900MW机组汽泵启动方式优化

郭衍雯上海外高桥第二发电有限责任公司

900MW机组汽泵启动方式优化

郭衍雯
上海外高桥第二发电有限责任公司

介绍了上海外高桥第二发电有限责任公司2×900 MW 超临界进口燃煤发电机组，机组冷态启动时采用汽动给水泵启动方式优化，停用电泵节约厂用电，冷再蒸汽作启动汽源缩短启动时间，方案的确立、实施以及实施前后节能效果对比。

超临界机组；汽泵启动；节能降耗

上海外高桥第二发电有限责任公司2×900 MW超临界进口燃煤发电机组，是国内首次引进建设的百万千瓦等级机组。近年来，公司致力于节能降耗、环保减排工作，大胆谨慎挖潜、开拓思路攻坚、敢为人先探索，实现了机组运行优化、环保经济运行、碳排放交易的新突破，环保排放指标均大大优于超低排放国标，处于世界最低水平。

给水系统主要设备包括两台50%汽动给水泵及其前置泵，驱动小汽轮机，一台40%电动给水泵及其驱动电动机，电动给水泵的前置泵。小汽轮机采用多汽源供汽的方式，使得小机具有比较灵活的启动和运行方式。设置了高压、低压两套独立的配汽机构，能在主机低负荷运行时自动进行切换。当主机高负荷正常运行时，给水泵汽轮机以五级抽汽为工作汽源；主机低压运行时，由于低压汽源参数随主机负荷的降低而降低，当负荷下降到额定负荷的40%及以下时，低压蒸汽已经不能满足主给水泵功耗的需要，此时采用冷再蒸汽作为小汽轮机的补充汽源或独立工作汽源。

1 汽泵启动的方式分析

机组启动时，开电泵锅炉上水，第一台小汽轮机由辅汽暖机并作启动汽源冲转，第二台小汽轮机用五抽作启动汽源冲转，启动成功后停用电泵。这种启动方式从机组投产开始延续至今，启动时间长，能量损耗大。首先，电给水泵的开启时间很长，厂用电消耗很大。其次，五抽蒸汽符合小机暖机启动条件要求的负荷较高，进一步增加了电泵开启时间，且延长了机组的启动时间。

从小汽轮机的数字调节原理图（图1）中可以得知，调节小汽轮机进汽的阀门开度，由主小选模块的输出信号给出指令。

图1 小汽轮机的数字调节原理图

参与主小选模块比较的信号有：

（1）转速控制模块输出转速信号；

（2）蒸汽压力控制模块输出压力信号；

（3）温度控制模块输出蒸汽温度信号；

（4）油温度设定信号；

（5）小汽轮机暖机压力信号；

（6）暖机压力限值信号。

分析小汽机冲转原理得出，只要小汽轮机的三种进汽中的任意一种汽源，符合冲转条件，理论上都可以作为小汽轮机的冲转汽源。其中，辅汽和五抽蒸汽已经作为设计启动汽源在实际中得到运用，而冷再蒸汽作为小机的多汽源之一，管道铺设等硬件条件已经具备，只需在逻辑中加以完善，理顺汽泵启动走步的逻辑关系，便有可能作为启动汽源使用。

经过分析和筛选，汽泵启动方式优化主要有两个方向：

（1）减少启动时电泵的开启时间，节约厂用电；

（2）用冷再蒸汽做汽泵启动汽源，缩短启动时间。

2 优化方案的确定与实施

公司从2015年开始尝试停用电泵上水，改用第一台汽泵辅汽冲转启动后上水，电泵只在紧急情况下开启。但在理论上，不开电泵的启动时间会比较长，实际情况中启动时间延长并不明显。

2016年开始尝试探索汽泵的冷再启动方案。用冷再蒸汽做汽泵启动汽源的实施方案中涉及到的热力学参数，如冲转时的所需的蒸汽温度、压力，同时期三种小汽轮机汽源的温度压力值，主汽阀金属温度，汽缸上下温差和升温速度等需要通过热态试验来确定。另外，启动逻辑涉及的三方控制系统之间的步序和走步条件的调整也需要通过试验来确定。

2016年3月11日20：00，5号机组调停前，停用汽泵5 A，进行5号机汽泵冷再冲转试验，尝试不用五抽和辅汽，仅利用本机冷再对其中一台汽泵进行冲转至3 065 r/min后并入系统的能力，以确定在TXP中实现冷再启动汽泵的具体实施方案。

