600MW燃煤电厂启动锅炉选型设计研究

郑海涛++陈名玉

摘 要：文章主要介绍江西某600MW大型燃煤火力发电厂配置启动锅炉的容量选型计算方法，并得出合理方案。

关键词：燃煤火力发电厂；启动锅炉；容量选型

中图分类号：PM621 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0084-02

Abstract： In this paper， the capacity selection method of 600MW coal-fired power plant in Jiangxi Province is introduced and the reasonable scheme is obtained.

Keywords： coal-fired power plant； start-up boiler； capacity selection

引言

启动锅炉是新建大型火力发电厂不可缺少的辅机设备，是新建电厂第一台机组启动时向辅助蒸汽系统供汽的唯一汽源，它直接影响主機的安全启动[1]。由于启动锅炉运行时间较短，如何合理地选择启动锅炉的容量和蒸汽参数，使其既能满足机组安全启动的要求，又能节约建厂投资是十分重要的。 本文将论述启动锅炉的容量选型计算，并对使用汽动给水泵和汽动引风机对启动锅炉容量的影响以及经济性进行方案比较，推荐配置合理的启动锅炉。

1 主机参数

本工程为新建两台600MW机组，锅炉为上海锅炉厂生产的超超临界参数变压运行、直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、四角切圆燃烧方式，Π型锅炉。

2 系统设计原则

根据《大中型火力发电厂设计规范》（GB50660-2011）及

《火力发电厂启动锅炉系统设计技术导则》（Q/DG 1-J007-2010），启动锅炉宜优先选用燃油或燃气锅炉，对于600MW级机组，非采暖区及过渡区为1×35t/h，采暖区为2×35t/h。

启动锅炉参数宜采用低压参数，压力参数通常为1.30MPa，出口蒸汽温度通常为350℃，用汽点与启动锅炉之间的阻力损失计算按照DL/T5054《火力发电厂汽水管道设计技术规定》。

启动锅炉容量应只考虑启动中必要的蒸汽量，不考虑裕量和汽轮机冲转等调试用汽量、可暂时停用的施工用汽量及非启动用的其他用汽量。启动锅炉系统应力求简单、可靠和运行操作简便，其配套辅机不宜设备用。

启动锅炉宜选用制造厂标准系列中的产品。在条件允许的情况下，可采用制造厂成熟的系统设计及布置方案。

3 启动锅炉容量的选型计算

机组启动必需的主要用汽点为除氧器的启动加热蒸汽、汽轮机的汽封用汽以及等离子点火用汽。本工程给水泵配置方案采用100%汽动给水泵+电动启动给水泵方案，第一台机组投产时不需要启动锅炉向汽动给水泵小机供汽；本工程引风机配置方案推荐采用2×50%汽动引风机+一台40%容量电动启动引风机方案，备选方案采用2×50%电动引风机方案，因此第一台机组投产时也不需要启动锅炉向汽动引风机小机供汽。机组辅助蒸汽系统蒸汽用户用汽量平衡表如下：

4 启动锅炉的系统配置

启动锅炉系统主要设备有：启动锅炉本体、给水泵、送风机、钢制烟囱、水箱及定期排污扩容器。主要设备的选型计算原则如下：

（1）启动锅炉本体： 启动锅炉容量计算只考虑启动中必

需的蒸汽量，不考虑主汽轮机冲转调试用汽量、可暂时停用的施工用汽量及非启动用的其他用汽量。

（2）给水泵：启动锅炉系统给水泵的选择应根据给水系统的阻力值、启动锅炉的出力等因素确定。给水泵采用单台离心泵，给水泵的流量裕量系数为10%，扬程裕量系数为20%。

（3）送风机：启动锅炉系统送风机的选择应根据送风系统的阻力值、启动锅炉燃烧所需的风量等因素确定。送风机采用单台离心风机，送风机的流量裕量系数为10%，压头裕量系数为20%。

5 汽动给水泵对启动锅炉容量的选型影响及经济性比较

给水泵是电站热力系统中的重要设备，对电站的安全性和经济性具有十分重要的影响。本工程已论证了给水泵配置电动启动给水泵方案的合理性和可靠性，同时论证了不设电动给水泵直接采用汽动给水泵启动的可行性。

若不设启动给水泵，则在机组启动时，直接由汽动给水泵启动机组，此时必须由启动锅炉来的辅助蒸汽向给水泵的汽轮机供汽。所需要增加的100%汽动给水泵调试、首台机组冲管及启动蒸汽量大约为10～35t/h，因此本工程启动锅炉容量需暂选定为70t/h。

35t/h容量的启动锅炉每小时耗油量约为2800kg，设备价格大约为260万人民币；70t/h容量的启动锅炉每小时耗油量大约为5700kg，设备价格大约为500万人民币。一台30%BMCR启动电动给水泵的轴功率大约为4200kW，设备价格大约为200万人民币，两台机组共设置一台，设备投资共需200万人民币。现市场0号轻柴油价格约为每吨8250元人民币，厂用电价格为0.32元人民币/度。那么设置电动给水泵所节约的投资见表2：

表2 给水泵不同方案技术经济对比表

从表2可以看出，取消电动给水泵直接由汽动给水泵启动会使启动锅炉容量增大，启动锅炉的投资费用及燃油费用都加大，设置电动给水泵方案可节约投资288.4万人民币，其经济效益显著。本工程推荐采用电动启动给水泵启动方案，对应的启动锅炉容量为35t/h。

6 汽动引风机对启动锅炉容量的选型影响及经济性比较

引风机是电厂中的重要设备，也是电厂中的耗电大户。本工程已论证了引风机的配置方案为两台50%容量汽动引风机+一台40%容量的电动启动引风机的合理性及可靠性。

本工程若引风机启动使用汽动引风机，将会使启动锅炉容量由35t/h增大到50t/h。50t/h的启动锅炉每小时耗油量约为4100kg，设备价格大约为360万人民币；一台40%容量的电动启动引风机轴功率约为3500kW，设备价格约为170万人民币，本期工程两台机组共设置两台，设备投资共需340万人民币。现市场0号轻柴油价格约为8250元人民币/吨，厂用电价格为0.32元人民币/度。根据相似工程的调试方案的相关资料，第一台机组酸洗、冲管、调试及启动所需时间，正常情况下大约140小时左右，由于机组酸洗、冲管、调试及启动过程中，启动锅炉不是全部时间都是满负荷运行，180小时折算为100%满负荷运行时间大约为110小时。那么由于采用电动启动引风机所增加的投资见表3：

表3 引风机不同方案技术经济对比表

从表3可以看出，采用电动启动引风机的方案会使工程投资运行成本增加134.42万人民币。但考虑在机组跳闸后炉膛吹扫和RB状态下维持机组出力不低于50%的要求，使用电动启动引风机优点明显，而且，采用电动启动引风机后机组启停灵活，减少机组启动时间，因此本工程推荐配置40%容量的电动启动引风机启动方案，对应启动锅炉容量为35t/h。

7 结束语

综合考虑机组启动阶段的必需用汽量，经过计算，结合给水系统，汽动引风机系统方案的配置，本工程推荐配置一台1×35t/h容量启动锅炉，启动锅炉参数为1.3MPa，350℃。

参考文献：

[1]林镇.超超临界机组启动锅炉选型分析[J].能源与节能，2015（7）：160-161.

[2]李朝阳.燃煤电厂锅炉运行调整研究[J].科技创新与应用，2016（28）：152.endprint