330 MW直接空冷機組無輔助汽源的啟動方式

汪潮洋，孫建磊，南偉亮，王慧

(河北省電力研究院，河北 石家莊 050021)

0 引言

目前，不少已投產電廠或基建期的電廠基本上都處在單機運行的狀態，在機組突然發生事故的情況下，采取無備用輔助蒸汽快速恢復方法可幫助機組停運及恢復啟動。由于種種原因，外部系統恢復輔助蒸汽的時間會較長或難以恢復供汽。在此基礎上，研究熱態情況下機組如何利用自身預熱及過熱、再熱系統的蒸汽實現機組的啟動在縮短恢復時間、減少熱用戶損失和啟動成本等有著重要的意義。以某電廠新建330 MW亞臨界直接空冷機組為例，分析其啟動過程。

1 主要系統及設備

某電廠新建工程機組選用一次中間再熱、四角噴燃燃燒方式的亞臨界參數，330MW自然循環汽包鍋爐，汽輪機選用一次中間再熱、單軸、雙排汽直接空冷機組，選用SZL20－1.27/350－AⅢ型鏈條爐排鍋爐為啟動鍋爐，制粉系統采用鋼球磨煤機冷中儲式制粉系統。該工程將最下層4臺燃燒器設為等離子燃燒器并設計了相關的輔助系統。主給水系統均采用單元制，給水泵采用2臺50%汽動給水泵+1臺30%電動定速啟動給水泵。每臺機組設置高、低壓2個輔助蒸汽聯箱，2臺機組的輔助蒸汽聯箱用母管連接。高、低壓2級串聯簡易電動旁路系統，高壓旁路為70%鍋爐最大連續蒸發量BMCR(Boiler Maximum Continue Rate)容量，低壓旁路為40%BMCR容量。

2 正常情況下的機組熱態恢復過程

在#1機組整套啟動的調試過程中，由于給粉機斷粉引起的負壓大以及汽輪機振動大等原因引起鍋爐主燃料跳閘MFT(Main Fuel Trip)，而啟動鍋爐又由于鏈條爐的特點不能很快并入運行，有時被迫等待12 h以上，啟動鍋爐的可靠性嚴重制約著機組恢復啟動的時間，以啟動鍋爐冷備用為例，整個恢復過程如下:

(1)啟動鍋爐開始升溫升壓，一般6～8 h可恢復供汽。

(2)汽封壓力低，為避免缸溫下降過快，必須破壞汽封，停真空系統。

(3)鍋爐側風煙系統風機停運。

(4)在輔助蒸汽達到0.8MPa時，開始進行汽封暖管、空氣預熱器吹灰暖管、一次風暖風器暖管和汽動給水泵等輔助蒸汽設施投運準備。

(5)在汽封壓力合適后，啟動真空泵建立機組真空。

(6)在機組壓力大于9MPa時，進行小汽輪機的沖轉，以滿足點火后的上水要求(在鍋爐汽包壓力低于9 MPa時可以直接啟動電動給水泵，利用給水旁路調門進行調節為鍋爐上水)。

(7)鍋爐側啟動風煙系統，投油啟動，待風溫合適后，啟動一次風機和給粉機投粉，再進行升溫、升壓。

(8)依據空冷機組的特點，在熱負荷低時，為適應空冷系統的防凍要求，只能利用點火排汽及管道疏水提升汽溫。

(9)在負荷達到空冷要求時，通過高、低壓旁路和鍋爐燃燒進行沖車參數調整。

(10)在參數達到要求后，汽輪機沖轉帶負荷運行，直至機組正常運行。

在該啟動方式下，恢復機組運行存在著消耗時間長、經濟性低、停機和恢復操作復雜等問題。為了解決上述問題，根據機組的特點，在無輔助汽源的情況下，制訂了機組熱態啟動計劃，經過調試期間的多次實踐，其過程安全、可靠并能縮短啟動時間，而且參數易于控制。

3 無輔助汽源下機組的熱態恢復過程

相對正?；謴瓦^程而言，無輔助汽源的啟動過程至少可縮短8 h以上的恢復時間，對于工期要求緊迫或投產后冬季供熱有特殊要求的電廠極為有利。下面簡要描述一下無輔助汽源的恢復過程。

(1)鍋爐MFT后主給水關閉，2臺汽動給水泵均聯鎖跳閘。由于電動給水泵是定速泵，因此，電動給水泵在事故狀態下不聯鎖啟動。

(2)考慮到空冷島對汽量的要求，在機組跳閘后，鍋爐恢復點火前不開低壓旁路，在低壓旁路閉鎖、高壓旁路開的條件下，若有熱工人員強制，可允許開高壓旁路。

(3)打開冷段再熱器至輔助蒸汽聯箱的管路疏水，由冷段再熱器供輔助蒸汽。

(4)輔助蒸汽至汽封、汽動給水泵、空氣預熱器吹灰器、燃油吹掃等進行疏水暖管。

(5)在汽封投入后，系統真空建立，進行小汽輪機的沖轉，汽動給水泵呈極熱態，很快定速具備上水條件(在汽包壓力不大于9 MPa時，可直接啟動電動給水泵)。

(6)在汽包水位正常后，鍋爐進行吹掃準備點火。

(7)啟動一次風機鍋爐余熱可使一次風溫滿足直接投粉要求;在A層等離子拉弧正常后，啟動對應的給粉機，完成點火。

(8)在整個恢復過程中，要有專人對高壓旁路和冷段再熱器至輔氣聯箱供汽進行調整，維持輔助蒸汽聯箱壓力不變(壓力不低于0.8 MPa)，監視高壓旁路后的溫度，以避免超溫。

(9)按照機組極熱態啟動曲線的要求，進行升溫升壓，在熱負荷達到要求后，利用高、低壓旁路將汽溫、汽壓調整至沖車參數，完成汽輪機定速并網、切缸并迅速帶負荷至空冷防凍負荷以上，避免長期在低負荷下運行而使空冷島內部結冰。

4 關鍵過程分析

(1)在一次溫態或熱態啟動中，從點火投油到停退全部油槍約消耗20 t燃油，而無輔助蒸汽汽源的啟動可實現等離子直接拉弧點燃煤粉，能節省燃油20 t，具有良好的經濟性。

(2)無輔助汽源快速恢復對空冷機組至關重要，無輔助汽源啟動可直接投粉使機組迅速沖轉并網，較短時間內使機組處于防凍負荷以上，因機組啟動時間過長，使進汽量一直低于防凍流量，避免出現局部結凍現象。

(3)在機組恢復過程中，維持輔助蒸汽聯箱壓力和溫度，在不撞管的前提下，加快疏水，避免缸體冷卻而出現影響機組啟動的其他因素(如上、下缸溫差大等)。

(4)對中壓缸啟動機組而言，在機組并網后切缸前，應注意主蒸汽溫度和缸體溫度的差值，溫差過大易引起機組的軸系振動和高壓缸軸系位移偏大，甚至達到報警值，從而影響恢復時間。

5 結論

采用無輔助汽源空冷機組熱態恢復方法多次實踐的結果表明，該方法簡單、可靠、易于實現。無輔助汽源啟動方式的成功應用，不僅在縮短恢復時間、提高機組經濟性方面具有明顯效果，而且可有效避免由于恢復時間長、防凍流量不夠等因素引起的空冷機組結凍。

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