坑口發電公司機組冷態啟動過程優化分析

張立壯 宋揚

引言：本文針對600MW火電機組冷態啟動時間長的情況進行分析，在保證設備安全的基礎上，對機組冷態啟動過程進行優化，縮短了機組啟動時間，節省了廠用電，降低啟動油耗，實現了機組安全、經濟啟動，對同類型火電機組啟動具有參考意義。

前言

近年來，燃油、煤炭等原材料價格及環保成本逐年提高，機組利用小時下降，降低運營成本，提高節能效益，已引起發電企業的高度重視。本文通過對機組冷態啟動過程進行優化分析，采取相關運行措施，縮短機組啟動時間，達到了節油、節電的目的。

一、概況

霍林河坑口發電公司現有兩臺600MW汽輪發電機組，鍋爐為亞臨界壓力，一次中間再熱，強制循環爐型，最大連續蒸發量為2080t/h，采用微油復合點火技術。汽輪機為單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式，控制調節采用DEH系統。

二、冷態啟動過程

啟動閉冷泵（10分鐘）→鍋爐上水泵（5分鐘）→排汽裝置補水和凝結水管道補水（90分鐘）→啟動凝泵向除氧器上水（45分鐘）→爐側給水管道注水，除氧器投加熱，水溫提至80℃（120分鐘）→啟動給水泵向鍋爐上水（150分鐘）→投入軸封供汽，啟動三臺真空泵抽真空，投入半側風機運行，啟動密封風機（15分鐘）→投入等離子增壓風機及小爐膛三支油槍，A磨暖磨（15分鐘）→投入微油和啟動A磨，鍋爐開始升溫、升壓，達到沖轉參數，啟動EH油泵和啟動油泵運行（300分鐘）→汽機沖轉至轉速400rpm（15分鐘）→停留5分鐘后繼續升速至2000 rpm（10分鐘）→中速暖機（150分鐘）→中速暖機結束，繼續升速至3000 rpm（15分鐘）→發電機并網帶初始負荷（10分鐘）→初始負荷暖機、停止爐膛小油槍（30分鐘），→逐漸啟動B、C、D磨煤機，逐漸帶負荷至210MW（50分鐘）→停止微油運行（5分鐘）→啟動另一臺一次風機（5分鐘）→加負荷至300MW，投入另一臺送風機和引風機（20分鐘）。

三、問題提出

（一）機組啟動時間過長。從機組啟動前補水至并網帶50%額定負荷需1060分鐘。

（二）廠用電增加較多。

（三）油耗量大。由于從點火至切除油槍用時605分鐘，耗油需14噸。

（四）暖機效果差。以2009年3月10日2號機組啟動為例：主汽壓力5.9MPa暖機150分鐘后，汽缸金屬溫度汽缸總膨脹才達到5.2mm。

（五）掛閘前中壓主汽門打不開，閥切換過程中高壓主汽門在19%位置卡澀。

四、原因分析

（一） 廠用電增加。一是過早投入閉冷泵、鍋爐上水泵、凝結水泵運行；二是從鍋爐上水開始一直投入給水泵運行；三是機組從鍋爐點火至并網用時515分鐘，啟動時間過長，廠用電相應增加。

（二）油耗量大。一是點火用煤質差，灰分、水份較高；二是爐水溫度低，升溫至產生蒸汽起壓過程速度慢；三是鍋爐點火初期爐膛溫度低，煤粉著火不穩定，磨煤機煤量受限。四是工作安排不當，耽誤機組正常啟動。五是部分運行人員節油意識不強。

（三） 暖機效果差。一是高低壓旁路開度匹配不當；二是背壓低；三是主蒸汽壓力高；四是主汽溫度變化大。上述原因導致高壓主汽門預啟閥開度小，進入的蒸汽流量小，經過節流損失，蒸汽溫度進一步降低，蒸汽與金屬溫差小，加熱速度緩慢，暖機效果不好。