2.1 试验步骤

（1）5号机负荷降至400 MW，先将一台汽泵的汽源由五抽切至辅汽（切换前汽泵辅汽管道必须暖管）；

（2）将电泵联锁退出，程控停用另一台汽泵；

（3）将停用汽泵的五抽进汽门手动关闭并LOCK；

（4）在DEH中对停用汽泵状态进行复置，“WARM UP WITH CRV”模块切至“1”状态，在DCS中对停用汽泵进行SGC程控走步，观察走步情况；

（5）汽泵冷再调压门原设计控制汽泵进汽压力为0.4 MPa，建议将其定值提高至0.8 MPa，避免冲转升速过程中进汽压力下跌过低；

（6）汽泵冲转至3 065 r/min后将转速自动切至手动，避免汽泵并入系统；

（7）开启该汽泵五抽进汽门，将汽泵冷再调压门设定值降低至低于五抽压力，观察汽泵汽源由冷再自动切至五抽，冷再调压门逐渐关至0；

（8）汽源切换正常后停用该汽泵，试验结束。

由于前期做了充分的准备工作，冷再启动试验一次成功，经发电部、设备部认可后，确立实施方案。

2.2 实施方案

（1）冲转前，warm up SLC（10XAY11EE009）至“ON”位置投入；

（2）DCS侧启动信号发出，SGC开始走步；

（3）启动SGC中（汽泵5A：10XAC11EC001/汽泵5A：10XAC12EC001），step 3、step 13增加冷再冲转满足条件CRH SUP BFPT为正常走步条件。该条件从DCS侧来，汽泵5A取信号10LBC00EU001XV32，汽泵5B取信号10LBC00EU002 XV32；

（4）避免冲转过程中，冷再减温水喷入，step 10中取消开冷再减温水隔离门的指令，但仍保留超温开减温水门的所有逻辑及功能。

随后利用检修机会，根据试验确定的实施方案，进行了5号机组小机5A/5B冷再启动方式相关逻辑更改。

2.3 冷再启动汽泵

2016年6月20日5号机启动，启用全新的冷再启动汽泵方式。

（1）第一台汽泵用辅汽冲转方式方法均不变；

（2）第二台汽泵待主蒸汽流量达到116 kg/ s（一般在机组并网前即达到）冷再汽泵总门自动开足后即采用冷再汽进行冲转，升至3 065 r/min后切除转速自动不并入系统待用；

（3）当第一台汽泵控制方式由压力控制切换到流量控制后，给水自动投入正常后将第二台汽泵转速自动投入，观察其自动并入系统；

（4）随着负荷上升五抽压力上升第二台汽泵汽源自动由冷再切换至五抽，观察冷再调压门逐步关至0；

（5）将第一台汽泵的汽源由辅汽切至五抽。

启动过程顺利，参数控制准确，逻辑走步正常，启动时间缩短，决定在6号机组推广。

2016年6月27日，6号机组调停。期间，修改6号机组汽泵6A/6B冷再启动汽泵方式相关逻辑。

2016年7月4日，6号机组启动，新汽泵启动方式再次得到验证。

2016年8月9日，5号机组跳闸，双给水泵运行的情况下，冷再减温水隔离门、冷再减温水调节门正常开启，参与小汽轮机温度调节。

3 结语

优化方案实施前后数据对比，以5号机为例。

采用开电泵启动时，每次冷态启动电泵的平均开启时间为902 min，从汽轮机全速运行到第二台汽泵并入的平均耗时为325 min，停开电泵启动时电泵的平均开启时间为0 min。停开电泵后，采用五抽蒸汽启动第二台汽泵时，从汽轮机全速运行到第二台汽泵并入的平均耗时为183 min，采用冷再蒸汽启动第二台汽泵时，平均耗时147 min。汽泵启动方式的两次优化效果达到预期，既节约了大量的厂用电，又缩短了机组的启动时间。

节能信息与动态

普陀区召开重点用能企业计量认证核查会议

近日，普陀区商务委组织召开2017年度重点用能企业计量认证核查会议，会上普陀区市场监管局对本区重点用能单位能源计量审查工作进行了布置，区商务委结合产业发展，围绕区政府中心工作，对相关节能政策进行了宣讲。

（朱春香）

Starting Mode Optim ization of Steam Pumpat 900 MW Unit

Guo Yanwen
Shanghai Waigaoqiao No.2 Power Generation Limited Company

The article introduces 2×900 MW super critical im ported coal-fired power generators at Shanghai waigaoqiao No.2 power generation lim ited company. Unit applies steam driven feed water pump instead of electric pump to start up optim ization mode when unit is cold. It not only saves electric power but a lso reduces starting up tim e with steam d riven pum p. The author puts forward so lution design and analyzes energy saving benefit before and after implementation.

Super Critica l Unit, Steam Pum p Starting up, Energy Saving and Consum p tion Reduction

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.07.012

郭衍雯（1982-），女，本科，工程师，从事发电厂热控工作。