300MW汽包循環爐全程汽泵啟動實踐探討

王輝　王有吉

摘 要：大型發電廠廠用電量很高，通常啟動先用電泵，到一定負荷再切汽泵，廠用電功耗很大，很不經濟。本文以媽灣電力有限公司為例，闡述了通過改以往電泵啟動方式為全程汽泵來替代，達到節約廠用電和節約啟動時間的目的，全程汽泵啟動，電泵作為備用，增加了啟動過程的安全可靠性。控制循環汽包爐使用汽泵啟動存在啟動初期水位控制難，前期汽泵不在額定工況區，運行調整難度較高，本文重點介紹純汽泵啟動試驗過程的注意事項和危險點，對同類型機組具有很好的參考意義。

關鍵詞：全程汽泵；無電泵啟動；控制循環汽包爐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.051

1 引言

我司300MW機組給水泵驅動方式為：2×50%B—MCR的汽動給水泵。1×50%B—MCR電動調整給水泵作為備用。電動給水泵在機組啟動和停機或低負荷時使用，或機組正常運行過程中，汽動給水泵故障時作聯動備用或一般備用。給水全程自動控制過程如下：負荷<14%時由電泵通過給水旁路控制，14%負荷主給水切換，負荷在14%和25%之間通過控制電泵轉速單沖量調節（引入汽包水位信號），負荷25%時，三沖量控制（引入汽包水位、給水流量、蒸汽流量信號）。汽動給水泵在機組啟動，抽汽壓力達到一定值時投入運行，然后停止電動給水泵，因此，每次開機我廠的廠用電量均較大幅度的增加，發電廠啟備變所消耗的電能按銷售電價計算（約0.50元/kWh）。每次啟動需消耗的電量約為40-60萬kWh，增加發電廠的廠用電成本；同時，在機組溫態以上啟動時，由于汽泵啟動準備工作不足，影響機組帶滿負荷速度，減少了發電量，可見，機組啟動使用汽泵替代電泵上水，對機組的經濟性很大的提高。

2 試驗過程

為了試驗汽泵全程替代電泵啟動的可實施性，在我廠#5機小修后啟動進行汽泵代替電泵啟動試驗，方案安全順利實施，保證期間不發生鍋爐MFT和重要設備損壞事件，制定了詳細的實施方案。

#5機組汽泵主要參數：

驅動給水泵用變速凝汽式汽輪機（哈汽產）

型號：NZ84.6/83.5/06型

型式：單軸、單缸、單流程、沖動、冷凝變速汽輪機

最大功率：5500kW

額定/最大轉速：4940/5900rpm

運行轉速范圍：3100～5900rpm

排汽壓力：主機額定工況下，0.008MPa（絕對）

最高排汽壓力：0.0203MPa（絕對）

排汽管允許壓力降：0.00167MPa

脫扣轉速：6200±100rpm

轉子臨界轉速：

一階：2410rpm

二階：7485rpm

級數：1級調節級+5級壓力級共6級

機組內效率：83.14%

盤車轉速：40.8rpm

正常/最高工作溫度：約80℃/150℃

2.1 試驗關鍵步驟

（1）啟動前確定兩臺汽泵和電泵無缺陷，正常備用狀態。

（2）啟動凝結水補充水泵凝汽器上水動態沖洗5分鐘，關閉凝汽器汽側放水。

（3）凝汽器水位上至正常，啟動凝結水泵大流量給除氧器上水（同時進行除氧器水位調節站旁路沖洗）5-10分鐘后，啟動除氧器循環泵攪拌5分鐘，停止除氧器循環泵、凝結水泵，開啟除氧器至定排放水門，對除氧器底部水渣進行沖洗。

（4）除氧器放盡存水、關閉除氧器至定排放水門，啟動鍋爐上水泵給除氧器上水至水位正常。

（5）靜壓給水系統沖洗、排污后（給水泵及前置泵密封水投入，三臺給水泵進、出口門開啟，高加旁路沖洗注水后切主路，開啟啟動差壓閥及給水電動門），啟動5A前置泵、鍋爐上第一鍋水。第二鍋用鍋爐上水泵上水。

（6）本次由于機組停運時間較長，要求鍋爐沖洗三次。第三、第四次上水用5B前置泵，點火之前用5B前置泵調節汽包水位（#5前置泵揚程48.5mH2O，只能滿足靜壓上至汽包正常水位）；第四次上水要求投入除氧器加熱（除氧器循環泵運行）。

（7）軸封及真空系統投入正常后，輔汽暖5A小機，充分暖機，沖轉至3100rpm，確認實際臨界轉速區域。降回1900rpm（或臨界轉速以上）備用。（汽源切換：機組啟動正常后切至四段抽汽）。

（8）鍋爐點火后，并5A汽泵退5B前置泵。聯系熱工屏蔽給水母管壓力低于10MPa，出口門禁止開啟邏輯條件，導致電泵不備用。

（9）并網前，試轉電泵。如5A汽泵能滿足汽包水位調節（為汽包水位調節，可適當提高汽包壓力。一般情況下，汽包壓力10Mpa以上小機轉速可維持在3100rpm以上、具備鍋爐給水遠方自動條件，保持給水旁路調節閥前后差壓穩定在1000kPa左右）則將動電泵作為備用；否則啟動電泵、并電泵、退5A汽泵至3100rpm備用，鍋爐給水切至主路后（或負荷90MW）并5A汽泵退電泵。

