660MW超超临界机组启动期间节能探讨

孙忠钢

摘要：在全社会倡导节能降耗，绿色发电的环境下，在发电企业竞争日益激烈的今天，怎样深挖机组潜力，将机组节能工作做到实处，提高企业的效益和竞争力，树立绿色发电形象，增加企业影响力是大势所趋。

超超临界机组在机组启动阶段如何节能，从节水、节电、改变启动方式方法等方面阐述机组启动期间的各种节能方法，多角度綜合讨论启动各阶段的方案，力求对超超临界机组启动阶段的节能提出好的建议。

关键词：节油；节电；节水

一.前言

在机组启停阶段，大部分发电企业还是以安全为主，相对节能工作较薄弱，而机组启停期间的所产生的油、水等工质的损耗非常大，一般情况一台660MW万以上的机组冷态启停一次的费用近百万，而目前由于煤电的生存压力越来越大了，深度调峰和频繁启停已经成为常态，所以如何在保证安全的前提下做好机组启停期间的节能工作，对企业降低成本，提高效益意义重大。

---一般情况，年利用小时在6000小时以上机组启停1次年平均发电煤耗影响0.04～0.08g/kWh；

---冷态启停1次影响发电煤耗0.07～0.08g/kWh；

---温、热态启停0.05～0.06g/kWh；

---极热态启停0.04g/kWh。

启停1次对发电煤耗的影响量=6000以上1小时启停1次对发电煤耗的影响量×

二.机组启动期间节水探讨

（1）低压侧冲洗根据检修期间不同的检修工作内容，采用合理的冲洗方式，比如凝结水系统和除氧器没有检修工作，适宜采用凝泵—低加-除氧器-凝泵大循环进行冲洗，冲洗过程中缩短化验周期，按规定投入前置过滤器，水质合格及时回收，减少低压侧冲洗水量损失。通过以往机组启动的经验来看，采用大循环冲洗相对冲洗时间短，能够及早投入前置过滤器，减少了冲洗用水。如凝结水系统或低加有内部检修工作，而除氧器没有工作，则应该进行分段冲洗，防止除氧器的二次污染。

（2）锅炉上水后及时启动炉水循环泵，加大冲洗动能，通过经验摸索采用变流量冲洗方式，也就是冲洗方式与化验周期相匹配，大流量冲洗一定时间后降低流量等待水质报告，根据水质情况采取不同的冲洗方式，以提高冲洗效果，同时要求化学缩短化验周期，及时进行化验，水质合格及时回收。

（3）凝结水系统、给水系统运行后，要及时全面检查各疏水和系统是否泄漏，避免检修期间系统阀门状态变化导致跑水现象。

（4）化学化验结果直接影响水质是否能够回收，这就需要尽量缩短取样周期，采取连续化验方式，及时得到各个关键环节的水样结果，使运行人员能够及时对工质进行回收。

（5）摸索合理的燃烧方式，在机组启动阶段湿态运行方式下，保持给水流量与蒸发量的平衡，避免高热量合格给水通过分离器外排，即节约燃料量，还回收了给水。

（6）在机组启动阶段，空预器投入连续吹灰，由于吹灰汽源采用邻机辅汽或启动炉，吹灰疏水水质没有问题，但在机组停运期间吹灰系统的检修工作或停备保养期间的氧化腐蚀，需要对吹灰疏水系统进行冲洗。吹灰疏水回收可以改至排水至除氧器，在水质没有合格之前，不能进行回收，通过水质化验，对吹灰疏水进行及时回收。

三.机组启动期间节油探讨

（1）启动前提前做好油枪的维护准备工作，要求维护人员对油枪进行全面清洗维护，保证油枪的良好备用。避免启动过程中个别油枪不能及时投运，或投运后雾化燃烧不好，反复进行油枪倒换和检修，延长了启动时间。这种情况在以往的机组启动中多次发生提前准备保证油枪良好备用，微油完全能够满足机组启动的要求，大幅减少启动用油量。

（2）某公司燃油系统配备的是微油点火系统和大油枪结合，在机组启动过程中尽可能采取微油点火，减少大油枪运行时间，节约用油。

微油点火器安装在锅炉最下层喷燃器内，燃油量0.3t/h，对整个炉膛来讲燃烧相对较弱，需要加强炉内燃烧的监视，尤其是投粉以后，要保证煤粉的安全燃烧。机组点火前应提前准备微油点火暖风器，提供足够的热风温度，保证A磨的运行要求及煤粉的需求，保证微油运行后能够及时投入A磨运行，这样在锅炉启动初期就能够保证足够的燃料量，减少大油枪运行时间。

