火电机组启停过程中汽轮机辅机优化运行的应用

火电机组启停过程中汽轮机辅机优化运行的应用

孙浩博  杨宏勇  张延风

清河发电有限公司  辽宁省铁岭市清河区112003

摘要:火电机组启、停过程中自身不能提供厂用电量，需要从电网采购一定的电量。因此，机组启动中过早启动辅以及机组停运后不及时停运辅机，都会增加采购电量，为了降低启停机过程当中的耗电量，在保证机组安全的情况下，通过调整、优化启、停机过程中电动给水泵、循环水泵、凝结水泵的运行方式，最大程度上降低电量的消耗，达到节能降耗目的。

关键词:节能降耗、电动给水泵、循环水泵、凝结水泵、启停机

汽轮发电机组机组启、停过程中，需要从电网采购一定的电量供辅助转动设备使用，在机组启动中存在着过早启动辅机以及机组停运后不及时停运辅机的情况,这些操作都会增加从电网采购的电量，增加生产成本。为了降低启停机过程当中的耗电量，在保证机组安全的情况下，某火电公司通过优化启、停机过程中辅机的运行方式，最大程度上降低机组启停过程中的辅机耗电量，达到节能降耗的目的。本文主要研究了汽机专业6KV高压辅机包括电动给水泵、循环水泵、凝结水泵在机组启停过程中的运行方式的优化。

1设备介绍:

清河发电公司装机容量为2X600MW机组，汽轮机为GE公司进行通流部分改进设计的升级型汽轮机，保留哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的高中压外缸、低压外缸，其它通流部分均采用阿尔斯通技术设计制造。型式为CLN600-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、凝汽式汽轮机。

2汽轮机辅助高压电动机设备系统配置介绍及优化运行方案:

2.1.给水系统及给水泵配置介绍及电动给水泵的运行优化

每台机组分别配有两台55%容量的汽动给水泵维持机组正常运行时供水,一台30%容量的电动给水泵作为机组启停时向锅炉上水或备用:汽动给水泵汽轮机布置有三路汽源:本机四段抽汽、辅助蒸汽、高压缸排汽。正常运行时一般由四段抽气供汽，高压缸排汽热备用。

电动给水泵为上海电力修造总厂生产型号FK5F32M多级、筒式壳体、整抽式芯包、卧式离心泵，配用电机为上海电机厂有限公司生产的异步电动机:型号 YKS710-4、功率3500 KW、额定电压6000 V、额定电流 385A。汽泵前置泵为上海电力修造总厂生产型号HZB253-640单级、双吸。卧式离心泵，配用电机为上海电机厂有限公司生产的异步电动机：型号YKK450-4、 功率550 KW、额定电压6000 V、额定电流 61.3A。

在机组停运过程中，若停炉时间大于七天，为了防止停炉后原煤斗内原煤自燃，锅炉需要烧空原煤斗。停机过程中如果突然断煤，主汽压力会快速下降，机组负荷降低，小机汽源四段抽汽压力下降过快，小机出力不足，造成给水流量下降过低，影响停机过程中的机组安全。因此停机过程中，需要在减负荷到180MW的时候启动电动给水泵，保证锅炉供水。导致停机过程中电动给水泵运行时间较长。为了减少停机过程中电动给水泵的运行时间，减少电动给水泵耗电量，采用停机前将小机汽源切换至辅汽联箱，辅汽联箱切换至另外一台运行机组供汽。由另外一台运行机组的再热冷段抽汽向要停运机组的小机供汽，保证汽动给水泵向锅炉正常供水，可以减少电泵运行时间约3小时。

在机组启动的整个过程中，只需保证电动给水泵处于正常备用状态，而不用启动电动给水泵向锅炉进水。利用汽前泵上水完毕后，用另一台运行机组的辅汽将一台小汽轮机至3000转，提升汽泵转速和压力、向锅炉供水，满足机组启动期间锅炉给水压力的要求，做到机组启动全过程不启动电动给水泵。但是要做好辅助蒸汽到小汽轮机供汽管道的充分疏水暖管工作，防止小汽轮机蒸汽带水。

2.2循环水系统及循环水泵配置介绍及循环水泵的运行优化:

循环水系统为闭式循环，每台机配置两台循泵，其中A循环水泵可进行高低速切换，一个冷却水塔，补充水来自水库直流补水。循环水泵型号：2200KLA－26，型式：湿井式、固定叶片、转子可抽式、立式斜流泵，配用电机型号YKKL3000/1900-16/18、额定电流370/250A、额定电压6000 V、额定功率3000/1900KW。

