660MW超超临界机组极热态启动方式优化

660MW超超临界机组极热态启动方式优化

余锦杰

（湖南华电常德发电有限公司）

摘要：常德电厂一期工程2×660MW超超临界机组是采用背压式汽动引风机、无炉水循环泵的机组。单机运行时，机组跳闸后，如何在极热态、无外来辅助蒸汽情况下，做到安全、快速、经济启机。本文对我厂启动过程进行深入研究,提出了一系列有针对性的措施和方法,对机组停运后迅速并网带负荷具有重要的指导意义,对同类型机组也有一定的借鉴作用。

关键词：超超临界背压式汽动引风机无炉水循环泵单机运行极热态启机

前言

由于湖南地区电网结构等原因，常德电厂经常面临着单机运行情况，一旦机组遇到突发情况导致机组跳闸，此时运行机组跳闸后需要重新启动。通常情况下,超临界机组直流锅炉由于没有汽包,锅炉蓄热量少，机组故障停止运行后,依靠其自身难以提供足够的辅助蒸汽,要实现可靠、快速启动,就需要外来辅助蒸汽作为启动汽源。因此,要求锅炉点火前,先投入相邻锅炉辅助蒸汽或投入启动锅炉运行来提供辅助蒸汽。这样的附加启动环节,不仅延长了机组的热态启动时间,而且还加大了机组热态启动的费用。针对上述情况,根据600MW超临界机组的厂家说明书,依据相关超临界机组直流锅炉启动理论,并借鉴国内同类型机组的经验以及电厂机组启动经验,探索出一套无外来辅助蒸汽,不需要投入启动锅炉运行的机组快速热态启动方案,具有十分重要的意义。

【正文】

一、系统概述

我厂2×660MW机组锅炉为上海锅炉厂有限公司生产的超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，型号为：SG-2035/26.15-M6011；型式为：单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、干式风冷除渣、全钢架悬吊结构、半露天布置Π型锅炉。锅炉启动系统为无炉水循环泵系统，引风机为2台汽动引风机和一台电动引风机，无油等离子点火系统。汽轮机为上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS公司联合设计制造的超超临界汽轮机，型号为：N660-25/600/600，该汽轮机为一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机。辅助蒸汽系统为机组的四段抽汽、冷再蒸汽、临机辅汽联箱、启动炉。

二、极热态启机过程中面临的问题

我厂锅炉采用无油等离子点火技术，锅炉点火期间锅炉炉膛防爆等难题；启动系统是无炉水循环泵形式，锅炉启动流量大、锅炉热量流失大；锅炉受热面超温；主、再热蒸汽参数能否达到冲转参数要求；单机运行时，无外来辅助蒸汽；背压式汽动引风机冲转并列时机；启动时间长。

三、采取的对应措施

1、锅炉闷炉，锅炉进行保温。

锅炉跳闸后立即启动电动引风机、送风机对锅炉炉膛进行吹扫，吹扫完成后，立即停止送风机、电动引风机运行，对锅炉进行闷炉。防止锅炉炉膛温度下降，锅炉热量散失，不利于锅炉点火。

2、控制一次风机启动时风量或者开启未运行过磨煤机的一次风道，防止锅炉炉膛爆燃。

风烟系统启动一次风机时，应注意一次风通道的开通，由于锅炉是MFT动作，跳机前运行磨煤机内还存有大量的煤粉，如果此时开启的一次风通道是之前运行磨煤机，则会造成大量煤粉进入锅炉炉膛，引起炉膛爆燃。因此在启一次风机时，一次风通道应开启之前未运行磨煤机的通道，或者缓慢增加一次风量，减少瞬间进入锅炉煤粉。

3、控制锅炉泄压参数，维持再热蒸汽压力。

由于没有外来辅助蒸汽汽源，则汽动给水泵无法启动，而电动给水泵（30%额定容量）压头一定，为满足锅炉上水、建立启动流量要求，需要将锅炉进行泄压。又因为没有外来辅助蒸汽，须维持辅汽联箱压力，保证汽轮机轴封、锅炉暖风器、空预器吹灰用汽要求。如果跳闸之前锅炉负荷就低，小于15MPa，则不用进行泄压，如果大于15MOPa则进行泄压。在锅炉泄压过程注意泄压速度和锅炉受热面壁温下降速度，泄压压降保持在0.1MPa/min,锅炉受热面壁温下降为2℃/min。启动电动给水泵后，开启高、低旁路维持辅汽压力，保证轴封用汽。当锅炉点火后则维持过热蒸汽压力10MPa。

