660MW超超臨界機組啟動期間節能探討

孫忠鋼

摘要：在全社會倡導節能降耗，綠色發電的環境下，在發電企業競爭日益激烈的今天，怎樣深挖機組潛力，將機組節能工作做到實處，提高企業的效益和競爭力，樹立綠色發電形象，增加企業影響力是大勢所趨。

超超臨界機組在機組啟動階段如何節能，從節水、節電、改變啟動方式方法等方面闡述機組啟動期間的各種節能方法，多角度綜合討論啟動各階段的方案，力求對超超臨界機組啟動階段的節能提出好的建議。

關鍵詞：節油；節電；節水

一.前言

在機組啟停階段，大部分發電企業還是以安全為主，相對節能工作較薄弱，而機組啟停期間的所產生的油、水等工質的損耗非常大，一般情況一臺660MW萬以上的機組冷態啟停一次的費用近百萬，而目前由于煤電的生存壓力越來越大了，深度調峰和頻繁啟停已經成為常態，所以如何在保證安全的前提下做好機組啟停期間的節能工作，對企業降低成本，提高效益意義重大。

---一般情況，年利用小時在6000小時以上機組啟停1次年平均發電煤耗影響0.04～0.08g/kWh；

---冷態啟停1次影響發電煤耗0.07～0.08g/kWh；

---溫、熱態啟停0.05～0.06g/kWh；

---極熱態啟停0.04g/kWh。

啟停1次對發電煤耗的影響量=6000以上1小時啟停1次對發電煤耗的影響量×

二.機組啟動期間節水探討

（1）低壓側沖洗根據檢修期間不同的檢修工作內容，采用合理的沖洗方式，比如凝結水系統和除氧器沒有檢修工作，適宜采用凝泵—低加-除氧器-凝泵大循環進行沖洗，沖洗過程中縮短化驗周期，按規定投入前置過濾器，水質合格及時回收，減少低壓側沖洗水量損失。通過以往機組啟動的經驗來看，采用大循環沖洗相對沖洗時間短，能夠及早投入前置過濾器，減少了沖洗用水。如凝結水系統或低加有內部檢修工作，而除氧器沒有工作，則應該進行分段沖洗，防止除氧器的二次污染。

（2）鍋爐上水后及時啟動爐水循環泵，加大沖洗動能，通過經驗摸索采用變流量沖洗方式，也就是沖洗方式與化驗周期相匹配，大流量沖洗一定時間后降低流量等待水質報告，根據水質情況采取不同的沖洗方式，以提高沖洗效果，同時要求化學縮短化驗周期，及時進行化驗，水質合格及時回收。

（3）凝結水系統、給水系統運行后，要及時全面檢查各疏水和系統是否泄漏，避免檢修期間系統閥門狀態變化導致跑水現象。

（4）化學化驗結果直接影響水質是否能夠回收，這就需要盡量縮短取樣周期，采取連續化驗方式，及時得到各個關鍵環節的水樣結果，使運行人員能夠及時對工質進行回收。

（5）摸索合理的燃燒方式，在機組啟動階段濕態運行方式下，保持給水流量與蒸發量的平衡，避免高熱量合格給水通過分離器外排，即節約燃料量，還回收了給水。

（6）在機組啟動階段，空預器投入連續吹灰，由于吹灰汽源采用鄰機輔汽或啟動爐，吹灰疏水水質沒有問題，但在機組停運期間吹灰系統的檢修工作或停備保養期間的氧化腐蝕，需要對吹灰疏水系統進行沖洗。吹灰疏水回收可以改至排水至除氧器，在水質沒有合格之前，不能進行回收，通過水質化驗，對吹灰疏水進行及時回收。

三.機組啟動期間節油探討

（1）啟動前提前做好油槍的維護準備工作，要求維護人員對油槍進行全面清洗維護，保證油槍的良好備用。避免啟動過程中個別油槍不能及時投運，或投運后霧化燃燒不好，反復進行油槍倒換和檢修，延長了啟動時間。這種情況在以往的機組啟動中多次發生提前準備保證油槍良好備用，微油完全能夠滿足機組啟動的要求，大幅減少啟動用油量。

（2）某公司燃油系統配備的是微油點火系統和大油槍結合，在機組啟動過程中盡可能采取微油點火，減少大油槍運行時間，節約用油。

微油點火器安裝在鍋爐最下層噴燃器內，燃油量0.3t/h，對整個爐膛來講燃燒相對較弱，需要加強爐內燃燒的監視，尤其是投粉以后，要保證煤粉的安全燃燒。機組點火前應提前準備微油點火暖風器，提供足夠的熱風溫度，保證A磨的運行要求及煤粉的需求，保證微油運行后能夠及時投入A磨運行，這樣在鍋爐啟動初期就能夠保證足夠的燃料量，減少大油槍運行時間。