（四） 高中壓主汽門存在問題。機組掛閘后中壓主汽門打不開，閥切換過程中高壓主汽門預啟閥開度在19%位置卡澀。主要原因是是主汽門設計、安裝質量存在問題，另外受運行參數影響，門前后差壓大。

五、采取措施

（一）降低廠用電消耗。一是啟動時50%負荷以下時鍋爐半側風機運行；二是閉式水系統在中速暖機結束前由鄰機帶；三是鍋爐上水期間只維持凝補泵及給水泵運行，上水結束停止給水泵；四是軸封投入前啟動凝結水泵運行；五是爐水循環泵點動后維持單泵運行；六是并網后再投入空冷風機并保持低頻運行；七是保持軸封供汽壓力25～30KPa，維持三臺真空泵運行迅速抽真空，背壓降至35KPa左右，保持一臺真空泵運行。

（二）降低啟動油耗。一是機組啟動前筒倉進入高熱值燃煤；二是合理使用等離子小爐膛油槍配合加熱A磨煤機一次風，煙溫180℃時，啟動第二臺磨煤機，保持兩臺制粉系統均低煤量運行，并停止等離子小爐膛油槍；三是根據汽包金屬溫度逐漸提高上水溫度，點火前汽包溫度達到90℃；四是統籌安排，保證鍋爐上水、風機啟動及點火操作時間的銜接；五是中速暖機結束后投入第三臺磨煤機，并網前投入第四臺磨煤機，逐漸提高煤量至180噸/小時，并加強燃燒調整，機組負荷150MW以上，爐膛負壓波動小于±50Pa，及時切除全部油槍運行。

（三）提高暖機效果。一是選擇恰當的蒸汽參數：主汽壓力5.0MPa，再熱蒸汽壓力0.5～1.0MPa主、再熱汽溫度340～360℃，1小時后逐漸升至380℃并維持穩定運行；二是沖轉前30分鐘，投入過熱蒸汽減溫水，將主汽參數調整至沖轉過程中所需參數，防止主汽溫度大幅度波動；三是高壓旁路調整門維持在25～30%開度，低壓旁路調整門不大于35%開度；四是通過調整空冷島投入列數來提高背壓，一般維持背壓在20～25KPa；通過上述措施的采取，預啟閥開度會保持在7%以上開度，主汽流量不低于40噸/小時，蒸汽溫度與汽缸金屬溫差會維持在35℃左右，這樣會大大提高暖機效果。

（四）從運行角度減少高中壓主汽門出現的問題。一是沖轉前10分鐘，緩慢減小高壓旁調整門，同時開大低壓旁路調整門，使中壓主汽門前蒸汽壓力降至0.1MPa左右，將中壓主汽門開啟，恢復沖轉參數。二是中速暖機結束后通過開大高低旁路門和5%水旁路門降低主汽壓力，保持主汽壓力低于6MPa，能夠在閥切換過程中順利打開高壓主汽門，縮短機組啟動時間。

六、效果評價

（一）啟動時間縮短2.5小時，負荷率按60%計算，多發電90萬千瓦時，創造利潤27萬元。

（二）整個啟動過程輔機耗電量下降8.71萬千瓦時，節約費用2.61萬元。

（三） 整個啟動過程節省燃油5噸，節約費用4萬元。

七、結論

機組從投產至今，共啟動56次，通過逐漸摸索和積累經驗，機組啟動過程不斷得到優化，啟動費用逐次下降。但是從歷次啟動看，還有很大欠缺，主要表現在汽溫、汽壓控制瞬時值波動較大，溫升速度未能嚴格執行曲線，機組啟動關鍵節點控制銜接差等，還需在以后機組啟動過程不斷完善和改進。

參考文獻

[1]淺析火力發電廠汽輪機的優化運行 遼寧電力勘測設計院，馬宏山.

[2]600MW機組啟動維護說明書 哈爾濱汽輪機廠.

[3]通遼霍林河坑口發電有限責任公司集控運行規程.