600MW燃煤電廠啟動鍋爐選型設計研究

鄭海濤++陳名玉

摘 要：文章主要介紹江西某600MW大型燃煤火力發(fā)電廠配置啟動鍋爐的容量選型計算方法，并得出合理方案。

關鍵詞：燃煤火力發(fā)電廠；啟動鍋爐；容量選型

中圖分類號：PM621 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0084-02

Abstract： In this paper， the capacity selection method of 600MW coal-fired power plant in Jiangxi Province is introduced and the reasonable scheme is obtained.

Keywords： coal-fired power plant； start-up boiler； capacity selection

引言

啟動鍋爐是新建大型火力發(fā)電廠不可缺少的輔機設備，是新建電廠第一臺機組啟動時向輔助蒸汽系統(tǒng)供汽的唯一汽源，它直接影響主機的安全啟動[1]。由于啟動鍋爐運行時間較短，如何合理地選擇啟動鍋爐的容量和蒸汽參數(shù)，使其既能滿足機組安全啟動的要求，又能節(jié)約建廠投資是十分重要的。 本文將論述啟動鍋爐的容量選型計算，并對使用汽動給水泵和汽動引風機對啟動鍋爐容量的影響以及經(jīng)濟性進行方案比較，推薦配置合理的啟動鍋爐。

1 主機參數(shù)

本工程為新建兩臺600MW機組，鍋爐為上海鍋爐廠生產的超超臨界參數(shù)變壓運行、直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架、全懸吊結構、四角切圓燃燒方式，Π型鍋爐。

2 系統(tǒng)設計原則

根據(jù)《大中型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》（GB50660-2011）及

《火力發(fā)電廠啟動鍋爐系統(tǒng)設計技術導則》（Q/DG 1-J007-2010），啟動鍋爐宜優(yōu)先選用燃油或燃氣鍋爐，對于600MW級機組，非采暖區(qū)及過渡區(qū)為1×35t/h，采暖區(qū)為2×35t/h。

啟動鍋爐參數(shù)宜采用低壓參數(shù)，壓力參數(shù)通常為1.30MPa，出口蒸汽溫度通常為350℃，用汽點與啟動鍋爐之間的阻力損失計算按照DL/T5054《火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)定》。

啟動鍋爐容量應只考慮啟動中必要的蒸汽量，不考慮裕量和汽輪機沖轉等調試用汽量、可暫時停用的施工用汽量及非啟動用的其他用汽量。啟動鍋爐系統(tǒng)應力求簡單、可靠和運行操作簡便，其配套輔機不宜設備用。

啟動鍋爐宜選用制造廠標準系列中的產品。在條件允許的情況下，可采用制造廠成熟的系統(tǒng)設計及布置方案。

3 啟動鍋爐容量的選型計算

機組啟動必需的主要用汽點為除氧器的啟動加熱蒸汽、汽輪機的汽封用汽以及等離子點火用汽。本工程給水泵配置方案采用100%汽動給水泵+電動啟動給水泵方案，第一臺機組投產時不需要啟動鍋爐向汽動給水泵小機供汽；本工程引風機配置方案推薦采用2×50%汽動引風機+一臺40%容量電動啟動引風機方案，備選方案采用2×50%電動引風機方案，因此第一臺機組投產時也不需要啟動鍋爐向汽動引風機小機供汽。機組輔助蒸汽系統(tǒng)蒸汽用戶用汽量平衡表如下：

4 啟動鍋爐的系統(tǒng)配置

啟動鍋爐系統(tǒng)主要設備有：啟動鍋爐本體、給水泵、送風機、鋼制煙囪、水箱及定期排污擴容器。主要設備的選型計算原則如下：

（1）啟動鍋爐本體： 啟動鍋爐容量計算只考慮啟動中必

需的蒸汽量，不考慮主汽輪機沖轉調試用汽量、可暫時停用的施工用汽量及非啟動用的其他用汽量。

（2）給水泵：啟動鍋爐系統(tǒng)給水泵的選擇應根據(jù)給水系統(tǒng)的阻力值、啟動鍋爐的出力等因素確定。給水泵采用單臺離心泵，給水泵的流量裕量系數(shù)為10%，揚程裕量系數(shù)為20%。