在合理的安排启动节点，微油运行正常的情况下，660MW超超临界机组启动用油完全可以控制在10吨以内。

（3）油枪运行期间控制炉内风量、负压，风量不能过大，保持800t/h以内，炉膛负压也不要控制过大，防止热量的流失导致启动时间延长，燃油运行时间加长。

（4）做好启动期间的操作调整，控制风险点，防止事故的发生，增加启动时间。比如投粉后就地及时检查煤粉着火情况，微油油枪点火初期，炉膛温度低，煤粉着火困难，要注意燃料量供给量的控制，避免部分煤粉不能燃烧出现爆燃事故。还有一些启磨煤机等对炉膛燃烧工况有较大影响的操作，要操作缓慢，避免参数的大幅度波动或意外发生。

（5）根据炉内燃烧工况需要负荷等及时退出油枪运行，节约启动用油。

（6）加强新技术新设备的学习吸收，对超超临界机组的启动点火方案进行全面研究，学习借鉴国内国际先进的相关技术，比如等离子点火技术的发展或其他点火方式优劣等，对设备进行节能改造，通过先进技术达到节能目的。

四.机组启动期间机侧节电探讨

（1）根据启动时间节点进度，采取机组各分系统合理的启动时间。

（2）尽量减少辅助系统启动与机组整体启动的时间间隔，节约厂用电。比如凝泵根据机组停运时间，系统检修工作情况预判冲洗时间长短，合理安排启动时间，循泵在循环水用户满足的情况下尽量推迟启动等。

（3）保证各辅机的良好备用状态，要求检修工作顺利，检修工艺良好。防止启动期间辅机故障延误启动或进行在线检修处理，延长启动时间。

（4）变频、永磁辅机优先投入，节约厂用电。

（5）控制真空，单台真空泵运行完全能够满足启动期间的真空需要。避免真空过高，蒸汽流量不合适影响暖机效果。

（6）循泵应综合两台机运行方式，控制循泵运行方式。

（7）采取汽前泵上水，无电泵启动，节约厂用电。另一台汽泵采取合适的时间启动汽前泵，避免汽前泵的长时间空转，节约用电。

无电泵启动就是在機组启动时，不启动电泵而是通过汽泵前置泵或汽泵进行锅炉上水， 并通过手动调整锅炉给水旁路门来控制上水速度，进行锅炉点火升温升压、汽机冲转、机组并网的全部操作。

采用汽泵前置泵上水，要注意原先设计电泵上水时的逻辑修改。MFT信号不复归的情况下小机无法冲转、有燃料投运记忆与上给水泵全停触发MFT，并且这些有MFT有关逻辑均有硬接线，给强制逻辑带来一定难度和风险。但很多公司若不强制逻辑将无法解决上述矛盾，还有可能造成新的电能浪费。在确保两台小机可以随时启动冲转情况下，利用前置泵锅炉上水、冲洗。由于初期产汽量较小，所以上水量要求非常小，需要通过上水旁路调门控制水量，导致调门前后压差大。对旁路调门冲刷严重。若增加水量，则多余水量通过分离器水位调节阀进入凝汽器，造成热量浪费。这就出现了上水调门前后压差大和水量带走的热能浪费的矛盾。

根据锅炉升温升压特性、炉水循环泵、前置泵和汽泵的工作特性以及启动的安全性，可以得出比较优化的汽泵启动、冲转方案，即锅炉点火升压直至分离器压力升至0.4-0.6MPa时，冲转一台小机至800rpm，开启汽泵出口门，接带出力，关闭另一台汽泵出口门作备用。当小机维持800rpm暖机结束时，锅炉参数已达到热态清洗要求。清洗结束后，在锅炉升温升压过程中根据需要或操作量的大小，合理安排通过MEH提升小机转速至2500rpm（此转速下汽泵出口压力8.9 MPa），这样既可以控制上水调门差压，又可以减少热量排放还可以避免小机排汽温度过高，延迟冲转汽泵，节省蒸汽用量。然后根据需要提升转速3050rpm，投入遥控，升温升压、汽机冲转、机组并网直致机组负荷达200MW左右时将锅炉上水由旁路切至主路。

无电泵启动节约了大量的厂用电，在很多公司实际应用效果良好。

（8）考虑单侧风组启动，在机组并网前或并网后一定负荷在启动并入另一侧风组，这样可以大幅降低厂用电，很多超超临界机组已经采用此种方法。

在一次某公司机启机过程中，由于启动初期炉膛所需风量较小，风机的出力普遍很低。两台引风机静叶开度低于30%就可能造成两台引风机失速，这和风机的特性有关，如果引风机开度增大大，为保持炉膛负压送风机开度同时增大，整个启动过程中总风量大于1000吨，不但风机电耗大幅增加，同时风量的过大导致炉膛温度下降、燃烧不稳及炉膛热量的大量外排而引起的燃料损失。所以要研究讨论单侧风组的启动方式的风险点、操作要点，可以采取单侧风组启动，并网前或并网后一定负荷并入另半侧风组，这样可以大幅节约厂用电，危险点在于操作量较大，同时在两侧风组并列时操作存在风险等，并且机组参数容易波动，需要合理安排并列时机，把握风组并列操作的危险点，保证机组安全启动。

