660MW機組高加隨機啟動技術優化

羅凱鎣

摘 要：本文結合目前大型火力發電廠高壓加熱器的常見設計運用，介紹了對660MW機組高加隨機啟動技術進行優化后，在提升機組運行安全性和經濟性上取得的顯著成效，并指出了高加隨機啟動的注意事項。

關鍵詞：高加隨機啟動；安全性；經濟性；注意事項

中圖分類號：TK123 文獻標志碼：A

0 前言

大埔發電公司2×660MW超超臨界燃煤發電機組，汽輪機為上海汽輪機廠制造生產，型號為N660-25/600/600的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、采用八級回熱抽汽、反動凝汽式機組。與上海鍋爐廠制造的超超臨界參數變壓運行螺旋管圈、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、四角切圓燃煤直流爐以及上海發電機廠制造的QFSN-660-2三相同步汽輪發電機配套。每臺機組設置3臺高壓加熱器，1、2、3號高加抽汽分別來自高壓缸14級后、高壓缸排汽、中壓缸的發電機側5級后，疏水均采用逐級自流疏水方式，3號高壓加熱器出口的疏水疏入除氧器；1～3號高加事故放水和除氧器溢放水均排到凝汽器疏水擴容器。

機組投運初期，高加水側一般在鍋爐上水時投入，機組冷態啟動時高加汽側則是在機組并網后帶低負荷暖機（約100MW）時投入。這種啟動方法經濟性差，高加暖體時間長，延長機組啟動時間；高加投入時容易出現虛假水位而引起高加汽側退出，操作難度大；溫升率難于控制，易出現溫差大，影響高加使用壽命，甚至導致高加管板泄漏，進而影響高加使用率，也將降低機組運行的經濟性和安全性。為了解決以上問題，公司結合機組實際運行情況，開展了高加隨機啟動技術的優化研究，通過采用優化后的技術，在提升機組運行安全性和經濟性上已經取得了顯著成效。

1 高加隨機啟動技術優化及注意事項

（1）鍋爐點火至熱態清洗結束后2號高加暖體并部分投入

在鍋爐點火前確保高加水側已投入正常運行，高加汽側具備投運條件。待鍋爐點火、熱態清洗結束后，就可根據蒸汽參數開啟二段抽汽逆止門、2號高加危急疏水門，稍開二段抽汽電動門，對2號高加進行暖體，暖體結束后逐漸調整二段抽汽電動門開度至30%左右，實現2號高加“隨爐啟動”。待汽機暖閥前，需聯系熱工人員強制二段抽汽逆止門條件滿足。

（2）汽機沖轉至360r/min低速暖機時1號高加暖體并部分投入

機組冷態啟動過程中，當汽機走步、沖轉至360r/min時，需要低速暖機一小時。此時，高壓缸已有少量蒸汽進入，即開啟一段抽汽逆止門、1號高加危急疏水門，稍開一段抽汽電動門，對1號高加進行暖體，暖體結束后逐漸調整一段抽汽電動門開度至20%左右，實現1號高加“隨機啟動”。

（3）汽機沖轉至3000r/min時3號高加暖體并部分投入

機組冷態啟動過程中，當汽機走步、沖轉至3000r/min時，中壓缸已有少量蒸汽進入，即開啟三段抽汽逆止門、3號高加危急疏水門，稍開三段抽汽電動門，對3號高加進行暖體，暖體結束后逐漸調整三段抽汽電動門開度至20%左右，實現3號高加“隨機啟動”。

（4）機組并網帶初始負荷后逐漸投入高加汽側

機組并網后需帶初始負荷進行低負荷暖機，待機組負荷﹥80MW后，逐步開大一、二、三段抽汽電動門至全開，投入高加汽側運行，此時需要控制高加汽側溫度和壓力緩慢上升，高壓加熱器出水溫度變化率≤3℃/min。待機組負荷﹥112MW后，檢查高加運行正常，將三臺高加疏水逐級回收，逐步送至除氧器。

（5）高加隨機啟動的注意事項

高加隨機啟動過程中，應該嚴格控制高加汽側溫度和壓力緩慢上升，高壓加熱器出水溫度變化率≤3℃/min；機組并網前高加已部分投入運行，待機組并網帶暖機負荷過程中應注意高加水位變化，防止高加滿水。

