300MW循环流化床机组启动上水方式优化与应用

冯庆昌

【摘 要】某发电企业300MW循环流化床机组启动过程应用电泵方式上水使得机组启动过程中的成本高，经济效益差。在应用汽动给水泵前置泵及汽动给水泵组上水后，有效降低了机组启动成本，经济效益得到提高，因此，通过汽动给水泵替代电动给水泵启动方式具有很好的应用价值。

【关键词】300MW；循环流化床机组；启动过程；上水方式

0 引言

某发电企业#5、6循环流化床机组以往启动时均采用电动给水泵上水，上水至锅炉点火水位一般需要4个小时，从锅炉点火后升温升压至并网带40%负荷，再切换至汽动给水泵供水，一般需要13小时左右，此期间內一直都由电动给水泵供水，因此使得机组启动时辅机耗电量较大。

如在锅炉点火前上水及点火后供水能降低电泵使用时间，甚至实现机组启动过程中全程无电动给水泵运行，则可大大降低辅机耗电量，提高启动经济性。

1 可行性分析

采用汽动给水泵替代电动给水泵运行，实质上就是用蒸汽热能代替电能，从能源转换效率看，我国能源利用效率约为33%，电动给水泵作为终端用户，每节省1kW·h的电能就相当于节约3kW·h（折合热能3600KJ）数量的一次能源（蒸汽热能），因此，采用汽动给水泵替代电动给水泵运行，可以显著提高经济性。

#5、6机组各配置两台50%BMCR容量汽动给水泵和一台50%BMCR容量电动给水泵，正常情况下，两台汽动给水泵并列运行，电动给水泵在机组启动和停机及在低负荷时使用，或机组运行中当汽动给水泵故障时作联动备用使用。

#5、6机组配置的两台汽动给水泵汽源一般由本机四段抽汽或辅汽联箱供，而辅汽联箱的汽源可以分别由本机四段抽汽或、再热冷段、主蒸汽或启动锅炉供，两台机组的辅汽联箱可以互为备用。因此，从汽源上考虑，在开机过程中，四段抽汽不足甚至没有，汽动给水泵还可以采用汽源来自邻机或启动锅炉的辅汽联箱供而正常运行。

2 优化上水方案及操作要点

当机组在开机过程中，汽动给水泵替代电动给水泵运行是可行的，具体方案及要点如下：

（1）锅炉点火前采用汽动给水泵的前置泵（以下简称“汽前泵”）代替电动给水泵向锅炉上水。该厂#5、6机组的汽动给水泵系统均配备有前置泵系统，前置泵由一台380V电机驱动，电机额定电流为196.4A，出口压力能达到为0.75MPa。锅炉侧汽包高度约为54米，此高度需要约0.5MPa压差即可实现上水，因此汽前泵的出力可以满足锅炉的上水条件。

（2）锅炉点火起压后采用汽动给水泵代替电动给水泵向锅炉供水。汽包压力在达到0.2MPa之前，汽前泵都可以给锅炉补水。锅炉起压前，汽机提前抽真空，送轴封（冷态启动）。汽机真空建立以后，可以启动辅助蒸汽联箱供给的一台小汽轮机备用，并根据锅炉需要投入使用。

（3）水位调节需要保持以下的要点。第一，保证汽动给水泵的运行正常。机组启动过程由单一的汽动给水泵向炉供水（电动冷备用状态）。因此要保证汽动给水泵的汽源压力、温度、流量；本次启动使用邻机辅汽联箱汽源（四段抽汽、再热冷段），辅汽联箱蒸汽压力流量视邻机负荷情况，应提前暖好再热冷段至辅汽联箱管道备用。本次邻机负荷180MW，随着给水流量增大、汽泵出力增加、除氧器水温下降，邻机四段抽汽供辅汽出力不够，总结得，应尽早投入邻机再热冷段供辅汽联箱。第二，汽动给水泵的调节。在调节汽泵时，注意调门开度，汽源压力是否足够；投入遥控后应注意汽泵转速不低于3100 r/min。第三，专人操作，加强联系。

3 优化上水方案的应用

2016年11月06日，#6机组采用汽动给水泵成功滑参数启动，整个过程中，汽包水位平稳，并无大幅度波动。

（1）2016年11月06日#6机整组启动，汽机高压内下缸温230℃，本次开机过程按要求利用汽动给水泵向锅炉供水，电动给水泵冷备用状态。汽动给水泵汽源来自#5机辅汽联箱（四段抽汽、再热冷段）。

（2）锅炉点着火初期，汽包水位在点火水位，仍不需向炉上水，汽动给水泵未冲转。

（3）锅炉汽包压力0.7MPa，汽机已送轴封、抽真空﹣85kPa。开始冲转#2小机至900r/min，汽动给水泵出口压力1.42MPa，此时汽动给水泵再循环门全开，给水压力与汽包压力差达0.7 MPa，小机低速暖机中，可以根据汽包水，小机转速不变，调整给水旁路调节门向锅炉适当上水。

（4）锅炉汽包压力1.2MPa，冲转#2小机至1800r/min，小机中速暖机，汽动给水泵出口压力3.5MPa，汽动给水泵再循环门全开， 可以根据汽包水位，小机转速不变，调整给水旁路调节门向锅炉适当上水。

（5）锅炉汽包压力1.86MPa，开始冲转#2小机至3050r/min，汽动给水泵出口压力8.7MPa，汽动给水泵可投入遥控。此时锅炉调节汽包水位时，要注意小机转速，适当提高小机转速利用给水旁路调节阀进行调整给水流量，防止汽动给水泵退出自动遥控。

4 优化上水方案产生的效益

（1）锅炉上水至点火水位按4小时计算：

汽前泵上水一次的用电量为：W=×0.38×113×0.89×4=265（kW·h）（113A为汽前泵上水时的平均电流）。电动给水泵上水的耗电量为：W=×6×146×0.916×4=5559（kW·h）（146A为电动给水泵上水时的平均电流）。汽前泵代替电动给水泵上水每次可节省费用为：5294kW·h×0.5086元/kW·h=2693元，据统计2016年该厂#5、6机组启动14次，年节省费用约为：3.77万元。下表1为两种上水方式的比较：

（2）锅炉上水完毕，点火升温升压至40%负荷时，一般需要13小时，如用电动给水泵需要耗电量为：W=×6×230×0.916×13=28462（kW·h）（230A为电动给水泵平均运行电流），用汽动给水泵耗电量为：W=×0.38×155×0.89×13=1180（kW·h）（155A为汽前泵平均电流），汽动给水泵代替电动给水泵向锅炉供水每次可节省费用为：（28462-1180）kW·h×0.5086元/kW·h=13876元，该方案需有单机运行才能执行，据统计2016年该厂#5、6机组单机运行启动次数为10次，年节省费用约为13.9万元，如下表2：

由表1、2可得该厂2016年#5、6机组执行汽前泵代替电动给水泵向锅炉上水和汽动给水泵代替电动给水泵向锅炉供水可节省的费用为：3.77万元+13.9万元=17.7万元。

5 结论

300MW循环流化床机组启动过程对上水方式进行优化，并注意在应用中的操作技巧、进行水位调节有效性的协调控制，全面的提高了300MW循环流化床机组启动过程上水质量和应用水平，产生了较高的经济效益，实现了很好应用价值。

【参考文献】

[1]林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安：西安交通大学出版社，1994.

[2]刘爱忠.汽轮机设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2003.

[责任编辑：张涛]endprint