在合理的安排啟動節點，微油運行正常的情況下，660MW超超臨界機組啟動用油完全可以控制在10噸以內。

（3）油槍運行期間控制爐內風量、負壓，風量不能過大，保持800t/h以內，爐膛負壓也不要控制過大，防止熱量的流失導致啟動時間延長，燃油運行時間加長。

（4）做好啟動期間的操作調整，控制風險點，防止事故的發生，增加啟動時間。比如投粉后就地及時檢查煤粉著火情況，微油油槍點火初期，爐膛溫度低，煤粉著火困難，要注意燃料量供給量的控制，避免部分煤粉不能燃燒出現爆燃事故。還有一些啟磨煤機等對爐膛燃燒工況有較大影響的操作，要操作緩慢，避免參數的大幅度波動或意外發生。

（5）根據爐內燃燒工況需要負荷等及時退出油槍運行，節約啟動用油。

（6）加強新技術新設備的學習吸收，對超超臨界機組的啟動點火方案進行全面研究，學習借鑒國內國際先進的相關技術，比如等離子點火技術的發展或其他點火方式優劣等，對設備進行節能改造，通過先進技術達到節能目的。

四.機組啟動期間機側節電探討

（1）根據啟動時間節點進度，采取機組各分系統合理的啟動時間。

（2）盡量減少輔助系統啟動與機組整體啟動的時間間隔，節約廠用電。比如凝泵根據機組停運時間，系統檢修工作情況預判沖洗時間長短，合理安排啟動時間，循泵在循環水用戶滿足的情況下盡量推遲啟動等。

（3）保證各輔機的良好備用狀態，要求檢修工作順利，檢修工藝良好。防止啟動期間輔機故障延誤啟動或進行在線檢修處理，延長啟動時間。

（4）變頻、永磁輔機優先投入，節約廠用電。

（5）控制真空，單臺真空泵運行完全能夠滿足啟動期間的真空需要。避免真空過高，蒸汽流量不合適影響暖機效果。

（6）循泵應綜合兩臺機運行方式，控制循泵運行方式。

（7）采取汽前泵上水，無電泵啟動，節約廠用電。另一臺汽泵采取合適的時間啟動汽前泵，避免汽前泵的長時間空轉，節約用電。

無電泵啟動就是在機組啟動時，不啟動電泵而是通過汽泵前置泵或汽泵進行鍋爐上水， 并通過手動調整鍋爐給水旁路門來控制上水速度，進行鍋爐點火升溫升壓、汽機沖轉、機組并網的全部操作。

采用汽泵前置泵上水，要注意原先設計電泵上水時的邏輯修改。MFT信號不復歸的情況下小機無法沖轉、有燃料投運記憶與上給水泵全停觸發MFT，并且這些有MFT有關邏輯均有硬接線，給強制邏輯帶來一定難度和風險。但很多公司若不強制邏輯將無法解決上述矛盾，還有可能造成新的電能浪費。在確保兩臺小機可以隨時啟動沖轉情況下，利用前置泵鍋爐上水、沖洗。由于初期產汽量較小，所以上水量要求非常小，需要通過上水旁路調門控制水量，導致調門前后壓差大。對旁路調門沖刷嚴重。若增加水量，則多余水量通過分離器水位調節閥進入凝汽器，造成熱量浪費。這就出現了上水調門前后壓差大和水量帶走的熱能浪費的矛盾。

根據鍋爐升溫升壓特性、爐水循環泵、前置泵和汽泵的工作特性以及啟動的安全性，可以得出比較優化的汽泵啟動、沖轉方案，即鍋爐點火升壓直至分離器壓力升至0.4-0.6MPa時，沖轉一臺小機至800rpm，開啟汽泵出口門，接帶出力，關閉另一臺汽泵出口門作備用。當小機維持800rpm暖機結束時，鍋爐參數已達到熱態清洗要求。清洗結束后，在鍋爐升溫升壓過程中根據需要或操作量的大小，合理安排通過MEH提升小機轉速至2500rpm（此轉速下汽泵出口壓力8.9 MPa），這樣既可以控制上水調門差壓，又可以減少熱量排放還可以避免小機排汽溫度過高，延遲沖轉汽泵，節省蒸汽用量。然后根據需要提升轉速3050rpm，投入遙控，升溫升壓、汽機沖轉、機組并網直致機組負荷達200MW左右時將鍋爐上水由旁路切至主路。

