330MW燃煤发电机组节能启停技术应用

李勇

江苏华电扬州发电有限公司运行部

0 概述

江苏华电扬州发电有限公司2台330MW亚临界燃煤发电机组的汽轮机由哈尔滨汽轮机有限公司生产的C300/N330-16.67/538/538亚临界一次中间再热、单轴、高中压缸合缸、双缸双排汽、抽汽凝汽式汽轮机，配置30%额定容量的Ⅱ级旁路系统。锅炉由东方锅炉厂生产的DG1036/18.2～Ⅱ4型亚临界、四角切圆燃烧、自然循环汽包炉，单炉膛π型露天布置，燃用烟煤，一次再热，固态排渣炉。

据统计，2017年江苏华电扬州发电有限公司两台燃煤机组启动频繁，全年启、停25次。降低机组启、停过程中的能源消耗，已成为公司节能降耗的重点工作之一。公司全面开展节能降耗减排工作，对330MW机组启停方式进行了优化调整及设备升级改造，针对330MW机组辅机主要设备的启动、停运时间进行严格控制。利用汽泵前置泵上水、凝结水泵和一次风机加装变频装置和微油点火等一系列措施，以减少机组启、停过程中的能源消耗。

1 系统升级改造

1.1 增加一次风道加热装置

为减少锅炉启动用油，提高锅炉点火初期磨煤机进口一次风温，在1#锅炉侧热一次风道内安装风道油燃烧器直接对热一次风进行加热，风道燃烧器主油枪油喷嘴0.75mm，辅助油枪油喷嘴2.0mm，油枪入口油压在1.2MPa时，主油枪出力50kg/h，辅助油枪出力130kg/h。气化油枪的油配风、火检冷却风从临近的锅炉1#侧密封风母管用φ108×3风管引入，燃油从微油系统母管接出经手动阀、滤网、气动球阀引至风道加热燃烧器，压缩空气从炉前右侧的压缩空气母管上引出，经手动门、滤网、气动球阀引至风道燃烧器。辅助油枪进油、进气侧均设手动快关阀。风道燃烧器处配有就地操作控制箱、火焰检测及远方保护（MFT会发信号停风道加热系统）、就地压力表、气动控制球阀、手动球阀，过滤器等设备，以保证燃烧器安全运行。

1.2 增加一层气化油枪

为减少机组启、停及低负荷稳燃用油，在每台锅炉的一层燃烧器内增设了总油量为600kg/h的气化油枪，气化油枪所用燃油取自炉前燃油系统。同时对相关逻辑进行了修改，在“任意油层投入”逻辑中增加了“气化油枪投入”信号（四取三），在“气化油枪画面”增加“气化油枪投入”联锁投切按钮，仅在锅炉点火启动时投入，正常运行时切除，以确保在机组启停阶段可以仅使用气化油枪即可完成整个启停过程。

1.3 闭冷水系统改造

闭冷水系统采用除盐水和凝结水作为冷却液，用凝结水输送泵或凝结水泵向膨胀水箱补水，然后通过闭冷泵在闭式回路中循环。闭冷水系统用户主要有∶主机润滑油冷却器、小机润滑油冷却器、EH油冷却器、真空泵冷却器、密封油冷却器、发电机定子水冷却器和锅炉各风机润滑油冷却器。系统原配置两台100%额定电压为6kV、额定功率为400kW的闭冷水泵，通过对全年闭冷水系统用水量的分析，发现除了6-9月份闭冷水用量超过额定容量的80%，其它月份闭冷水系统冷却水量有较多的富余，因此在大修期间，对闭冷水系统进行了升级改造，从闭冷水进出水母管上引出一路管道，加装一台额定电压为400V，功率为185kW的小水泵，并在水泵的进、出口安装了电动隔离阀门，出口处安装了逆止阀、进口滤网及进出口压力表。在6-9月份的其他月份以及机组停运期间，均采用小水泵运行。通过此项改造，2台330 MW机组每年可节约成本约890 000元。

2 机组启动过程中的节能措施

2.1 合理安排启动过程，缩短启动时间

在机组投运初期，由于启停经验不足及设备存在较多的缺陷，机炉配合不合理，导致机组启动时间较长。通过摸索规律、总结经验、对设备消缺处理及合理改造，制定详细的机组启停措施。启动前提前做好各辅助设备及阀门的调试工作，发现缺陷及时消除，以免在机组启动过程中影响启动进度。由此大幅缩短了机组启动时间。

2.2 锅炉上水阶段的节能措施

电动给水泵是厂用电消耗较大的设备之一，机组启动期间若采用汽泵前置泵进水，可以减少电泵运行时间、降低厂用电。公司每台机组配置1台50%容量的电动给水泵和2台50%容量的汽动给水泵，每台汽泵配置一台前置泵，其中电动给水泵容量为5 400kW，汽泵前置泵容量为185kW，扬程为102.5mH2O。实践证明在冷态和温态启动时，锅炉处于无压状态，汽泵前置泵足以满足锅炉上水的需要。锅炉由无水至点火水位大约需要4小时，采用汽泵前置泵上水大约可以节约厂用电20 860kWh。

