大型電站機(jī)組不同停機(jī)方式及啟動(dòng)節(jié)能研究

郭 爽 ,劉 彬,李瑞光,王文生，李彥龍

(1.白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026200;2.華電電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110179)

隨著我國電力市場競爭日益激烈，新能源裝機(jī)容量逐漸增大，火力發(fā)電參與深度調(diào)峰，嚴(yán)重時(shí)火電機(jī)組調(diào)停調(diào)峰[1]。但是，對于已投運(yùn)的大容量機(jī)組而言，啟停費(fèi)用相當(dāng)昂貴。針對上述問題，白音華發(fā)電廠利用2臺(tái)機(jī)組雙停、雙啟的機(jī)會(huì)，對機(jī)組的停運(yùn)及啟動(dòng)方式進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到機(jī)組快速啟動(dòng)及降低啟動(dòng)成本的目的。

1 設(shè)備概況

白音華發(fā)電廠2×600 MW機(jī)組鍋爐為北京B&W公司設(shè)計(jì)制造的B&WB-2080/17.5-M型亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、前后墻對沖燃燒、單爐膛、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)的自然循環(huán)汽包爐。采用中速磨正壓直吹制粉系統(tǒng)，并配置B&W標(biāo)準(zhǔn)的DRB-XCL低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，設(shè)計(jì)燃料為白音華煤礦褐煤。空預(yù)器選用豪頓華公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的32.5VNT20000(150)型三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，原設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)方向選用煙氣/一次風(fēng)/二次風(fēng)。鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2 機(jī)組停爐、啟機(jī)方式對比

2.1 常規(guī)停爐、啟機(jī)方式

常規(guī)停機(jī)方式為機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)，一般主、再熱蒸汽溫度滑至360 ℃，主汽壓力降至5～5.9 MPa。停機(jī)過程中，機(jī)組負(fù)荷小于120 MW，機(jī)側(cè)低壓疏水門自動(dòng)開啟；機(jī)組負(fù)荷小于60 MW，高壓疏水門自動(dòng)開啟。機(jī)組停運(yùn)后，送風(fēng)機(jī)保持運(yùn)行10 min，總風(fēng)量保持750 t/h連續(xù)吹掃10 min后進(jìn)行自然通風(fēng)，給水泵保持運(yùn)行，當(dāng)汽包壓力降至1.7 MPa時(shí)，汽包位于高水位，停止給水泵運(yùn)行。當(dāng)汽包壓力降至0.8～0.6 MPa時(shí)，鍋爐進(jìn)行帶壓放水。由于滑參數(shù)停機(jī)，并且進(jìn)行帶壓放水，鍋爐自然通風(fēng)等，鍋爐無蓄熱能力，因此機(jī)組啟動(dòng)時(shí)均未冷態(tài)啟動(dòng)[2]。

2.2 優(yōu)化停爐、啟機(jī)方式

為縮短鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，本次機(jī)組停運(yùn)時(shí)2號(hào)鍋爐主汽壓力保持高參數(shù)工況下停運(yùn)，同時(shí)通過燜爐、關(guān)閉鍋爐至汽輪機(jī)主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動(dòng)門及氣動(dòng)門，降低鍋爐冷卻速度，保持鍋爐一定的蓄熱能力。6月14日17:20開始滑溫操作，根據(jù)負(fù)荷相繼停運(yùn)磨煤機(jī)。20:58當(dāng)SCR區(qū)A、B側(cè)入口煙溫降至320 ℃時(shí)，停止SCR區(qū)噴氨系統(tǒng)運(yùn)行。20:59機(jī)組解列，此時(shí)主汽壓力為6.1 MPa，主汽溫度為454 ℃，再熱蒸汽溫度為453 ℃，鍋爐MFT動(dòng)作，輔機(jī)設(shè)備聯(lián)鎖跳閘動(dòng)作結(jié)果正常。保持送、引風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行10 min，對爐內(nèi)進(jìn)行吹掃后停止送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，進(jìn)入自然通風(fēng)狀態(tài)(若燜爐過早，空預(yù)器電流將會(huì)擺動(dòng))，汽包上水至340 mm后，保持給水流量150 t/h繼續(xù)上水2 min后，停止上水，21:22停止2A給水泵運(yùn)行。

