600MW超臨界機組汽泵代替電泵啟動分析

摘 要：文章介紹了金灣發電公司兩臺600MW超臨界機組采用汽泵代替電泵全程啟動操作實踐，分析了采用這種操作方法的要點及存在問題，對機組節能降耗和同類型機組具有借鑒意義。

關鍵詞：超臨界機組；汽泵代替電泵；啟動；節能

1 系統簡介

廣東珠海金灣發電有限公司3、4號機組為600WM國產燃煤超臨界機組，其三大主機采用上海三大動力廠生產的設備。鍋爐由上海鍋爐廠生產的超臨界螺旋管圈、一次中間再熱、平衡通風、四角切圓燃煤直流爐。汽輪機為上海汽輪機有限公司生產的N600-24.2/566/566超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機。每臺機組配有兩臺50%容量汽動給水泵和一臺25%容量的電動給水泵。汽動給水泵小汽機是由上海汽輪機有限公司提供的ND（Z）84/79/07型13.5MW變轉速凝汽式汽輪機，汽動給水泵是由沈陽水泵廠提供的14×14×16A-5STGHDB型。電動給水泵是由沈陽水泵廠提供，型號為8×10×14-6STGHDB：電動給水泵額定功率和額定電流分別為8000KW、858A。

供小汽輪機的汽源有：主機四抽汽源、再熱冷段、鄰機輔助汽源（包括珠海電廠1、2號機輔助汽源）。鄰機輔助汽源作為小機的調試及啟動用汽，機組正常運行中小機的汽源通常是本機的四段抽汽，再熱冷段汽源作為小機的高壓備用汽源。

2 使用汽動給水泵代替電泵啟動的原因

為配合海國甲、乙線防風加固工作，金灣電廠3、4號機組于2015年12月9日至23日全停，22至23日，3、4號機組陸續啟動機組。啟動時廠用電由啟備變供。電泵額定電流為800A，機組啟動時運行時間長。前置泵額定電流63A，若能代替電泵將能節省不少廠用電。

從操作安全角度分析，汽泵組啟動上水減少了電泵的啟停和電泵/汽泵切換過程，減少了運行人員的操作量，減小了操作風險，減小了電泵啟停對其他6kV廠用設備的沖擊；同時電泵啟停速度快，作為備用比汽泵備用的可靠性大大提高。

3 汽泵代替電泵啟動可行性分析

3.1 鍋爐冷態上水

單臺汽泵前置泵給鍋爐上水，用汽泵出口電動閥節流控制流量。

上水完成后，用兩臺汽泵前置泵并列運行，通過汽泵再循環閥及省煤器進口電動閥配合完成鍋爐變流量沖洗。并控制流量500-550T/h，建立啟動流量。

3.2 鍋爐升溫升壓時的給水

隨著鍋爐壓力的上升，當前置泵無法滿足給水流量的要求時，沖轉小汽機。此時由于鍋爐處于升溫升壓過程，因此凝汽器真空已經建立，小汽機具備沖轉條件。通過汽動給水泵的升速，讓給水泵建立足夠的壓頭。

3.3 給水流量的控制

鍋爐冷態上水時，由于前置泵的額定流量遠大于鍋爐啟動流量，因此需要對前置泵流量進行節流。在系統注水初期，使用汽泵出口電動閥進行節流，實現給水系統和鍋爐本體的注水。注水完畢，通過省煤器入口電動閥節流，全開汽泵出口電動閥，控制給水流量在500t/h或600t/h。鍋爐升溫升壓過程中，通過汽泵轉速、省煤器入口電動閥來控制給水流量在500t/h或600t/h。在此之前，省煤器入口電動閥為精調，汽泵轉速為粗調。升速至2300rpm后，汽泵轉速投自動。

3.4 汽源

機組啟動初期汽泵可使用輔汽蒸汽沖轉，蒸汽壓力可滿足要求。

3.5 汽泵沖轉與流量控制的矛盾

汽泵原設計只能在600rpm、1800rpm停留，不能在臨界轉速2154rpm停留。因此汽泵沖轉過程中，目標值600rpm、1800rpm需根據鍋爐壓力來決定何時沖轉及停留的時間。沖轉、升速會造成給水流量發生變化，此過程中需操作汽泵再循環閥配合。

4 純汽泵機組啟動過程

（1）單臺汽泵前置泵給鍋爐上水，用汽泵出口電動閥節流控制流量。（2）上水完成后，用兩臺汽泵前置泵并列運行，通過汽泵再循環閥及省煤器進口電動閥配合完成鍋爐變流量沖洗。并控制流量500噸-550噸/小時，建立啟動流量。（3）鍋爐點火，烘干，烘干期間將一臺汽泵用輔汽沖轉至600RPM（單前置泵運行時，汽泵也會被水流帶至450RPM左右）。（4）鍋爐烘干后，起壓，期間通過省煤器進口電動閥全開和兩臺汽泵再循環閥控制給水流量500噸-550噸左右。（5）當給水母管1MPa時，主汽壓力0.3MPa左右，通過省煤器進口電動閥全開和兩臺汽泵再循環閥已不能滿足550噸給水流量，此時將一臺汽泵轉速繼續升高至1500RPM左右，單獨帶水，退出另一臺前置泵。能滿足550噸左右給水流量，小機排汽溫度也能控制在80度以下。（6）鍋爐繼續升壓，通過控制單臺汽泵轉速為主、再循環閥為輔控制給水流量，特別是注意避開小機臨界轉速2150RPM。（7）完成鍋爐吹管操作。（8）機組并網，負荷250MW，SCR投入后，用四抽啟動第二臺汽泵，并入給水。（9）將用輔汽沖轉的第一臺汽泵退出，汽源切換為四抽后并入給水。（因擔心汽源切換期間轉速不穩，發生搶水）（10）啟動完成。

5 存在問題及建議

因汽泵啟動時采用輔助蒸汽，機組帶負荷后需要切換小機汽源，因輔助蒸汽壓力0.75MPa，切換時四抽汽源僅0.2-0.3MPa左右，兩路汽源不匹配，為保證給水流量穩定，目前采用先退出淅泵，切換汽源后再并入汽泵，操作量大，也不利于機組快速帶負荷。建議在兩臺機組輔汽供小機調試汽源管路上（手動總閥后）增加壓力調節閥及壓力變送器，好處有以下三點：一是方便汽源切換，直接遠方操作即可，汽泵轉速控制穩定，不用退出汽泵。二是啟動時可以降低壓力沖轉，有利于控制小機排汽溫度。三是增加調閥后第一臺汽泵啟動時可以降低壓力至0.1MPa左右沖轉，可能可以控制排汽溫度至120℃以下，機組提前抽真空后，全程可以用單臺汽泵控制，可能不用啟動每二臺前置泵。

6 結束語

兩臺機組啟動過程全程均由汽動給水泵完成，未啟動電動給水泵，節約了大量的廠用電，對于現在日益頻繁調峰機組的節能效果更加明顯，提高了機組的經濟性；同時減少了對電泵使用，減少了操作風險，實現電泵可靠備用，提高啟動安全系數，提高了機組的運行安全性。為同類型機組提供借鑒意義。

參考文獻

[1]廣東珠海金灣發電公司集控運行手冊[Z].

[2]沈陽水泵股份有限公司[Z].