1設備概述

某廠2×1000MW擴建工程采用上海鍋爐廠制造的塔式直流鍋爐:采用帶啟動循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)及微油槍點火系統(tǒng)。汽輪機采用上海汽輪機廠設計制造的一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、反動凝汽式汽輪機:采用八級不可調(diào)整抽汽:給水系統(tǒng)設置兩臺50%容量的汽動給水泵:采用100%BMCR的高壓+65%BMCR的低壓旁路設計:采用2臺動葉可調(diào)軸流送風機、一次風機、2臺小汽輪機驅(qū)動前導葉可調(diào)的汽動引風機和1臺備用電動引風機。

2影響機組冷態(tài)啟動時間的主要因素

根據(jù)設備廠家設計冷態(tài)啟動要求,從鍋爐點火至機組帶上1000MW負荷,共需時間約510min。結(jié)合近期機組的啟動過程,分析出影響機組啟動時間的主要有以下4個因素。

2.1機組啟動過程中冷、熱態(tài)清洗時間

在鍋爐給水中含有鐵離子、溶解氧以及其他雜質(zhì),在高溫下反應生成氧化皮,會粘附在鍋爐受熱面管道的內(nèi)壁上,影響傳熱效果,氧化皮越積越厚,最終脫落,會導致受熱面超溫甚至爆管。直流鍋爐在運行過程中不能連續(xù)排污,所以對給水品質(zhì)有著更高的標準。在機組啟動時,應當對鍋爐進行相應的冷、熱態(tài)清洗,直至分疏箱出口疏水化驗合格后,才能進行鍋爐的升溫、升壓。因此,機組冷、熱態(tài)清洗的效果和清洗時間的控制,對機組的啟動時間有著很大的影響。

當機組準備啟動,鍋爐完成上水后,應進行冷態(tài)清洗。鍋爐點火后,當水冷壁介質(zhì)溫度達到170℃時,鍋爐進入熱態(tài)清洗階段。維持鍋爐上水溫度為105～120℃,合理調(diào)整鍋爐燃料量,以保證水冷壁出口介質(zhì)溫度在150～170℃之間。因為在該溫度范圍內(nèi),鐵離子在水中的溶解度最大。同時,變溫清洗可保證清洗效果?？梢蕴岣咧髌麎?、汽溫,并逐一開足4只高旁進行大流量清洗。當分疏箱疏水含鐵量小于50ug/L,si02含量小于30ug/L時,鍋爐熱態(tài)清洗合格。

2.2機組升溫、升壓速率

超超臨界機組的啟動,對鍋爐主/再熱汽升溫、升壓及升負荷速率有嚴格要求,若啟動過程中速率高,會導致相應的設備產(chǎn)生較大的熱應力,受到熱沖擊,并使得鍋爐受熱面管道內(nèi)壁的氧化皮剝落,影響機組的安全運行:若速率低,則會導致機組啟動的時間延長,影響機組的經(jīng)濟運行。根據(jù)鍋爐廠設計要求,在機組啟動過程中,必須按照一定的速率進行升溫、升壓。各階段最大升溫和升壓速率如表1所示。

對于鍋爐而言,升溫、升壓速率的控制,主要通過對爐膛燃燒的調(diào)整。鍋爐點火初期,爐膛熱負荷低,且煤量低,根據(jù)著火和火嘴溫度情況,進行一、二次風門擋板的調(diào)節(jié),適當降低磨煤機出口一次風速,盡量提高磨煤機出口溫度,以提高磨煤機的干燥出力。同時適當提高旋轉(zhuǎn)分離器轉(zhuǎn)速,加強對石子煤的排放。為了改善鍋爐運行工況,#2高加可以在高旁投用,冷再起壓后及時滑投。盡量控制分疏箱低水位,減少熱量的排放。

2.3機組啟動的重要節(jié)點

機組啟動過程復雜,涉及設備系統(tǒng)多,需要進行大量的操作,對運行人員要求高。因此,必須在啟動過程中掌握重要節(jié)點,對每一個操作進行合理安排,可以減少機組啟動時間。在操作過程中各崗位應相互配合,防止因準備不充分,導致重要節(jié)點操作不能及時到位,影響機組啟動的整個時間節(jié)點?？梢愿鶕?jù)每次機組啟動的要求,制定相應的機組啟動節(jié)點安排措施,指導操作人員,優(yōu)化機組啟動操作。