在机组正常停运后，因排汽缸温度及各管路疏水开启等原因，需维持真空及循环水系统运行，机组启动、停机过程中，在不影响机组安全的情况下，尽量减少循环水泵的运行时间。减少循坏水泵耗电量。循环水泵的用户主要是凝汽器和开式水泵，其中一台机组循环水运行的情况下，通过试验确定在一台机组运行，一台停运情况下，刚停运的机组可以立即停运循环水泵，同时开启停运机组的凝汽器进、出水门，通过少量开启两台机循环水供水母管联络门，利用运行机组的循环水泵，向停运机组供给适当量循环水，并通过冷却水塔蓄水池联通管路平衡水位，保证停运机组凝汽器和开式水泵入口管道有水通过，这样可以保证停机后凝汽器和开式水泵的用水，保证机组停运后辅机开式冷却水供给。经实验证明，这种方式既可以保持运行机组的真空不受影响，也可以维持停运机组对循环水的需求。

同理，机组启动时，若邻机循环水系统在运行，在不影响启动机组安全的情况下，在机组送轴封蒸汽时才启动循环水泵。预计启动、停机时循环水泵可减少运行时间12小时。机组停运后，部分疏水门由于不严密，会排至凝汽器，造成排汽温度高，可以通过三级减温水、疏水扩容器减温水、低压缸排气减温水水防止排汽温度升高。

2.3.凝结水系统及凝结水泵配置介绍及凝结水泵运行优化:

凝结水系统配备两台100%容量的凝结水泵，一备一运，凝结水泵为筒袋型立式多级离心泵，型号NLT500－570×4S，配用电机为湘潭电机股份有限公司生产，型号为YLKS630，额定电流225.5A额定功率 2100KW。

最初两台凝结水泵为均工频运行，由于低负荷时除氧器补水量较小，上水调门关小致使节流损失很大，为了减小节流损失，将凝结水泵改为一拖二变频器拖动，两台凝结水泵共用一台变频器。变频状态的运行，工频状态的备用，最低可将频率降低至25HZ。

启机过程中，在不影响机组安全的情况下，凝结水泵启动时间尽量推迟，停运过程中，尽早停运凝结水泵。减少凝结水泵启停过程中运行时间，可以减少外购电，凝结水泵在机组停运后，只要能够保证汽轮机低压缸排汽温度、高压疏水扩容器、本体疏水扩容器、高加事故疏水扩容器温度不超限，维持凝结水泵变频器在最低转速下运行甚至停运。也可以采取间断启动凝结水泵运行的方式，在低压缸排期温度升高时，启动凝结水泵运行向低压缸喷水，降低排汽温度至正常后停止凝结水泵运行。

机组启动过程中，将凝结水泵启动时间推迟至送轴封汽前进行，预计启动、停机时凝结水泵减少运行时间约4小时。

凝结水泵自变频改造后，部分转速下存在振动大的问题，需要通过试验确定哪些转速下运行振动大，机组停运后，降低凝结水泵转速时，要注意避开这些区域。

3改造效果:

按照电网电价0.50元/Kwh，机组启停一次计算节能效果如下:

启停机中优化电动给水泵运行方式，节约电量7521度，节约成本3760.5元。启停机中优化循环水泵运行方式，节约电量19206度，，节约成本9603元。启停机中优化凝结水泵运行方式，节约电量1181.3度，节约成本594.65元。一次开、停机仅汽机专业高压电机节约成本约13958.15元。在机组启停过程中，节能效益非常明显。

4结束语:

以上优化方式已经在实践中得到检验，能够保证机组安全稳定启、停，且节能降耗效果明显。因此，我们每一个人都要从自身做起，从身边的小事做起。树立一种“点点滴滴降成本，分分秒秒增效益”的节能意识，以最优的方式，来实现节能效益的最大化。把节能降耗贯穿于生产、生活的各个方面。让节能降耗成为一个永恒的话题。

参考文献

[1]胡念苏.汽轮机设备及系统.北京：中国电力出版社，2006

[2]严俊杰.发电厂热力系统及设备：西安交通大学出版社，2003

[3]谢诞梅/刘勇/戴义平.发电厂热力系统及设备：高等教育出版社，2008