（3）送風機：啟動鍋爐系統(tǒng)送風機的選擇應根據(jù)送風系統(tǒng)的阻力值、啟動鍋爐燃燒所需的風量等因素確定。送風機采用單臺離心風機，送風機的流量裕量系數(shù)為10%，壓頭裕量系數(shù)為20%。

5 汽動給水泵對啟動鍋爐容量的選型影響及經(jīng)濟性比較

給水泵是電站熱力系統(tǒng)中的重要設備，對電站的安全性和經(jīng)濟性具有十分重要的影響。本工程已論證了給水泵配置電動啟動給水泵方案的合理性和可靠性，同時論證了不設電動給水泵直接采用汽動給水泵啟動的可行性。

若不設啟動給水泵，則在機組啟動時，直接由汽動給水泵啟動機組，此時必須由啟動鍋爐來的輔助蒸汽向給水泵的汽輪機供汽。所需要增加的100%汽動給水泵調試、首臺機組沖管及啟動蒸汽量大約為10～35t/h，因此本工程啟動鍋爐容量需暫選定為70t/h。

35t/h容量的啟動鍋爐每小時耗油量約為2800kg，設備價格大約為260萬人民幣；70t/h容量的啟動鍋爐每小時耗油量大約為5700kg，設備價格大約為500萬人民幣。一臺30%BMCR啟動電動給水泵的軸功率大約為4200kW，設備價格大約為200萬人民幣，兩臺機組共設置一臺，設備投資共需200萬人民幣。現(xiàn)市場0號輕柴油價格約為每噸8250元人民幣，廠用電價格為0.32元人民幣/度。那么設置電動給水泵所節(jié)約的投資見表2：

表2 給水泵不同方案技術經(jīng)濟對比表

從表2可以看出，取消電動給水泵直接由汽動給水泵啟動會使啟動鍋爐容量增大，啟動鍋爐的投資費用及燃油費用都加大，設置電動給水泵方案可節(jié)約投資288.4萬人民幣，其經(jīng)濟效益顯著。本工程推薦采用電動啟動給水泵啟動方案，對應的啟動鍋爐容量為35t/h。

6 汽動引風機對啟動鍋爐容量的選型影響及經(jīng)濟性比較

引風機是電廠中的重要設備，也是電廠中的耗電大戶。本工程已論證了引風機的配置方案為兩臺50%容量汽動引風機+一臺40%容量的電動啟動引風機的合理性及可靠性。

本工程若引風機啟動使用汽動引風機，將會使啟動鍋爐容量由35t/h增大到50t/h。50t/h的啟動鍋爐每小時耗油量約為4100kg，設備價格大約為360萬人民幣；一臺40%容量的電動啟動引風機軸功率約為3500kW，設備價格約為170萬人民幣，本期工程兩臺機組共設置兩臺，設備投資共需340萬人民幣。現(xiàn)市場0號輕柴油價格約為8250元人民幣/噸，廠用電價格為0.32元人民幣/度。根據(jù)相似工程的調試方案的相關資料，第一臺機組酸洗、沖管、調試及啟動所需時間，正常情況下大約140小時左右，由于機組酸洗、沖管、調試及啟動過程中，啟動鍋爐不是全部時間都是滿負荷運行，180小時折算為100%滿負荷運行時間大約為110小時。那么由于采用電動啟動引風機所增加的投資見表3：

表3 引風機不同方案技術經(jīng)濟對比表

從表3可以看出，采用電動啟動引風機的方案會使工程投資運行成本增加134.42萬人民幣。但考慮在機組跳閘后爐膛吹掃和RB狀態(tài)下維持機組出力不低于50%的要求，使用電動啟動引風機優(yōu)點明顯，而且，采用電動啟動引風機后機組啟停靈活，減少機組啟動時間，因此本工程推薦配置40%容量的電動啟動引風機啟動方案，對應啟動鍋爐容量為35t/h。

7 結束語

綜合考慮機組啟動階段的必需用汽量，經(jīng)過計算，結合給水系統(tǒng)，汽動引風機系統(tǒng)方案的配置，本工程推薦配置一臺1×35t/h容量啟動鍋爐，啟動鍋爐參數(shù)為1.3MPa，350℃。

參考文獻：

[1]林鎮(zhèn).超超臨界機組啟動鍋爐選型分析[J].能源與節(jié)能，2015（7）：160-161.

[2]李朝陽.燃煤電廠鍋爐運行調整研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（28）：152.endprint