鍋爐停爐后的打壓泵補水方法研究

肖佳文

摘要：介紹了某電廠2×600 MW超臨界燃煤機組的啟動疏水系統、打壓系統以及停爐后給鍋爐補水的兩種方法，并對兩種不同的鍋爐補水方法對機組經濟性產生的影響進行了對比分析，結果表明，鍋爐停爐后采用打壓泵補水方法的節能降耗效果更明顯。

關鍵詞：打壓泵;鍋爐補水;節能

0 引言

某電廠2×600 MW超臨界燃煤機組于2016年12月投入生產運行，機組鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG-1852/25.31-II8型超臨界“W”型火焰直流爐，機組汽輪機為上海汽輪機廠生產的N600-24.2/0.343/566/566型超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機。該電廠每臺機組只設計一臺汽動給水泵，無電動給水泵作為備用。由于超臨界機組蒸汽溫度、壓力等參數較高，鍋爐停爐后爐膛及各受熱面仍有較高的溫度，為了保證管壁受熱均勻，避免壁溫偏差大，造成受熱面管壁拉裂，需要維持鍋爐儲水罐水位，并保持爐水循環泵運行。由于高壓系統閥門難免存在內漏，且爐膛余熱會將部分鍋爐內的水加熱成蒸汽，鍋爐儲水罐水位會緩慢下降，儲水罐低水位無法滿足爐水循環泵運行需求，故需要對鍋爐進行補水。因此，如何降低鍋爐停運后的補水成本成為該電廠節能降耗的重要手段，結合該電廠生產實際情況，本文摸索出了一種有效的節能方法，以供同類型機組參考。

1 系統簡介

1.1? ? 鍋爐啟動疏水系統

該電廠兩臺超臨界“W”型火焰爐采用帶爐水循環泵的內置啟動系統，主要作用是為了保證鍋爐在啟動或低負荷運行時水冷壁管內流量、流速、水質滿足要求，同時回收品質合格的爐水以及爐水攜帶的熱量。

鍋爐啟動疏水系統主要由啟動分離器、儲水罐、爐水循環泵、爐水循環泵流量調節閥、儲水罐水位控制閥、疏水泵、暖管管路、過冷管路等組成。儲水罐數量為一只，作為啟動分離器排水的臨時儲存設備。疏水系統的主要作用是當鍋爐水質不合格或儲水罐水位較高時，將不合格或多余的爐水排走。暖管管路的主要作用是為了防止爐水循環泵、儲水罐水位調節閥及其進口管道等受到熱沖擊，產生疲勞損傷。過冷管路的主要作用是為了防止快速降負荷時爐水循環泵入口爐水發生閃蒸，導致循環泵發生汽蝕現象。

1.2? ? 鍋爐打壓系統

該電廠兩臺鍋爐共設一套打壓系統，其主要功能是供鍋爐受熱面進行水壓試驗時使用。該系統主要由打壓水箱、打壓泵、截止閥及管道等組成，其主要技術參數如表1所示。

2 鍋爐停爐后的補水方法

方法一：采用給水泵給鍋爐補水，即通過輔助蒸汽驅動小汽輪機帶動給水泵旋轉，將水升壓后給鍋爐補水。機組停運后的輔助蒸汽可通過臨機或啟動鍋爐兩種方式提供，但由于該廠受區域電網負荷、潮流及所處地理位置等因素影響，長期只能單機運行，輔助蒸汽無法通過臨機供給，只能通過燃燒啟動鍋爐來提供蒸汽。該方法需要消耗大量電、燃油，且操作煩瑣，安全風險較高，故此方法難以達到節能的目的。

方法二：采用打壓泵給鍋爐補水。打壓泵的主要特點是水壓高、流量小，通過查閱設計圖紙及調研同類型電廠，結合該電廠實際情況，此方法完全滿足對鍋爐停爐后補水的要求。本文對鍋爐打壓系統進行了輕微改動，在打壓泵出口引一路管道接至爐水循環泵出口疏水管前，達到鍋爐上水目的。打壓泵系統流程如圖1所示。該方法操作簡單，安全風險低，耗電量小，無需消耗啟動鍋爐燃油。

3 節能效果分析

該電廠機組作為全國首臺未設電泵的W火焰機組，在確保安全生產的同時，節能降耗也是技術、經營等部門的工作重點。從每次停機記錄數據來看，鍋爐停爐后，從主蒸汽壓力13 MPa、溫度480 ℃降至主蒸汽壓力0.68 MPa、溫度221 ℃時，鍋爐熱爐放水所需時間約92 h，其間鍋爐需要補水3次。

3.1? ? 方法一成本核算

當采用給水泵給鍋爐補水時，從啟動鍋爐點火、升溫升壓，到投運輔助蒸汽系統、軸封系統、小汽輪機沖轉、鍋爐補水，再到小汽輪機打閘、停運啟動鍋爐所需時間約2.5 h。在此過程中，啟動鍋爐需要消耗0號輕柴油約7 t;啟動鍋爐送風機、給水泵耗電量累計約為750 kWh，0號輕柴油以當地價格6 000元/t計算、電費按上網電價0.4元/kWh計算，補水一次累計費用為（7×6 000+750×0.4）/10 000=4.23萬元;鍋爐停運補水3次所需費用為4.23×3=12.69萬元。

3.2? ? 方法二成本核算

當采用打壓泵給鍋爐補水時，從啟動打壓泵、鍋爐補水，到停運打壓泵，所需時間約2.8 h。在此過程中，打壓泵只需要運行3 h，耗電量為：90×3=270 kWh;補水一次費用為270×0.4=108元;鍋爐停運補水3次所需費用為108×3÷10 000=0.032 4萬元。

3.3? ? 對比分析

通過對以上兩種鍋爐補水方法進行對比分析可知，采用打壓泵給鍋爐上水每停爐一次可節約成本12.69-0.032 4≈12.66萬元，按該電廠2019全年2臺鍋爐共停運12次計算，累計節約成本為12.66×12=151.92萬元。

同時，方法二較方法一所需操作的系統少，能夠減少運行人員95%的操作量，大大降低了運行人員誤操作的可能性。

4 結語

隨著清潔能源的不斷發展以及電力改革的深入推進，火力發電廠面臨的競爭日益激烈，發電廠在確保安全生產的同時，不斷降低發電企業運營成本，進一步做好提質增效工作尤為重要。為了保證鍋爐從停爐到放水期間水冷壁受熱均勻，避免壁溫偏差大，造成管壁拉裂，采用打壓泵給鍋爐補水的方法，維持爐水循環泵運行，既減少了運行人員的工作量，降低了誤操作的安全風險，又達到了節能降耗的目的。

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