2 高加隨機啟動技術優化運用情況

2.1 高加隨機啟動提升安全性

高加隨機啟動，與機組滑參數啟動同步，進入汽缸的蒸汽參數緩慢增加，使得高加抽汽的溫度、壓力、流量及高加出水溫度也是逐漸上升的，這樣可使高加管板和管系均勻的加熱，相應的熱應力減小，能夠減少高加熱沖擊，降低高加管口焊縫和管道受損而泄漏的可能性，延長管材壽命。高加隨機啟動時，加熱器壓力是均勻緩慢上升的，有利于加熱器水位的控制，避免產生虛假水位，影響機組運行安全性。

高加隨機滑啟還可以改善汽機本體汽缸的疏水條件：汽機啟動初期，進入汽缸蒸汽的溫度、流量低，同時汽缸溫度低，使得蒸汽凝結成水，這些疏水如果不能及時疏走，勢必造成汽機各級葉片發生水蝕現象；同時汽缸存在疏水，可能將使汽機上下缸產生的溫差超過限度，造成機組脹差超限。低速暖機時投入1號高加，則相應增加了汽機高壓缸的進汽量，也增加了內缸疏水的排放，改善機組熱膨脹特性，減少脹差。

2.2 高加隨機啟動提高經濟性

（1）更早地提高了給水溫度

在機組冷態啟動期間，提高給水溫度主要靠輔汽聯箱對除氧器加熱。而除氧器汽源來自臨機輔汽或者啟動爐，由于長期單機運行，我廠機組啟動用輔汽基本來自啟動爐，且啟動爐容量小、用戶多。受來汽參數限制，用輔汽聯箱投除氧器加熱后給水溫度一般不超100℃。隨著2號高加的“隨爐啟動”，待再熱器起壓后，就可以投入2號高加，對給水進行加熱，可將汽機啟動前給水溫度提高至120℃以上，這部分蒸汽的熱量得到了利用，避免直接通過低旁進入凝汽器產生冷源損失。

（2）縮短了并網至完全投入高加所需的時間

隨著高加隨機啟動技術的優化，在并網前高加已經得到了充分的預暖并且已部分投入，可有效縮短機組并網后完全投入高加所需的時間。據查閱歷史數據，機組投產早期由并網至完全投入高加，需耗費兩個小時以上，而采用技術優化后均只需約1個小時，就可在并網后完全投入高加。

（3）降低了投高加汽側的操作難度，提高了安全性

以往常出現在投1號高加時出現虛假水位而引起汽側跳閘，影響鍋爐的給水溫度；高加溫升率也較難控制。隨著高加隨機啟動技術的優化，降低了投高加汽側的操作難度，高加溫升率也得到較好的控制，有利于高加的安全運行和使用壽命。

（4）為機組啟動過程中盡早投入脫硝系統創造有利條件

根據《關于污染物超標規定及SCR投運的要求》，氮氧化物從機組并網開始進行超標考核，為此必須采取有效措施爭取減少機組啟動過程中氮氧化物超標考核。通過對高加隨機啟動技術的優化，縮短了并網至完全投入高加所需的時間，為并網后盡快提高給水溫度創造了有利條件。通過給水溫度的提高，可減少冷源損失，有利于提高爐膛出口煙氣溫度。同時，盡早投入高加，增加了汽機的進汽量，使汽機暖機更充分，有利于提高汽機應力裕度，為鍋爐盡快提高主、再熱汽溫，減少對煙氣的吸熱量、提高進入SCR的煙氣溫度創造了有利條件。據查閱歷史數據，綜合采取高加隨機啟動技術優化等措施，機組并網至投入脫硝系統所需時間已實現從8個小時縮短至6個小時。

結語

通過對我廠高加隨機啟動技術的優化運用，在提高機組運行安全性和經濟性方面已體現出該技術的顯著成效。在國家提倡節能減排的大環境下，高加隨機啟動技術值得繼續深入研究優化和大力推廣。

參考文獻

[1]張雷，任葉君，周哲一.30萬機組高加隨機啟動的研究[J].內蒙古科技與經濟，2016（5）：101-102.

[2]于淑梅.回熱加熱器變工況端差基準值研究[J].發電設備，2010（3）：169-171.

[3]張樂天. 高壓加熱器隨爐啟動方式的研究[J].中國新技術新產品，2015（21）：48-49.