2.4設備的故障率

在機組啟動過程中,設備故障無法及時排除,尤其是重要設備故障,直接影響了機組啟動時間。因此,在整個機組啟動過程中應加強設備檢修與維護管理,降低設備故障率。機組啟動前保證設備調(diào)試運行合格:在啟動過程中,設備檢修人員全程參與,可對保障機組順利啟動起到重要作用。

3機組啟動方式的優(yōu)化

通過對以上機組啟動影響因素的分析發(fā)現(xiàn),可對機組啟動過程中一些重要節(jié)點進行相關(guān)操作的優(yōu)化,既滿足機組啟動需要,又能降低機組在啟動過程中水、汽、油和電等的損耗。

3.1鍋爐使用前置泵上水

原啟動方式,鍋爐上水前,必須啟動汽動給水泵對鍋爐進行上水,由于汽泵小機從沖轉(zhuǎn)到正常帶出力需要時間,且大、小機真空相連,從供軸封、抽真空到正常值也需要一段時間。經(jīng)分析,可以在鍋爐要求上水時,先采用前置泵對鍋爐進行上水,并進行冷態(tài)清洗。用前置泵上水時,只要控制前置泵出口壓力在1.4MPa左右,上水流量約150t/h。同時,根據(jù)鍋爐上水溫度的需要,進行除氧器加熱,由于上水流量較低,要加強對除氧器加熱溫度的控制。在前置泵上水時,同時準備啟動另一臺汽動給水泵,當鍋爐上水結(jié)束后,鍋爐可以啟動啟循泵,爐點火。采用前置泵上水,可以延緩輔汽啟動汽泵小機進行鍋爐上水的時間,以及提前供軸封、抽真空的時間,有較好的節(jié)能效果。

3.2機組啟動初始階段使用單側(cè)風機

原啟動方式,機組整個啟動過程中,兩側(cè)送風機、引風機及一次風機同時開啟,導致在啟動初始階段廠用電率大,造成了一定的浪費。目前通過將電動引風機改為汽動引風機,在保證啟動初始階段工況需要的前提下,可以只啟動一臺送風機、一次風機及電動引風機運行,當機組并網(wǎng)后啟動另一臺送風機、一次風機,并將兩臺汽動引風機并入運行,正常后停運電動引風機。從鍋爐點火到機組300MW狀態(tài)大約需要4h,每次啟動可節(jié)約廠用電相當可觀,在節(jié)能降耗方面效果明顯。

3.3盡量提高給水溫度

原啟動方式,機組高、低加熱器在機組并網(wǎng)之后,按照順序逐一投入運行,以提高鍋爐給水溫度,導致在機組啟動初期需要大量的時間進行給水加熱、排放,造成很大浪費。由于#2高壓加熱器進汽來自于高排后蒸汽,當機組起壓后,高壓旁路投入,高排后有蒸汽流過。因此,高壓旁路投入后,及時投用#2高壓加熱器,可以提高給水溫度,減少低旁向凝汽器排放的蒸汽量,還能減少機組啟動時燃油、燃煤量,縮短機組啟動時間。

3.4合理安排啟動過程中重要節(jié)點

原啟動方式,由于對汽輪機暖閥時機了解不夠,機組汽溫與汽輪機溫度不匹配等因素,導致機組啟動整個時間推遲。通過多次分析總結(jié),當條件滿足時得以及時對汽輪機進行暖閥:冷態(tài)時主壓力2MPa,主汽溫200p左右時進行暖閥。由于主汽門前溫度上升較慢,暖閥初期主汽溫較低,因此在鍋爐起壓后,在拉汽溫的同時,應開大主蒸汽門前疏水,同時盡量降低再熱汽壓,提高主蒸汽壓力,增大主蒸汽管道的通流量,盡量將主汽門前溫度提高,這樣可以節(jié)省主汽門暖閥的時間,大大縮短機組啟動時間。

4結(jié)語

優(yōu)化機組啟動方式是一項需要長期努力的工作。我們在機組啟動的經(jīng)濟性方面還有很大的探索空間,根據(jù)機組設備特點,進行有針對性的技術(shù)改造,并不斷完善啟動操作措施,可以在最大程度上降低啟動損耗。