330 MW 機組冷態啟動時鍋爐上水新操作方法

周海峰 李科文 張建偉 周 勇 陳金衛 陳 靜

國家能源集團諫壁電廠 江蘇 鎮江212006

0 引言

某電廠330 MW機組鍋爐為亞臨界壓力中間一次再熱控制循環爐，單爐膛Π型，高強度螺栓全鋼架懸吊結構。爐前布置三臺低壓頭爐水循環泵，爐頂管中心線標高為58500 mm，汽包中心線標高為59420 mm，鍋爐房總深度自G排柱至M 排柱為36.4 m，爐頂大板梁底標高67400 mm。汽輪機為一次中間再熱、亞臨界、水氫氫冷卻、雙缸雙排汽、反動凝汽式。為防止向鍋爐上水的兩臺汽動給水泵運行中汽蝕，汽機房零米布置兩臺FA1D53前置泵，該泵是臥式雙吸蝸殼式泵，為上海電力修造總廠生產。由靜子和轉子兩大部分組成。靜子包括蝸型泵殼、軸承座、軸承座端蓋、機械密封殼體、泵殼磨損環等部件；轉子包括泵軸、軸套、機械密封軸套、滾子軸承等部件。FA1D53前置泵為臥式軸向中分泵殼型，一級雙吸葉輪。其主要技術參數如表1所示：

圖1 FA1D53前置泵主要技術參數

進水溫度(℃)166轉速(r/min)1480

1 傳統啟動方式

330 MW機組冷態傳統啟動方式，首先用輔汽啟動一臺汽動給水泵，爐水泵注水正常，汽泵到3000r/min后開啟出水門對鍋爐上水，鍋爐三臺爐水泵點動正常后，鍋爐啟動風機點火后升溫、升壓至主機沖轉、并網、加負荷該汽泵一直維持運行，機組負荷到120 MW用抽汽啟動另外一臺汽泵，進行并泵操作。

2 傳統啟動方式存在的問題

2.1 機組冷態啟動時，從啟動第一臺汽泵至鍋爐點火，鍋爐升溫、升壓至0.2 MPa左右至少需要4小時左右，如果有設備故障時間需要更長；而給水泵的揚程在2200 mH2O左右，工作特性必須要3000r/min以上才能開啟出水電動門向鍋爐上水，出口壓力達到8 MPa以上，再循環門開足出口流量至少有100t/h以上，這樣增加了節流損失，也增大了汽泵的汽耗。這個時候鍋爐為了控制住汽包水位必須要開啟連排、定排放水門；如果主給水閥有內漏，甚至要開啟下水包放水門控制汽包水位，這樣需要消耗大量的輔汽和除鹽水。

2.2 汽泵啟動前，分別在600r/min、1800r/min暖機暖泵需要一段時間，啟動用輔汽需要6-8t/h輔汽。在啟動過程中，若運行汽泵發生故障，只有啟動電泵運行，功率一般在5000k W以上，上汽廠電泵額定電流599 A，電泵啟動需要消耗大量的電能。

2.3 汽泵啟動需要真空建立，且主機/小機需要供軸封汽。而上水過程中需要維持至少一臺真空泵運行，如果采用前置泵上水，軸封用汽和真空泵耗電將節省。

3 新操作方法

3.1 機組冷態啟動時不再啟動汽泵，而是首先啟動汽泵前置泵小流量向鍋爐上水；

3.2 前置升壓泵的揚程低，330 MW機組前置泵揚程一般在90 mH2O左右，在鍋爐汽包壓力達到0.2 MPa前，都可以滿足鍋爐給水壓力的需要。如果運行前置泵故障，可以直接啟動另外一臺前置泵，對機組啟動沒有影響。

4 優越性分析

4.1 從經濟效益考慮。從鍋爐上水至鍋爐點火升壓到0.2 MPa這個階段，鍋爐上水所消耗的能量就是前置泵消耗的電能，不必耗用輔助蒸汽，另外節約鍋爐進水后大量除鹽水的排放。

4.2 從安全性考慮。除氧器低壓給水加熱后，啟動前置泵小流量向鍋爐上水，在高加鋼管小流量暖體后緩慢提高給水溫度，對高加系統各部均勻加熱，對延長高壓加熱器壽命有益，提高了啟動過程中設備的可靠性。

5 新操作方法效益分析

該電廠近幾年330 MW機組經過多次機組冷態啟動，發現用前置升壓泵小流量向鍋爐上水，既可以降低熱能的浪費，也可以節省大量的除鹽水，同時給水系統的安全性和經濟性都有了較大的提高。如果機組冷態啟動從鍋爐上水至鍋爐點火升壓到0.2 MPa時間為4小時計算，可以節約輔汽25噸，除鹽水200噸，節省真空泵耗電量1400k wh，折算人民幣為：輔汽25*150=3750元，除鹽水200*30=6000元，真空泵耗電1400*0.5=700元，合計10450元，按兩臺330 MW機組全年冷態啟動10臺次計算共節約啟動費用10450*10=104500元，考慮到高壓加熱器壽命延長及檢修維護費用減少約30萬元/年，故采用此新操作法進行鍋爐啟動上水，全年可產生經濟收益約40萬元。同時采用該操作法后啟動過程優化，人員勞動強度大為減輕，可以較好地避免人員誤操作帶來的安全及經濟損失。

6 總結

該電廠兩臺330 MW機組于2004年投產，在投產初期機組冷態啟動采用電泵或者凝泵上水，在2006年開始為節約廠用電能改用汽動給水泵向鍋爐汽包上水，2010年后經過多次機組冷態啟動操作，發現用汽泵前置泵小流量向鍋爐上水，既可以降低熱能、電能的浪費，也可以節約大量的除鹽水，同時機組運行操作的安全性也得到更好保證。該先進操作法，經過多次實踐證實具有良好經濟性和安全性，已被納入該廠《330 MW集控運行規程》冷態啟動章節。對同類型機組冷態啟動操作有一定的參考意義。