無電泵啟動節約了大量的廠用電，在很多公司實際應用效果良好。

（8）考慮單側風組啟動，在機組并網前或并網后一定負荷在啟動并入另一側風組，這樣可以大幅降低廠用電，很多超超臨界機組已經采用此種方法。

在一次某公司機啟機過程中，由于啟動初期爐膛所需風量較小，風機的出力普遍很低。兩臺引風機靜葉開度低于30%就可能造成兩臺引風機失速，這和風機的特性有關，如果引風機開度增大大，為保持爐膛負壓送風機開度同時增大，整個啟動過程中總風量大于1000噸，不但風機電耗大幅增加，同時風量的過大導致爐膛溫度下降、燃燒不穩及爐膛熱量的大量外排而引起的燃料損失。所以要研究討論單側風組的啟動方式的風險點、操作要點，可以采取單側風組啟動，并網前或并網后一定負荷并入另半側風組，這樣可以大幅節約廠用電，危險點在于操作量較大，同時在兩側風組并列時操作存在風險等，并且機組參數容易波動，需要合理安排并列時機，把握風組并列操作的危險點，保證機組安全啟動。

（9）制粉系統的啟動應遵循已運行磨出力達到一定值后再啟動下一臺磨。在啟動初期為節約啟動用油盡量避免大油槍的運行，這樣在第二臺或第三臺磨啟動的時候就存在點火能量問題，要求相鄰磨的出力大于30噸，某公司就曾經出現啟動第二臺磨時為控制汽溫的波動，減少第一臺磨的出力，使第一臺磨出力低于30噸導致點火能量不滿足，第二臺磨啟動后跳閘，爐膛大幅擾動MFT的情況。為避免這種情況往往采取邏輯閉鎖方法，但這種方式是不合理的，最好還是采用運行磨煤機出力高于40噸以上，投入低二臺磨運行，同時提醒運行人員注意點火能量問題，這樣進行磨煤機的啟動銜接，節約制粉電耗，也避免異常情況的發生。

（10）廠用電切換采取合理負荷，要綜合考慮廠用電切換時負荷的選擇，合理控制風險的前提下，早一點切換，減少啟備變用電量。

五.機組啟動期間外來用汽節能探討

（1）兩臺機停運，機組啟動，啟動爐運行，空預器吹灰、暖風器、軸封汽、小機啟動用汽等，合理安全各用氣時間，冷再壓力允許，及時切冷再汽源，減少啟動爐運行時間。

（2）減少系統漏氣量，暖管疏水及時回收，從前幾次啟動經驗來看，輔汽或小機的無壓疏水對小機暖管效果較好，但無壓疏水造成外排浪費，可以考慮暖管早期開啟無壓疏水，待暖管溫度達到一定要求及時關閉無壓疏水，進行疏水回收，避免浪費。

（3）一臺機運行，另外一臺機組啟動，合理利用鄰機用汽。

（4）汽泵用輔汽沖轉一臺，靠一臺汽泵完成啟動初級的升溫升壓，并網帶負荷，負荷超過15萬以上，廠用電切換完成，再完成另外一臺汽泵的并入運行。這樣可以節省部分汽源。

（5）除氧器加熱合理投入，保證必要的給水溫度。

六.機組啟動期間綜合節能探討

（1）合理安排啟動計劃，嚴格按節點進行，縮短啟動時間。

（2）啟動前全面梳理各缺陷，及時進行傳動、試驗，避免啟動期間出現問題影響啟動時間。

（3）啟動過程中嚴格按照曲線進行，防止參數突變導致汽機應力問題延長啟動時間。

（4）分析啟動過程中危險點，控制風險，防止異常事故導致啟動延長。

（5）合理操作，減少啟動熱量外排，合理控制旁路，保證熱量利用，港電機組是西門子技術，采用溫度應力控制，從前幾次啟動經驗來看，合理控制溫度，保證汽輪機溫度裕度在規定范圍內，控制溫度變化率，采用低溫暖機的方式，可以有效控制汽輪機溫度應力，使西門子汽輪機啟動走步時間縮短，同樣也就減少了機組啟動時間，節約了啟動能量。

七.總結

要保證超超臨界機組啟動過程中節能要求，要在啟動前的準備，計劃節點定制，啟動前的試驗，啟動中嚴格控制等方面入手。首先要全員牢固樹立節能理念，清醒認識節能的重要性。只有端正態度，齊心合力，從小事做起，才能將節能工作真正做到實處。在設備停運期間保證檢修質量，大到一個系統，小到一個測點，都保證在機組啟動前良好備用，這樣避免在機組啟動期間因設備問題導致延誤啟動的情況。精細準備，嚴格策劃，按節點控制，應全面考慮機組設備檢修內容，設備可能出現的問題缺陷等，把握機組啟動進度，根據計劃合理控制分系統啟動時間，節約廠用電。啟動過程中人員應做好分工，各負其責，加強聯系與風險控制，防止啟動期間意外事故的發生，保證安全啟機。新設備新技術是節能降耗的最有效方法之一，應加強學習，借鑒先進的技術和設備，對機組進行優化改造，提高機組的效益。

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