4、降低锅炉启动最小流量，锅炉点火初期转干态运行。

通常情况下锅炉点火及低负荷运行阶段，锅炉均是处于湿态运行（转态负荷一般为240MW），其运行方式与强制循环汽包炉基本相同，我厂锅炉启动系统无炉水循环泵，在启动调整上有区别。我厂锅炉最小循环流量就是给水流量，锅炉启动流量远大于带有炉水循环泵的机组。锅炉给水主要用于控制贮水罐液位，并同时对锅炉水冷壁进行冷却，同时通过361阀排放，让水冷壁中的给水流动，加强对锅炉水冷壁的冷却，防止锅炉水冷壁超温。

根据锅炉极热态启动曲线查询最小启动流量为30%额定蒸发量（610t/h），给水流量610t/h情况下将锅炉参数烧至冲转参数（主汽压力12MPa、主汽温度580℃；再热蒸汽压力1.6MPa、再热蒸汽温度550℃）。锅炉点火初期所需要的给煤量就比较高，热量流失也很高，到达冲转参数需要的时间也长。

锅炉给水流量低，则锅炉水冷壁的冷却介质少了，水冷壁可能出现超温现象；炉膛吸热量减少，则锅炉过热蒸汽、再热蒸汽温度会升高；低温再热器壁温可能出现超温现象；锅炉可能直接由湿态转为干态运行；缩短锅炉升温升压所需时间，缩短了机组启动时间，提高经济性。锅炉在点火初期干态运行，需要操作人员对水煤比控制更精准。对锅炉主再热蒸汽温度影响大，当水煤比控制不到位，主再热蒸汽温度会大幅波动，不利于锅炉氧化皮的防治；锅炉排污量减少，锅炉损失减低，经济性提高；必须加强锅炉蒸汽品质的监视；减少并网后锅炉转态操作，减少汽轮机由于转态操作引起主再热气温波动带来的热应力变化，提高了汽轮机使用寿命。

综上所述，只要锅炉给水量、水煤比控制得当，锅炉受热面不超温，完全是能减降低锅炉启动流量。我厂将锅炉给水量降低至300-320t/h，根据几次启机来看，效果明显，到达预期目标。

5、利用再热蒸汽给除氧器进行加热，提高锅炉给水温度，提高主、再热蒸汽温度。

给水温度降低，使工质加热段的吸热需求量增加，若仍维持煤水比，直流锅炉的加热段将延长，过热段缩短（表现为过热器进口汽温降低同时锅炉出口烟气温度及排烟温度降低），过热汽温会随之降低。在任何燃料量下，要想维持过热汽温不变，就必须改变原来设定的煤水比，适当增加煤水比才行。当增大水煤比时，每千克主、再热蒸汽将分担更多的燃料量，故主、再热蒸汽温度也会升高。因为低压再热蒸汽对管壁的冷却能力较差，更必须注意再热受热面的壁温情况，防止管壁过热。

四、我厂极热态启机实况

图一是最近极热态启机时的参数曲线。锅炉通过过热器PCV阀将主汽压力缓慢降至15MPa，启动电动给水泵，维持给水流量200T/H，对锅炉上水，当锅炉分离器见水后，锅炉开始点火，根据锅炉主再热汽温度逐逐步将给水流量提高至300-320T/H，同时增加磨煤机处力，最后维持54T/H，过热度维持在50-60℃，高、低旁同步开大，维持高旁后压力1.4MPa，温度350-360℃，最终维持主汽压力10MPa，高旁开度大约70%，机组达到冲转参数。机组负荷150MW时冲引风机汽轮机，250MW时并汽动引风机。经实践证明，从锅炉点火到汽机冲转时间只用3.5小时。

图一第一次极热态启机曲线

结语

经过以上等措施，对机组极热态启动方式进行优化,既节约生产成本,又缩短了启动时间,经济效益和社会效益良好。据统计,过去单台机组运行跳闸后热态启动一般需要7.0h才能并网运行,消耗燃油14.5t，还有大量人力劳动;现在实施无外来辅助蒸汽热态启动方案,约3.5h就能并网运行,能缩短启动时间约3.5h,每次能够节约生产成本约9.4万元。

【参考文献】：

[1]刘应文，王树怀，孙宝华.直流锅炉热态启动问题及优化

[2]侯国威.新建火电厂无外来蒸汽而不设启动锅炉的启动研究

[3]戴立洪.600MW超临界机组启动特性

[4]蒲万里.1000MW火电机组汽动引风机启动并联运行方式探讨

[5]常德发电有限公司主机运行规程