1000MW機組鍋爐取消啟動循環泵可行性研究

張小明 何江濤

(神華陜西國華錦界能源有限責任公司,陜西 神木 719319)

1 啟動系統簡介

為了在啟動階段為爐膛安全提供所需的給水量，超臨界壓力滑壓運行的直流鍋爐均設置了啟動系統，以達到快速點火和升溫的目的。在鍋爐啟動和低負荷運行時，汽水經分離器進行分離，蒸汽進入過熱器，水進入儲水罐內由啟動系統管路回收、循環。啟動系統管路有帶鍋爐再循環泵和不帶鍋爐再循環泵兩種布置型式。帶再循環泵的系統，鍋爐啟動大部份疏水由再循環泵送回到省煤器入口，另外一部分疏水經液位調節閥經擴容后送入凝汽器。不帶再循環泵的系統，鍋爐啟動全部疏水經液位調節閥經擴容后送入凝汽器。啟動系統的設置可確保爐膛水冷壁安全所需的最小給水量。在鍋爐20～28%BMCR負荷之間，鍋爐再循環運行結束時可切換到直流運行狀態。

圖1 帶BCP的啟動系統示意圖（虛線框內為可選配置）

2 帶再循環泵啟動系統鍋爐的特點

2.1 優點：

2.1.1 縮短啟動時間。配置了循環泵的啟動系統，可以提高省煤器入口的給水溫度，因此可以縮短啟動時間，對于經常啟動的兩班制機組來說，縮短啟動時間可帶來良好的經濟效益；

2.1.2 在啟動過程中回收熱量。由于在啟動過程中啟動流量為25%BMCR，在機組啟動初期，25%BMCR負荷前，汽水分離器分離出的20%BMCR流量的飽和水（壓力約9MPa，溫度約300℃）可通過BCP進行熱量回收，否則只能擴容后進入凝汽器，造成大量的熱量損失；

2.1.3 在鍋爐清洗和啟動過程中回收工質，減少補給水。帶BCP的系統，在水質合格的前提下，分離器分離的飽和水20%BMCR通過再循環泵與給水混合后重新進入省煤器，只有7%BMCR的疏水，經擴容器后損失的工質少，補給水量少。而不帶BCP的系統，25%BMCR的疏水，全部經擴容器，擴容后損失的工質較多，需補充較多給水。

2.1.4 啟動過程中，能有效地控制蒸汽溫度，較好地滿足汽機沖轉參數的要求。帶再循環泵的系統，鍋爐啟動時溫度、壓力上升曲線比較平穩，鍋爐參數能夠比較好地滿足汽機沖轉參數地要求，汽溫和壓力匹配比較理想。

2.2 缺點：

2.2.1 帶BCP系統復雜。從系統組成可看出，系統管路多、設備多、閥門多，系統復雜，鍋爐房布置擁擠。

2.2.2 初投資大

2.2.3 設備多，電廠的維護與運行成本高，且增加廠用電耗

2.2.4 BCP采購周期長，成本高

3 不帶再循環泵啟動系統鍋爐的特點

3.1 優點：

3.1.1 系統簡單，運行可靠。

3.1.2 初投資小。

3.1.3 維護簡單，維護成本低。且能節省BCP等設備的電耗。

3.2.4 鍋爐調試運行不受BCP到貨情況的影響。

3.2 缺點：

3.2.1 啟動過程中熱量不能回收。啟動疏水直接進入凝汽器，造成大量的熱量損失。

3.2.2 啟動時間相對延長，燃油消耗量相對增加。

3.2.3 啟動時容易超溫，需進行精心調整使機爐參數匹配。

4 鍋爐取消BCP后需注意的問題

4.1 機爐匹配要求

為使鍋爐出口蒸汽溫度滿足汽輪機沖轉的要求，通過其它手段后汽溫調整還不能達到要求時，需要降低汽機沖轉壓力。運行中應根據實際情況作調整，以使機爐能較好的匹配。（一般汽機沖轉點參數為：壓力5.0MPa。溫度450℃左右。）

4.2 補給水量要求

鍋爐冷態啟動初期，要求清洗水量為25%BMCR（即771t/h）。冷態清洗水質達到一定要求后，對有BCP的系統，可開啟BCP，將大部分工質打回到省煤器進口，在水冷壁系統內進行循環利用，疏水流量為7%BMCR，經擴容后損失的工質約為65t/h。而取消BCP以后，疏水量為25%BMCR，經擴容后損失的工質約為231t/h。即在清洗階段和啟動階段需要的補充的給水量為231t/h。吹管階段補水量也按此要求。

4.3 對冷凝器容量的要求

鍋爐冷態啟動初期，清洗水量25%BMCR（即771t/h）均排入機組排污系統。冷態清洗水質達到一定要求后，對有BCP的系統，因大部分工質打回到省煤器進口進行循環，只有7%BMCR的水經過擴容器以后（約216t/h）排入凝汽器；而取消BCP以后，所有疏水均經過擴容器以后排入凝汽器，排入凝汽器的最大流量約為540t/h。（注：疏水的溫度和壓力與帶BCP時一樣）

4.4 啟動時間

根據經驗，不帶BCP的系統比帶BCP的系統冷態啟動時間延長1小時左右。因此對頻繁啟停或參與調峰的機組，不帶BCP的系統快速響應能力較差。同時，在沒有節油措施（如等離子點火或微油點火、鄰爐加熱裝置）的情況下，啟動時間延長相應的就會增加燃料消耗量，并且少發電。

5 帶BCP和不帶BCP經濟性比較

不帶BCP的啟動系統初投資小，但在啟動過程中不能回收熱量，延長了啟動時間，增加了燃料的消耗量，運行成本較高。

以下數據按經驗估算，僅供參考，并不代表成本核算，也不能作為決定是否取消BCP的依據（按照不帶BCP的系統比帶BCP的系統冷態啟動時間延長1小時左右計算）：

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說明：5.1鍋爐壽命30年，每年冷態啟動按3次計算（實際可能僅啟動1次）。微油點火按啟動一次增加5萬元、電價按照0.252元/kw.h計算。

5.2 5年一大修，2年一小修，2年一小修消耗除鹽水量與1次大修相同。除鹽水按3.0元/噸。清洗時間按4.5天（108小時）計算，消耗除鹽水量為（231-65）t/h×108h（取約 17000噸）。

5.3 啟動期間不能回收的疏水熱量，反映在啟動時間延長多消耗的燃料上，總體考慮，不再單獨計算。

5.4 備用減溫水成本含閥門、管道等設備以及用水量。

5.5 按機組每年冷態啟動3次來計算，則取消BCP后減少收益639萬元；若按機組每年冷態啟動僅1次來計算，則取消BCP后可節約719.4萬元。

[1]寧獻武,趙繼良,張冠群.1000MW機組啟動系統的研究[J].東北電力技術,2011,32(2)