鍋爐停運(yùn)后，為防止汽包水位下降過快，關(guān)閉連續(xù)排污手動(dòng)門及電動(dòng)調(diào)節(jié)門，關(guān)閉鍋爐疏水、放空氣手動(dòng)門及鍋爐至汽輪機(jī)主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動(dòng)門及氣動(dòng)門，6月15日7:14，空預(yù)器入口煙溫降至226 ℃，開始燜爐，燜爐過程中汽包壁溫差最大45 ℃，滿足規(guī)程要求。

6月18日10:00，鍋爐參數(shù)為汽包壓力0.06 MPa，主汽溫度135 ℃，再熱蒸汽溫度145 ℃，汽包下壁溫度平均值150 ℃，開啟爐本體疏水及放空氣手動(dòng)門及電動(dòng)門。10:04開始緩慢上水，上水溫度為120 ℃，10:52汽包見水，汽包水位高、低至MFT保護(hù)動(dòng)作正常。本次補(bǔ)水大約100 t，鍋爐上水過程中汽包上、下壁溫差最大為52 ℃，汽包壁溫差小于規(guī)程規(guī)定值。

11:07啟動(dòng)2B引風(fēng)機(jī)、2B送風(fēng)機(jī)，加送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，風(fēng)量加至吹掃風(fēng)量后爐膛開始吹掃，11:20吹掃結(jié)束，MFT復(fù)位。11:26啟動(dòng)2A密封風(fēng)機(jī)、2A一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行。微油方式啟動(dòng)2C磨煤機(jī)，鍋爐點(diǎn)火成功，根據(jù)升溫升壓速率，緩慢增加燃燒率。鍋爐點(diǎn)火正常后，開始對機(jī)組進(jìn)行抽真空，真空建立后將鍋爐至汽輪機(jī)主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動(dòng)門及氣動(dòng)門開啟，將管道疏水排凈。

14:45鍋爐參數(shù)為主汽壓力6.4 MPa，主汽溫度400 ℃，再熱蒸汽溫度360 ℃，燃料量31 t/h，達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)，汽輪機(jī)開始沖轉(zhuǎn)。15:12機(jī)組轉(zhuǎn)速2 000 r/min中速暖機(jī)，本次屬于溫態(tài)啟動(dòng)，中速暖機(jī)時(shí)間為90 min。16:45暖機(jī)結(jié)束，此時(shí)主汽壓力為5.3 MPa，主汽溫度為416 ℃，再熱蒸汽溫度為402 ℃，機(jī)組升速至3 000 r/min，19:18機(jī)組并網(wǎng)成功。19:29機(jī)組負(fù)荷升至107 MW，進(jìn)行廠用電切換，20:54機(jī)組負(fù)荷升至190 MW，機(jī)組全切油。

常規(guī)方式采用高參數(shù)停爐，停爐后進(jìn)行燜爐并關(guān)閉鍋爐至汽輪機(jī)主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動(dòng)門及氣動(dòng)門，鍋爐進(jìn)入保壓狀態(tài)。而本次優(yōu)化方式滑溫參數(shù)較低，停爐后一直采用自然通風(fēng)方式，當(dāng)汽包壓力降至0.7 MPa時(shí)，進(jìn)行帶壓放水[3]。具體對比參數(shù)見表2。

2.3 優(yōu)化停爐、啟機(jī)方式優(yōu)點(diǎn)

a.由于鍋爐連續(xù)排污門、汽輪機(jī)本體及主、再熱蒸汽管道疏水門均已關(guān)閉，本次停爐汽包上至高水位后停止給水泵運(yùn)行，比以往停爐電動(dòng)給水泵少運(yùn)行8 h，給水泵電壓為10 kV，運(yùn)行電流為193 A，節(jié)省電量為24 068 kWh，電價(jià)按照0.3元/kWh計(jì)算可節(jié)省費(fèi)用0.72萬元。

