火力發電廠1000MW機組啟動鍋爐配置分析

楊振華

[摘 要]隨著我國經濟的快速發展，火力發電廠方面有了很大的變化，設備越來越先進，功能越來越完善。火力發電廠要想完成發電工作，離不開鍋爐的支持，需要使用鍋爐來輔助設備發電。啟動鍋爐作為火力發電廠中的重要組成部分，為電力企業的發展做出了巨大貢獻。一旦啟動鍋爐運用不當，會對發電廠造成影響，大大降低發電效率，所以必須要高度重視啟動鍋爐的資源配置。基于此，本文對我國火力發電廠啟動鍋爐進行了研究，以1000MW機組啟動鍋爐為例子進行分析，介紹了啟動鍋爐的各方面功能、形式等相關信息，從而分析出不同形式啟動鍋爐的性質，從而選擇合適的啟動鍋爐，進而提高火力發電廠的發電效率。

[關鍵詞]火力發電廠；1000MW；啟動鍋爐；配置；

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）02-0102-01

1、電廠啟動鍋爐功能介紹

啟動鍋爐作為發電廠中的重要組成設備，是大型火力發電廠中必不可少的設備之一，由于啟動鍋爐在電廠第一臺機組達到一定運行負荷后，即停止使用，且為間斷運行因此如何合理地選擇啟動鍋爐的容量和蒸汽參數，使其既能滿足機組安全啟動的要求，又能節約建廠投資是十分重要的。

由于現階段社會對電力的需求量越來越大，新建電廠的數量逐漸增多。在新建電廠中，啟動鍋爐主要在機組啟動時為鍋爐清洗、除氧器加熱、汽機軸封、給水泵汽輪機啟動用汽等各用汽點提洪滿足壓為、流量等參數要求的輔助蒸汽。由于各個設計特點各不相同，機組啟動期間用汽量也不同，工程設計中根據規程選啟動鍋爐容量。因此，有部分工程存在啟動鍋爐容量偏大，浪費工程投資的現象。

所以，本文通過研究1000WM機組，并結合其特點，對機組啟動過程中的各個階段的用汽量進行了分析，從而為發電廠鍋爐容量的認證提供資料。

2、啟動鍋爐型式的選擇

根據我國最新出臺的大型火電廠設計規范規定，所有新建的大型發電廠必須要根據規定建設。新建發電廠中的啟動鍋爐臺數與容量都必須符合新版的“大中型火力發電廠設計規范”啟動鍋爐燃料的選擇宜使啟動鍋爐及其系統的配置簡化。啟動鍋爐采用的燃料主要有燃煤、燃油和燃氣。據設計經驗，部分寒冷地區采用燃煤啟動鍋爐的電廠，由于燃煤啟動鍋爐上煤、除灰、排水等工藝設計簡陋，勞動條件差并引起天不境污染等。啟動鍋爐采用燃油或燃氣時，系統簡單可靠，運行操作方便，占地較小，對燃料的要求較燃煤啟動鍋爐低，同時在啟動期間燃油鍋爐污染物的排放較燃煤鍋爐要少。

3.啟動機組控制系統配置方案

“單元機組DCS按照功能分散和物理分散相結合的原則設計。DCS的覆蓋范圍包括鍋爐及其輔機（包括鍋爐吹灰系統）、汽輪發電機組除汽機控制系統、汽機緊急跳閘系統外的系統和附屬設備、廠用電和發變組的監視與控制，循環水泵房的控制、凝結水精處理系統的監視與控制也納入DCS范圍。完成數據采集系統（DAS）、模擬量控制系統（MCS）、順序控制系統（SCS）、鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）等功能。”[2]

