1000MW高效超超臨界直流鍋爐啟動系統不裝設啟動循環泵的技術特點及分析

摘 要：文章首先介紹了超超臨界直流鍋爐啟動系統的分類，然后從工程實例出發，分析了不裝設啟動循環泵的技術特點及與裝設啟動循環泵的技術的經濟比較，希望為類似工程提供參考借鑒。

關鍵詞：直流鍋爐；啟動循環泵；技術特點；經濟性

我國經濟社會快速發展的同時，對于電力資源的需求不斷增加，受限于國家提出的節能減排要求，電廠在生產運行期間，必須創新發電技術，例如超超臨界直流鍋爐發電技術。其中，啟動系統的安全性和經濟性，直接影響到電力生產質量，成為電廠管理工作的關鍵，以下針對是否裝設啟動循環泵進行深入探討。

1 超超臨界直流鍋爐啟動系統的分類

1.1 外置式分離器啟動系統

外置式系統指的是啟動分離器在機組啟動、停運期間投入運行，在直流負荷運行時則排除在系統之外，主要適用于定壓運行的條件。由于該系統操作復雜，氣溫難以控制，難以滿足快速啟動或停止的要求，因此目前基本已經淘汰。

1.2 內置式分離器啟動系統

內置式系統設在蒸發區段和過熱區段之間，啟動分離器在機組啟動、運行、停運時，均會投入運行。鍋爐正常運行時，啟動分離器僅具有連接通道的作用；鍋爐在低負荷狀態運行時，啟動分離器則濕態運行，具有汽水分離的作用。該系統具有操作簡單、避免氣溫波動的優勢，因此應用廣泛。根據系統工作原理的不同，主要分為擴容式、循環泵式、啟動疏水熱交換器等類型。

2 1000MW高效超超臨界直流鍋爐啟動系統概述

以陜西能源趙石畔煤電有限公司為例，#1、#2鍋爐采用東方鍋爐股份有限公司生產的型號為DG2906.3/29.4/605/623-II3的高效超超臨界參數變壓直流爐、前后墻對沖燃燒、一次再熱、平衡通風、固態排渣、緊身封閉、全鋼構架懸吊結構II型鍋爐。公司內的鍋爐啟動系統，不裝設啟動循環泵，爐前沿寬度方向布置2個汽水分離器、1個儲水箱；每個分離器上方沿切向布置6根進口管、2根出口管；鍋爐濕態運行時，水冷壁出口的汽水混合物經分離器分離，蒸汽進入頂棚過熱器；分離出的水進入下部儲水箱，水質合格排至汽機凝汽器。

3 不裝設啟動循環泵系統構成

啟動循環系統由內置式汽水分離器、儲水罐、儲水罐水位調節閥、等組成。不裝設鍋爐啟動循環泵，儲水罐水位調節閥后啟動疏水直接進入冷凝器，系統構成簡單，運行安全可靠，投資省。

4 不裝設啟動循環泵技術特點

該系統結構設置簡單，而且運行具有安全性和可靠性；沒有啟動循環泵，能減少相應的檢修、維護工作量，降低維護成本，節約設備電耗；另外，初期投資金額明顯降低。就目前而言，安徽安慶電廠、寧夏靈武電廠、山東鄒縣電廠中的1000MW超超臨界機組均采用本方案，結果顯示運行良好。

缺點則包括兩個方面：第一，在啟動時間上，相比于設置啟動循環泵的啟動系統，啟動時間更長，因此增加了啟動費用。第二，在鍋爐熱效率上，系統啟動時會受到高壓加熱器、低壓加熱器、爐內熱量的影響，必須通過冷凝器進行冷卻降溫，從而損失一定熱量。相比于設置啟動循環泵的系統，熱效率較低。

5 系統運行的技術經濟性分析

第一，基本技術經濟比較，見表1。

第二，冷態啟動次數經濟比較。隨著百萬機組投運臺數的增加，不斷積累運行經驗，設備制造質量得以提高，因此機組的可靠性穩步提高。截止2015年8月，國內已經運行的百萬機組超過82臺，能夠長期高負荷運行，其冷態啟動次數可以按照1次/年考慮。基于此，機組因大修、小修等因素，在壽命期內的冷態啟動次數按照1次/年考慮，經濟對比見表2。

6 不裝設啟動循環泵具有以下優缺點

優點：（1）系統布置簡單，運行安全可靠。（2）不裝設啟動循環泵，降低了鍋爐運行、檢修維護工作量。（3）維護簡單，維護成本低。且能節省啟動循環泵等設備的電耗。（4）可節約初期投資。

缺點：（1）單從啟動時間看，其啟動時間相對于帶啟動循環泵的啟動系統來說要長一些，啟動費用相對增加。（2）從鍋爐熱效率看，不帶BCP循環泵的啟動系統由于在啟動時高、低壓加熱器及爐內的熱量，要通過冷凝器來冷卻，熱量有一定的損失，因此相比較帶啟動循環泵的系統而言，其熱效率要低些。

7 結束語

針對1000MW高效超超臨界直流鍋爐，啟動系統設置啟動循環泵，能縮短啟動時間、減少熱量損失和補給水量，有利于控制蒸汽溫度，從而滿足汽機沖轉參數的要求，因此該系統適合頻繁啟動、帶循環負荷的運行機組，但在基本負荷運行機組中，運行經濟性差。不裝設啟動循環泵，系統本身簡單可靠，運行維護方便，尤其是初期投資小，而且國內已有成功運行業績。綜上所述，按機組每年冷態啟動少于3次來計算，不設置啟動循環泵則更為經濟。

參考文獻

[1]楊路生.1000MW超超臨界機組爐水循環泵節能效益分析[J].鍋爐制造，2013（04）：13-15.

[2]劉熙.1000MW超超臨界機組鍋爐啟動特性分析[J].機電信息，

2015（06）：38，39.

作者簡介：孫軍琪（1972，06-），男，漢族，陜西省寶雞市扶風縣召公鎮，陜西能源趙石畔煤電有限公司，現為技師、助理工程師職稱，大容量火力發電機組經濟性研究。