b.機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間明顯縮短，優(yōu)化方式從鍋爐點(diǎn)火到全切油共計(jì)5.23 h，比常規(guī)方式用時(shí)節(jié)約了2.36 h，且機(jī)組可多發(fā)電量70萬kWh，多盈利7萬余元。

c.由于優(yōu)化方式?jīng)]有帶壓放水，鍋爐點(diǎn)火時(shí)補(bǔ)水量只有100 t，比常規(guī)啟停方式節(jié)約除鹽水310 t，按20元/t除鹽水計(jì)算，共計(jì)節(jié)省費(fèi)用0.62萬元。

d.由于采用優(yōu)化停爐方式，鍋爐蓄熱量較多，機(jī)組點(diǎn)火容易且?guī)ж?fù)荷速度較快，因此節(jié)省啟動(dòng)用油。據(jù)統(tǒng)計(jì)優(yōu)化啟動(dòng)方式用油比常規(guī)方式減少6 t，輕柴油按8 000元/t計(jì)算，可節(jié)省用油費(fèi)用4.8萬元。

表2 2種不同停運(yùn)方式參數(shù)對比

e.由于優(yōu)化啟動(dòng)后爐膛溫度較高，機(jī)組并網(wǎng)時(shí)SCR區(qū)入口煙溫已達(dá)到325 ℃，能與機(jī)組并網(wǎng)同步投入噴氨，脫硝投運(yùn)率高。機(jī)組啟動(dòng)方式優(yōu)化后比常規(guī)方式啟動(dòng)共計(jì)節(jié)省費(fèi)用13.14萬元。

3 優(yōu)化啟動(dòng)注意事項(xiàng)

a.若機(jī)組停運(yùn)7～10天，如沒有檢修作業(yè)，可采用高參數(shù)停機(jī)，進(jìn)行燜爐及關(guān)閉鍋爐至汽輪機(jī)主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動(dòng)門及氣動(dòng)門進(jìn)行鍋爐蓄熱，縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，使機(jī)組快速并網(wǎng)。

b.為保持鍋爐蓄熱，鍋爐停運(yùn)后進(jìn)行燜爐，疏水、放空氣開啟時(shí)間較晚，機(jī)組啟動(dòng)抽真空后，高、低旁應(yīng)隨機(jī)投運(yùn)并緩慢開大，保證過熱器、再熱器內(nèi)積水及時(shí)蒸發(fā)，防止發(fā)生水沖擊現(xiàn)象。

c.機(jī)組啟動(dòng)抽真空后，及時(shí)開啟鍋爐至汽輪機(jī)主、再熱汽門及高旁門前疏水手動(dòng)門及氣動(dòng)門進(jìn)行疏水，保證疏水及時(shí)排至排汽裝置，防止機(jī)組沖轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生水沖擊事故。

d.鍋爐燜爐后，監(jiān)視空預(yù)器電流，如發(fā)現(xiàn)空預(yù)器電流增大并擺動(dòng)，應(yīng)及時(shí)將空預(yù)器人孔門打開進(jìn)行冷卻，保證空預(yù)器運(yùn)行正常。

4 結(jié)束語

電力市場競爭越來越激烈，深度調(diào)峰已成趨勢，必要時(shí)對機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰，因此機(jī)組停運(yùn)7～10天，可以采取高參數(shù)停機(jī)方式。機(jī)組停運(yùn)后，空預(yù)器入口煙溫降至250 ℃時(shí)，可采用燜爐及關(guān)閉鍋爐至汽輪機(jī)主、再熱汽門及高旁門前疏水手動(dòng)門及氣動(dòng)門進(jìn)行鍋爐蓄熱。如機(jī)組沒有檢修作業(yè)，機(jī)組可以不滑溫，保持汽包壓力10 MPa來提高機(jī)組蓄熱能力，控制汽輪機(jī)第1級(jí)金屬溫度大于260 ℃，汽輪機(jī)不用暖機(jī)，能有效縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，使機(jī)組快速并網(wǎng)，有效降低機(jī)組啟動(dòng)成本，及時(shí)投入脫硝系統(tǒng)，減少污染物排放量。