锅炉停炉后的打压泵补水方法研究

肖佳文

摘要：介绍了某电厂2×600 MW超临界燃煤机组的启动疏水系统、打压系统以及停炉后给锅炉补水的两种方法，并对两种不同的锅炉补水方法对机组经济性产生的影响进行了对比分析，结果表明，锅炉停炉后采用打压泵补水方法的节能降耗效果更明显。

关键词：打压泵;锅炉补水;节能

0 引言

某电厂2×600 MW超临界燃煤机组于2016年12月投入生产运行，机组锅炉为东方锅炉厂生产的DG-1852/25.31-II8型超临界“W”型火焰直流炉，机组汽轮机为上海汽轮机厂生产的N600-24.2/0.343/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽式汽轮机。该电厂每台机组只设计一台汽动给水泵，无电动给水泵作为备用。由于超临界机组蒸汽温度、压力等参数较高，锅炉停炉后炉膛及各受热面仍有较高的温度，为了保证管壁受热均匀，避免壁温偏差大，造成受热面管壁拉裂，需要維持锅炉储水罐水位，并保持炉水循环泵运行。由于高压系统阀门难免存在内漏，且炉膛余热会将部分锅炉内的水加热成蒸汽，锅炉储水罐水位会缓慢下降，储水罐低水位无法满足炉水循环泵运行需求，故需要对锅炉进行补水。因此，如何降低锅炉停运后的补水成本成为该电厂节能降耗的重要手段，结合该电厂生产实际情况，本文摸索出了一种有效的节能方法，以供同类型机组参考。

1 系统简介

1.1    锅炉启动疏水系统

该电厂两台超临界“W”型火焰炉采用带炉水循环泵的内置启动系统，主要作用是为了保证锅炉在启动或低负荷运行时水冷壁管内流量、流速、水质满足要求，同时回收品质合格的炉水以及炉水携带的热量。

锅炉启动疏水系统主要由启动分离器、储水罐、炉水循环泵、炉水循环泵流量调节阀、储水罐水位控制阀、疏水泵、暖管管路、过冷管路等组成。储水罐数量为一只，作为启动分离器排水的临时储存设备。疏水系统的主要作用是当锅炉水质不合格或储水罐水位较高时，将不合格或多余的炉水排走。暖管管路的主要作用是为了防止炉水循环泵、储水罐水位调节阀及其进口管道等受到热冲击，产生疲劳损伤。过冷管路的主要作用是为了防止快速降负荷时炉水循环泵入口炉水发生闪蒸，导致循环泵发生汽蚀现象。

1.2    锅炉打压系统

该电厂两台锅炉共设一套打压系统，其主要功能是供锅炉受热面进行水压试验时使用。该系统主要由打压水箱、打压泵、截止阀及管道等组成，其主要技术参数如表1所示。

2 锅炉停炉后的补水方法

方法一：采用给水泵给锅炉补水，即通过辅助蒸汽驱动小汽轮机带动给水泵旋转，将水升压后给锅炉补水。机组停运后的辅助蒸汽可通过临机或启动锅炉两种方式提供，但由于该厂受区域电网负荷、潮流及所处地理位置等因素影响，长期只能单机运行，辅助蒸汽无法通过临机供给，只能通过燃烧启动锅炉来提供蒸汽。该方法需要消耗大量电、燃油，且操作烦琐，安全风险较高，故此方法难以达到节能的目的。

方法二：采用打压泵给锅炉补水。打压泵的主要特点是水压高、流量小，通过查阅设计图纸及调研同类型电厂，结合该电厂实际情况，此方法完全满足对锅炉停炉后补水的要求。本文对锅炉打压系统进行了轻微改动，在打压泵出口引一路管道接至炉水循环泵出口疏水管前，达到锅炉上水目的。打压泵系统流程如图1所示。该方法操作简单，安全风险低，耗电量小，无需消耗启动锅炉燃油。

3 节能效果分析

该电厂机组作为全国首台未设电泵的W火焰机组，在确保安全生产的同时，节能降耗也是技术、经营等部门的工作重点。从每次停机记录数据来看，锅炉停炉后，从主蒸汽压力13 MPa、温度480 ℃降至主蒸汽压力0.68 MPa、温度221 ℃时，锅炉热炉放水所需时间约92 h，其间锅炉需要补水3次。

3.1    方法一成本核算

当采用给水泵给锅炉补水时，从启动锅炉点火、升温升压，到投运辅助蒸汽系统、轴封系统、小汽轮机冲转、锅炉补水，再到小汽轮机打闸、停运启动锅炉所需时间约2.5 h。在此过程中，启动锅炉需要消耗0号轻柴油约7 t;启动锅炉送风机、给水泵耗电量累计约为750 kWh，0号轻柴油以当地价格6 000元/t计算、电费按上网电价0.4元/kWh计算，补水一次累计费用为（7×6 000+750×0.4）/10 000=4.23万元;锅炉停运补水3次所需费用为4.23×3=12.69万元。

3.2    方法二成本核算

当采用打压泵给锅炉补水时，从启动打压泵、锅炉补水，到停运打压泵，所需时间约2.8 h。在此过程中，打压泵只需要运行3 h，耗电量为：90×3=270 kWh;补水一次费用为270×0.4=108元;锅炉停运补水3次所需费用为108×3÷10 000=0.032 4万元。

3.3    对比分析

通过对以上两种锅炉补水方法进行对比分析可知，采用打压泵给锅炉上水每停炉一次可节约成本12.69-0.032 4≈12.66万元，按该电厂2019全年2台锅炉共停运12次计算，累计节约成本为12.66×12=151.92万元。

同时，方法二较方法一所需操作的系统少，能够减少运行人员95%的操作量，大大降低了运行人员误操作的可能性。

4 结语

随着清洁能源的不断发展以及电力改革的深入推进，火力发电厂面临的竞争日益激烈，发电厂在确保安全生产的同时，不断降低发电企业运营成本，进一步做好提质增效工作尤为重要。为了保证锅炉从停炉到放水期间水冷壁受热均匀，避免壁温偏差大，造成管壁拉裂，采用打压泵给锅炉补水的方法，维持炉水循环泵运行，既减少了运行人员的工作量，降低了误操作的安全风险，又达到了节能降耗的目的。

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