（9）制粉系统的启动应遵循已运行磨出力达到一定值后再启动下一台磨。在启动初期为节约启动用油尽量避免大油枪的运行，这样在第二台或第三台磨启动的时候就存在点火能量问题，要求相邻磨的出力大于30吨，某公司就曾经出现启动第二台磨时为控制汽温的波动，减少第一台磨的出力，使第一台磨出力低于30吨导致点火能量不满足，第二台磨启动后跳闸，炉膛大幅扰动MFT的情况。为避免这种情况往往采取逻辑闭锁方法，但这种方式是不合理的，最好还是采用运行磨煤机出力高于40吨以上，投入低二台磨运行，同时提醒运行人员注意点火能量问题，这样进行磨煤机的启动衔接，节约制粉电耗，也避免异常情况的发生。

（10）厂用电切换采取合理负荷，要综合考虑厂用电切换时负荷的选择，合理控制风险的前提下，早一点切换，减少启备变用电量。

五.机组启动期间外来用汽节能探讨

（1）两台机停运，机组启动，启动炉运行，空预器吹灰、暖风器、轴封汽、小机启动用汽等，合理安全各用气时间，冷再压力允许，及时切冷再汽源，减少启动炉运行时间。

（2）减少系统漏气量，暖管疏水及时回收，从前几次启动经验来看，辅汽或小机的无压疏水对小机暖管效果较好，但无压疏水造成外排浪费，可以考虑暖管早期开启无压疏水，待暖管温度达到一定要求及时关闭无压疏水，进行疏水回收，避免浪费。

（3）一台机运行，另外一台机组启动，合理利用邻机用汽。

（4）汽泵用辅汽冲转一台，靠一台汽泵完成启动初级的升温升压，并网带负荷，负荷超过15万以上，厂用电切换完成，再完成另外一台汽泵的并入运行。这样可以节省部分汽源。

（5）除氧器加热合理投入，保证必要的给水温度。

六.机组启动期间综合节能探讨

（1）合理安排启动计划，严格按节点进行，缩短启动时间。

（2）启动前全面梳理各缺陷，及时进行传动、试验，避免启动期间出现问题影响启动时间。

（3）启动过程中严格按照曲线进行，防止参数突变导致汽机应力问题延长启动时间。

（4）分析启动过程中危险点，控制风险，防止异常事故导致启动延长。

（5）合理操作，减少启动热量外排，合理控制旁路，保证热量利用，港电机组是西门子技术，采用温度应力控制，从前几次启动经验来看，合理控制温度，保证汽轮机温度裕度在规定范围内，控制温度变化率，采用低温暖机的方式，可以有效控制汽轮机温度应力，使西门子汽轮机启动走步时间缩短，同样也就减少了机组启动时间，节约了启动能量。

七.总结

要保证超超临界机组启动过程中节能要求，要在启动前的准备，计划节点定制，启动前的试验，启动中严格控制等方面入手。首先要全员牢固树立节能理念，清醒认识节能的重要性。只有端正态度，齐心合力，从小事做起，才能将节能工作真正做到实处。在设备停运期间保证检修质量，大到一个系统，小到一个测点，都保证在机组启动前良好备用，这样避免在机组启动期间因设备问题导致延误启动的情况。精细准备，严格策划，按节点控制，应全面考虑机组设备检修内容，设备可能出现的问题缺陷等，把握机组启动进度，根据计划合理控制分系统启动时间，节约厂用电。启动过程中人员应做好分工，各负其责，加强联系与风险控制，防止启动期间意外事故的发生，保证安全启机。新设备新技术是节能降耗的最有效方法之一，应加强学习，借鉴先进的技术和设备，对机组进行优化改造，提高机组的效益。

参考文献：

[1]林福海.超超临界1000MW机组节能降耗技术的应用研究[D].山东大学，2013.

[2]冯伟忠.1000MW超超临界机组的综合优化和技术创新——外高桥电厂三期工程的节能减排之路[J].上海电力，2007，05：441-446.

[3]刘玉文.1000MW超超临界机组运行特性研究[D].华北电力大学（河北），2009.

[4]金迪，洪道文，张志挺，李来春，代洪军，聂冶，左帅，闫长平，邵海波.现代企业管理办法在4×1000MW超超临界机组启停节能创新管理中的应用[A]..全国电力行业企业现代化管理创新5年经典案例集（《中国电力企业管理》2015年第一期增刊）[C].：，2015：4.