电站系统工程，2011，04.

[3]王东禹.火电企业节能过程管理思路探讨[A].2008中国可持续发展论坛论文集（3）[C]，2008.

[4]张皓纯，顾正皓.浙江省火电机组节能综述[J].浙江电力，2004，02.

[5]顾伟飞，樊印龙，钱晓峰，张宝.600MW汽轮发电机组无电动给水泵启动[J].发电设备，2006，05.