（10）負荷60MW，暖5B小機；具備條件及時投入機跟爐方式便于控制汽包壓力穩定。

（11）負荷150MW，并5B給水泵。

（12）其他操作按機組冷態整套啟動操作票進行。

2.2 可能面臨問題和關鍵點

（1）5B前置泵倒5A汽泵運行，汽包水位大幅度波動。

1）調整5A小機轉速，控制出口壓力略高于主給水壓力。

2） 再循環輔助調節（保證最小流量）、避開臨界轉速區域。

（2）汽動給水泵啟動轉速控制問題：尤其負荷到40MW（14%ECR），主給水旁路切換時，水位控制難度較高。

1）可以考慮讓熱工解除自動切換功能，手動進行切換（#5機組可在OPU站由運行人員自行解除）。

2）小機啟動轉速調節范圍確定。#5機組小機一階臨界轉速為2410r/min；而二階臨界轉速均遠遠大于小機的工作最大轉速，因此汽動給水啟動帶負荷的轉速區域應避開臨界轉速，我廠目前采取小機轉速升至3100rpm后切至鍋爐控制，為滿足鍋爐水位調節要求可放寬至2850rpm。

3）給水調節方式確定：機組啟動過程中，給水流量較小，且流量變化較大，要求有可靠而靈活的調節手段，來滿足鍋爐給水要求。

解決辦法：鍋爐在啟動初期采用爐側給水調門小旁路門控制上水量，機組帶負荷后轉用調節汽泵轉速來調節流量 。通過給水泵再循環和小機轉速配合，避免小機在臨界轉速運行。根據不同期間和旁路調門的嚴密程度，可采取加大定排、連排，或通過開大汽機旁路（升溫升壓期間）、加強凝結水排放來維持汽包水位。（盡量調整給水旁路調節閥后的給水母管壓力和汽包壓力差維持在0.3MPa左右）

（3）小機汽源切換問題：機組帶啟動正常后，四段抽汽壓力到達多少能滿足5A小機汽源無擾切換。

解決辦法： 以往試驗，當機組帶至調度負荷（或150MW以上）或四抽壓力達到0.45MPa以上，小機將進行廠用汽及四抽至小機的汽源切換，切換前匯報值長、通知供輔汽機組保持輔汽壓力穩定，切換過程中要求一邊緩慢打開四抽電動門一邊緩慢關閉廠用汽至小機進汽調整門，保持小機進汽壓力及轉速平穩過渡，密切關注另一臺小機調門動作情況 。

（4）汽泵低轉速上水時，小機排汽溫度偏高問題。由于汽泵在1900rpm以上、2500rpm以下，小機排汽溫度會升高，當排汽溫度升高150℃時將聯跳小機（注意低壓軸封減溫水基調動作情況及低壓軸封供汽溫度）。

解決辦法：

1）如果有條件，建議利用機組大小修機會加裝小機排汽缸噴水減溫裝置。

2）適當提高汽泵運行轉速，提加進汽量。

（5）汽動給水泵低轉速上水過程中，因故障跳閘，由于電動勺管備用位置需要及時跟蹤調整。由于電泵勺管位置跟蹤汽泵指令，但當機組并網前，鍋爐上水量較小，一旦汽泵跳閘后聯電泵可能造成鍋爐汽包水位高，要立即調整。

解決辦法：

1）采取汽泵上水期間，密切關注電泵勺管跟蹤情況，同時讓熱工將給水泵出口壓力10MPa才能開出口電動門改為6MPa，這樣便于保持電泵在起壓后能保持備用。

2）汽泵上水過程中要求電動給水泵處于熱備用狀態，同時，運行人員應做好小機跳閘、啟動電泵和及時進行鍋爐水位調整的事故預想，避免鍋爐干鍋。

3 結束語

通過這次啟動和后面啟機過程實踐，證明在300MW汽包循環爐全程使用汽泵啟動操作是可行的，目前我司把全程汽泵啟動作為常規機組啟動方式。

純汽泵啟動滿足鍋爐上水要求，而且在機組啟動過程中，汽泵的提前啟動，可以及時檢驗汽動給水泵組是否存在缺陷，爭取消缺時間，避免因缺陷處理不及時影響機組帶負荷，另一方面，為電廠經濟啟動，提前帶負荷，節約能耗提供保證。其中，主要取得以下成效。

（1）機組啟動過程中，由電動給水泵改用汽動給水泵上水，降低了廠用電量，起到節能降耗的目的；

（2）由于汽動給水泵隨機啟動，因此提高機組啟動過程的帶負荷速度（特別溫態及熱態啟動過程中，應為明顯），增加機組發電量，從而提高經濟效益；同時使得脫硝投入時間大大提前，對超低排放具有非常大的意義；

（3）提高機組啟動安全性可靠性。原利用電泵上水，一旦電泵跳閘，將造成機組停運，嚴重時造成鍋爐干爐，而利用汽泵上水，電泵備用，提高了機組啟動的安全系數。

參考文獻：

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