600?MW超臨界機組鄰機加熱啟動技術

夏 靜

（中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002）

600?MW超臨界機組鄰機加熱啟動技術

夏 靜

（中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002）

介紹了某600 MW超臨界機組鍋爐啟動系統，闡述了設置鄰機加熱啟動系統的目的、方案、運行方式、聯鎖與保護功能，并對實施改造后節約啟動時間、節省成本的效果進行了分析。

直流爐；冷態沖洗；鄰機加熱

1 概述

某電廠2×600 MW汽輪機是東方汽輪機有限公司生產的超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、純凝汽式汽輪機，型號為N600-24.2/566/566；其鍋爐采用東方鍋爐廠有限責任公司制造的DG1900/25.4-Ⅱ1型超臨界變壓本生型直流鍋爐。

該電廠1，2號機組分別于2009年1月和3月投入商業化運行。2012年4月，通過技術改造，電廠機組利用鄰機蒸汽加熱實施啟動，達到了節約啟動時間、減少啟動能耗的目的。

2 鍋爐啟動系統

由于直流爐對水質要求較嚴格，為保證鍋爐受熱面內表面清潔，對停運時間較長(一般超過150 h)的機組應進行鍋爐清洗。鍋爐清洗的主要目的是清除沉積在受熱面內表面上的雜質、鹽分和腐蝕生成的氧化鐵等污垢。鍋爐清洗包括冷態沖洗和熱態沖洗2個階段。

2.1 冷態沖洗

機組冷態啟動時，鍋爐要首先進行冷態沖洗。冷態沖洗過程中，啟動給水泵，并隨著水冷壁溫的升高逐步提高給水溫度，保持給水溫度始終高于水冷壁溫40～50 ℃。當省煤器入口水質電導率小于1 μS/cm、Fe離子濃度小于100 μg/L、pH值為9.3～9.5時，冷態沖洗結束。

2.2 熱態沖洗

鍋爐冷態清洗結束后，開始點火。當啟動分離器入口溫度達到190 ℃(此時水中的溶解物濃度最大)時，鍋爐開始熱態沖洗。當省煤器入口給水Fe離子濃度不大于50 μg/L時，熱態沖洗結束。

在沒有鄰機加熱系統的情況下，鍋爐冷態沖洗完成后，需啟動鍋爐燃油系統。鍋爐點火后，隨工質溫度的逐漸升高，鍋爐升壓。將壓力控制在要求的范圍內，進行熱態清洗，并監測循環水質，待蒸汽品質合格后方可進行汽機沖轉。查詢汽機冷態啟動曲線可知，從鍋爐點火到機組并網約需12 h。

3 鄰機加熱啟動系統

3.1 設置鄰機加熱啟動系統的目的

設置鄰機加熱啟動系統是為了在無需鍋爐點火的情況下，通過鄰機加熱汽源提高鍋爐給水溫度，從而達到鍋爐熱態沖洗所要求的溫度，使鍋爐在點火時已處于“熱爐、熱風”的熱環境。

3.2 鄰機加熱啟動系統的設置方案

在機組啟動過程中，采用通過鄰機冷再熱蒸汽加熱啟動機組2號高壓加熱器給水的方案，達到熱態沖洗水溫的要求。

根據汽輪機廠家在不同工況下冷再熱蒸汽最大抽汽量的設計，通過對機組在100 %THA(汽輪機熱耗保證)工況、75 %THA工況及50 %THA工況下抽汽量的計算(不同工況下對應的抽汽參數見表1)，確定抽汽管徑大小。

通過抽汽量計算，鄰機加熱管道采用規格為Ф219×12 mm的碳鋼管，在鄰機負荷達75 %THA工況以上時，可滿足將給水加熱至190 ℃的需要。

通過設計計算及現場位置查看，確定設置方案為選取2臺機組冷再熱蒸汽至給水泵小汽輪機供汽母管(Ф377×22 mm)引出支管連接至各機2號高壓加熱器，母管增加氣控止回閥。

表1 不同工況下對應的抽汽參數

3.3 鄰機加熱啟動系統的運行

3.3.1 運行方式

在機組啟動過程中，首先啟動機組除氧器再沸騰加熱給水，隨之啟動給水泵進行冷態沖洗，直至除氧器水溫達到110 ℃。在此期間啟動機組建立真空，并進行鄰機冷再熱蒸汽來汽管道至啟動機組2號高壓加熱器的暖管、預熱。然后逐漸加大通向2號高壓加熱器的進汽量，將鍋爐進水溫度提升至190 ℃左右時，進行熱態沖洗并完成對鍋爐省煤器、水冷壁、分離器以及水系統聯箱的預暖和升溫。熱態沖洗完成后點火啟動鍋爐。在整個機組啟動過程中，鄰機冷再熱蒸汽可一直對2號高壓加熱器進行加熱，在鄰機不滿足抽汽要求或啟動機組并網帶負荷后，再進行2號高壓加熱器的進汽切換操作。

3.3.2 操作注意事項

(1) 2號高壓加熱器汽側投入時，注意控制加熱器溫升率應不大于2 ℃/min。

(2) 鄰機加熱管道暖管時，注意監視鄰機加熱管道壁溫變化情況，加強就地檢查，防止管道振動。

(3) 鄰機加熱蒸汽投入后，注意鄰機一、二段監視段壓力差值不得超限，否則控制本機2號高壓加熱器進汽電動門的開度，防止鄰機高壓缸末級葉片過負荷。

(4) 鄰機加熱系統投入后，注意控制本機2號高壓加熱器水位，并投入機側疏水擴容器減溫水。

3.4 聯鎖與保護

設置鄰機加熱啟動系統后，為確保機組安全運行，應增加以下聯鎖與保護。

3.4.1 聯鎖條件

冷再熱蒸汽逆止閥、鄰機加熱蒸汽電動門在本機汽輪機跳閘、發電機跳閘、OPC(用于過程控制的OLE)動作時，鄰機加熱啟動系統聯鎖關閉。

3.4.2 報警條件

根據汽輪機廠設計說明，當鄰機一段、二段抽汽壓力差值大于2.614 MPa時，鄰機加熱啟動系統報警。

4 實施鄰機加熱啟動后的效果

實施鄰機加熱啟動后，機組啟動從點火到并網約需8 h，整體啟動時間節約了4 h。除去鄰機用汽量，每次冷態啟動可節約標煤約50 t，節約助燃用油10 t，節省廠用電約18 000 kW，達到了預期效果。

5 結論

采用鄰機加熱啟動方式后，大大降低了機組在啟動過程所需的燃料量，同時也減少了廠用電，顯著降低了整個啟動過程所消耗的能源總量和啟動總成本。

采用鄰機加熱啟動技術不僅將鍋爐由原來的冷態啟動轉變為溫態啟動，并且使煙風系統的運行條件更優于溫態啟動，改善了鍋爐的點火和穩燃條件。同時，該啟動方式對于鍋爐氧化皮的產生有一定的抑制作用，顯著提高了機組啟動的安全性。

1 李 青，張興營，徐光照．火力發電廠生產指標管理手冊[M]．北京：中國電力出版社，2007.

2014-03-05。

夏 靜(1980-)，女，工程師，主要從事600 MW汽輪機運行、檢修及汽機專業設備技術改造等工作，email：kfdcx@163.com。