超臨界直流鍋爐上水方式深度優化

徐劍輝 肖承明

摘??要：超臨界直流鍋爐在歷次啟動過程中，借鑒傳統的鍋爐靜壓上水經驗，推陳汽泵前置泵鍋爐冷態沖洗，合理優化汽泵沖轉時機，實施機組啟動過程各項優化運行措施無縫對接，實現啟動過程深度節能。

關鍵詞：直流鍋爐;上水方式;優化運行

某發電公司建設有2臺650MW超臨界發電機組，采用上海鍋爐廠生產的超臨界直流鍋爐，主要系統設備見圖1。

機組配備兩臺50%容量的汽動給水泵和一臺35%容量的電動給水泵，機組啟動時采用電泵或一臺汽泵向鍋爐上水，其穩定轉速均在3000rpm以上，對應給水流量400～500t/h，而鍋爐上水給水流量要求為190t/h，為此鍋爐上水時將給水旁路調門關小至20%左右，節流損失較大，能源利用率低。而采用汽泵上水時需要先將小汽輪機沖轉至3000rpm，時間一般要1.0～1.5h，小機定速后才能向鍋爐上水，小機沖轉期間消耗的蒸汽和前置泵耗電全部損失掉了。

為了降低機組啟動過程的能耗，公司不斷的開展啟動過程的優化，先后實施鍋爐靜壓上水[1]、前置泵冷態沖洗、汽泵運行鍋爐點火的節能措施，最終將這些節能措施深度融合到機組啟停操作票中，實現標準化操作。

1?傳統靜壓上水方式的嘗試

發電廠傳統已有采用靜壓上水的方式，對超臨界直流鍋爐而言，也可采取嘗試推陳出新。公司鍋爐爐頂標高72.4米，除氧器標高29.8米，除氧器和爐頂的高差為42.6米，要讓鍋爐受熱面最高點進水需要50米水柱的壓頭，而除氧器運行壓力最高可達0.95Mpa，輸送水位高度80米以上，除氧器水面升壓至0.5Mpa以上即可以滿足鍋爐靜壓上水要求。

靜壓上水方法：不啟動電泵或汽泵，利用除氧水箱的靜壓完成給水系統注水排空，向鍋爐上滿水。

1.1鍋爐上水前具備條件

（1）主機潤滑油、密封油系統運行正常，主機盤車運行正常。

（2）主機開式水運行，主機循環水已由臨機供水，#1/2機組循環水聯絡一二次開度15%。

（3）投入機組輔汽聯箱供汽，檢查輔汽壓力、溫度正常（汽壓0.6Mpa左右）。

（4）啟動A、B小機油系統運行，檢查其軸承潤滑油壓和控制油壓正常。

（5）完成給水系統閥門狀態檢查，給水系統具備進水條件。

（6）檢查A/B汽泵密封水至汽前泵泄荷水門開啟，檢查汽泵密封水回水至回收水箱手動門開啟、回收水箱至低壓凝汽器熱井電動門和調整門關閉。

（7）關閉凝結水至A/B汽泵密封水總門（啟動凝泵后開啟）。

（8）關閉#1、2、3高加危急疏水調整門，關閉#3高加正常疏水調整門。

1.2?鍋爐靜壓上水操作

（1）將高壓加熱器的水側走旁路。

（2）啟動凝輸泵向除氧器補水至水位1050mm左右，投入除氧器再沸騰加熱，加熱溫升率<1℃/min，除氧器水溫達50℃以上，開啟A、B汽泵及電泵入口電動門充水暖泵，開啟A/B汽泵本體排空氣門對汽泵注水排氣，待汽泵出口壓力升至0.2Mpa左右關閉汽泵本體排空門。

（3）除氧器水質合格后（Fe<200ppb），除氧器水溫至90～100℃，開啟A汽泵出口門、鍋爐主給水電動門、主給水旁路調節門開至10%左右，開啟給水管道水側沿程空氣門，向給水管道及高加水側注水。

（4）檢查關閉四抽電動總門，關閉四抽總管一、二號逆止門，關閉四抽至A/B小機進電動門，關閉四抽至除氧器電動門。

（5）開啟輔汽至除氧器壓力控制調節門前、后電動隔離門，逐漸開啟輔汽至除氧器壓力控制調節門，將除氧器壓力逐漸升至0.80Mpa左右。

（6）關閉鍋爐主給水電動門，調節主給水旁路調節門，向鍋爐上水，控制上水流量150～200t/h，上水期間利用輔汽加壓，保持除氧器壓力在0.7～0.8之間，上水過程要保持除氧器汽源穩定、壓力穩定、避免超壓。

（7）當除氧器水位降至300mm時，關閉主給水旁路調節門，輔汽至除氧器壓力控制調節門，開啟#3高加正常疏水和危急疏水調整門20%開度對除氧器泄壓，將除氧器壓力降至0.2MPa以下（壓力高時凝輸泵向除氧器進不了水）。

（8）啟動凝輸泵向除氧器補水至1100 mm，然后停止凝輸泵運行，繼續利用輔汽汽源將除氧器加熱至60～90℃，加壓至0.75MPa，再向鍋爐上水。重復上述步驟，直至鍋爐啟動分離器見水位。

1.3靜壓上水實施情況

除氧器壓力升至0.8Mpa后給水流量達到160t/h左右，低負荷四抽壓力低時開啟二抽至輔汽調門，除氧器壓力能夠保證0.8Mpa，靜壓上水取得成功。

2?汽泵前置泵鍋爐冷態沖洗

采用汽泵前置泵向鍋爐上水已比較普遍[2]，安全性也得到了驗證[3]。而鍋爐冷態沖洗要求給水流量維持574t/h連續運行。公司汽泵前置泵設計參數為額定流量885t/h，遠大于574t/h，滿足冷態沖洗要求。前置泵額定出口壓力為2.278Mpa，查歷次采用電泵開機進行冷態沖洗時給水壓力2.6Mpa左右，鍋爐主給水旁路調門30%開度，采取適當開大鍋爐上水調門后前置泵出口壓力基本上能滿足冷態沖洗要求。

2.1前置泵上水鍋爐冷態沖洗操作（A泵）

（1）鍋爐靜壓上水后期，啟動閉式水系統運行，啟動凝結水系統運行，開啟#5低加出口電動門前放水門，對凝結水系統進行沖洗，投入汽泵密封水。

（2）凝結水系統沖洗合格后關閉#5低加出口電動門前放水門，開啟#5低加出水電動門向除氧器上水。

（3）鍋爐靜壓進水至分離器見水后啟動A汽前泵運行，關閉A汽泵再循環門，向鍋爐上水，逐漸開大主給水調整門提升給水流量至570?t/h左右（前置泵流量不足時可開啟除氧器再沸騰提高除氧器壓力至0.75Mpa左右），控制啟動分離器水位在6～7m左右，檢查分離器水位自動調節正常，鍋爐進行冷態水沖洗。