2.3 通过炉底加热降低机组启动油耗

锅炉启动时，在水冷壁下联箱内通入蒸汽加热炉水，有利于提高锅炉本体的温度水平、缩短机组启动时间、节约机组启动用油；有利于强化燃料的燃烧及燃尽，减小汽包上下壁温差；有利于锅炉点火后快速建立水循环。因此，机组一般在汽包水位至点火水位后，投入炉底蒸汽加热，汽包起压后停用炉底蒸汽加热。投入炉底加热后要加强汽包壁温、辅汽联箱压力的监视，辅汽联箱压力＞0.8MPa以确保蒸汽能正常进入水冷壁加热。此外，在炉底加热投运期间将风烟系统各风烟门关闭，以减少锅炉侧工质排放和热量损失。

2.4 点火初期的节能措施

启动前，先将1#煤仓烧空，1#煤仓应加挥发份为25%～30%的煤种，以保证气化油系统的稳燃效果。

机组启动时，在其他吹扫条件满足后，交叉启动一台吸风机和一台送风机，全开二次风挡板，保持炉膛负压-50～100Pa，将总风量调整至30%额定负荷风量进行全炉膛吹扫，5分钟后吹扫结束，锅炉燃油系统进行循环，开启1#磨煤机出口门及热风隔绝门，适当开启热风调整门，保证一次风管畅通，启动两台变频一次风机，调整一次风母管压力在5.0kPa左右，磨煤机风量大于40 000m3/h，启动密封风机调整母管压力在8.0kPa左右，投入一次风道加热系统，1#磨煤机进风温度达到150℃左右，投入一层气化油枪，在气化油枪画面开启“气化油枪投入”的联锁，启动1#磨煤机运行，在1#磨煤机运行初期，应根据磨煤机出口风温调整煤量，同时观察燃烧器煤粉着火情况。随着入炉煤量的增加，注意控制锅炉的升温升压速度在规定范围内。在增加煤量的同时监视转向室的烟温。为了减少炉膛热损失，低负荷时将总风量控制在350kNm3/h以内，并将多余的二次风全部关闭。

锅炉冷态启动1.5～2.5小时后，锅炉本身的自产热一次风温度通常能够满足或接近制粉干燥需要，可根据一次风温的变化先手动将辅助油枪切除运行，用主油枪运行来保证后期的磨煤机出口风温，当一次风温能完全满足制粉干燥要求后，将风道加热主油枪切除运行。

2.5 汽轮机冲转至带正常负荷的节能措施

(1)冷态启动，在中速暖机过程中，利用辅助蒸汽将汽动给水泵冲转至3 100r/min备用，在小汽轮机冲转前1小时启动汽泵前置泵，进行暖泵。

(2)在发电机并网前，将第二台送风机、吸风机启动，并入运行。

(3)随着负荷的上升，锅炉燃烧加强。当锅炉转向室烟气温度达到400℃以上后，停用所有油枪。

(4)机组负荷至130MW时，将汽动给水泵汽源调换为本机第四级抽汽供汽，机组负荷达到150MW左右，并入一台汽泵。负荷至180MW时，启动第二台汽泵，停用电泵。

(5)当机组负荷＞180MW时,应及时进行阀门切换,将高压调门切换至顺序阀运行方式。运行中发现同一负荷下,高调门采用顺序阀方式能少用蒸汽20t/h～30t/h，有明显的节能效果。

3 机组停机过程中的节能措施

(1)对330MW机组有预知的停炉，应尽可能先将1#煤仓烧空，1#煤仓应加入挥发份为25%～30%的煤种，以保证气化油系统良好的稳燃效果。机组负荷降至180MW左右，投入一层气化油枪。

(2)负荷减至180MW时，启动电泵，停用一台汽泵。根据凝汽器真空情况，及时停一台循泵，当机组负荷至140MW切出第二台汽泵，汽泵停止1小时后，将汽泵前置泵停运。

(3)机组停运后，及时将汽包上水至最高位（+350mm）后停电泵，当汽包水位下降至（-350mm）时再次启动电动给水泵向锅炉补水。

(4)空预器进口烟温降至120℃时，停运空预器；炉膛出口温度＜80℃时停用火检冷却风机。

(5)机组停运后，将循泵调为低速循泵运行，闭冷泵调为400V小泵运行；高、中压缸温度降至250℃时，将闭冷水及循环水公用系统调至邻机供水后停用循泵；高、中压缸温度降至200℃时，停用凝结水泵及闭冷水泵。

4 结语

通过对机组系统进行升级改造，并制定相应的启、停节能优化运行技术措施，公司节能降耗取得了较好的效果。节能是一项任重而道远的工作，仍需努力挖掘。通过设备改造升级、优化机组运行方式、加强设备管控，实现在役机组的节能降耗工作上一个新台阶。