CS采用EMERSON公司的OVATION系統，單元機組共配置了30對冗余的控制器，公用系統共配置了4對冗余的控制器。

4.機組啟動鍋爐配置方案分析

4.1 機組耗汽分析

（1）機組啟動時必須考慮的輔助蒸汽用汽項目。機組啟動時必須考慮的輔助蒸汽用汽項目為：a）除氧器冷態啟動加熱蒸汽；b）給水泵汽輪機啟動用蒸汽；c）主汽輪機以及給水泵汽輪機軸封用汽；d）制粉系統冷爐啟動暖風器用蒸汽；（2）其它輔助蒸汽用汽項目。機組啟動時需要考慮的其它輔助蒸汽用汽項目為：a）奢機消防蒸汽；b）給水泵汽輪機調試用蒸汽。

機組啟動中各用汽點蒸汽量計算。（1）鍋爐清洗工況所需蒸汽量、對于超超臨界直流爐來，由于鍋爐點火前對給水品質有著比較嚴格的要求。為此，通常機組在初次啟動或長期停爐后啟動前，需對鍋爐進行清洗。鍋爐清洗包括冷態清洗和熱態清洗兩個階段，首爐啟動時冷態清洗所需蒸汽量需由啟動鍋爐提供，所以啟動鍋爐的容量首先需滿足鍋爐冷態清洗的要求。冷態清洗耗汽量可以與其它蒸汽用戶在時間上錯開；（2）除氧器冷態啟動工況所需加熱蒸汽量。為減少除氧器以及鍋爐各受熱面的低溫腐蝕，保證其使用壽命，機組在啟機之前應對除氧器內的水進行加熱，除氧器冷態啟動加熱蒸汽量如下：G=[Q×（Hw-Hw0）]/（Hs-Hw）。在計算公式中的G為除氧器冷態啟動加熱所需的蒸汽量，單位為t/h；Q為冷態沖洗需要的水量，單位是t/h，Hs一加熱蒸汽焓值，Hw0為給水在初始水溫下的焓值，Hw為給水被加熱后水溫對應的焓值；正常情況下，除氧器水箱進水溫度為2℃，給水溫度為40℃。除氧器水箱水加熱至40℃，在滿足機組上水條件后，啟動給水泵，鍋爐開始升負荷。此時凝結水泵同時啟動，給除氧器供水，以保證除氧器水位。目前國內除氧器運行方式大多按照四段抽汽壓為低于0.147MPa時，給水加熱用蒸汽由輔助蒸汽提洪，除氧器采用定壓運行方式。

4.2 啟動鍋爐蒸汽用戶用量統計

4.3 設備價格對比

參考火電工程限額設計參考造價指標，本次參考的指標為2013年水平，50t/h啟動鍋爐為355萬元，45t/h啟動鍋爐為325萬元，35t/h啟動鍋爐為260萬元。如果在火力發電廠當中采用電動啟動給水泵所需要的費用為620萬元，雖然采用電動啟動給水泵能減少啟動用汽量，降低啟動鍋爐容量，但設備費用增加了同時，如采用電動給水泵還要額外考慮安裝費用綜上，采用兩臺45t/h的啟動鍋爐是比較經濟合理的。

5、結束語

火力發電廠作為我國最為重要的電力建設工程，在我國占據十分重要的地位，是我國電力的源泉。因此，我們必須要高度重視發電廠的建設，提高啟動鍋爐效率，從而提高發電效率。通過分析我國火力發電廠的啟動鍋爐之后，可以清楚的知曉1000WM機組啟動鍋爐的容量、型號以及性能，從而選擇合適、經濟的啟動鍋爐。

參考文獻

[1] 秦文學，魏永志.超超臨界1000WM機組汽輪機啟動方式及旁路系統選擇探討[J].山東電力技術，2006（08）.

[2] 陳祿，張潤軍，邊鋒濤，刁培超.超臨界火電機組鍋爐單層等離子無油啟動的探討與實踐[J].陜西電力，2011（10）.

[3] 徐甫榮.發電廠輔機電動機節能改造技術方案分析[J].電氣傳動自動化，2001（01）.