[学术交流]广东公司“五学”打好理论... [工程动态]阜蒙县惠农生物质热电工程... [经营管理]克拉玛依发电“一帮一”精... [会展信息]2017年昱真供热节能减... [企业招聘]秦皇岛华电测控设备有限公... [电力科技]帝斯曼复合材料树脂研究开... [技术应用]凝汽器冷端治理方法升级,...
首页 >> 技术 >> 环保专题
600MW超临界燃煤机组纯汽泵启动中的问题及对策
时间:2019-11-29 09:52:37

         ↓底部

为了深挖600 MW超临界燃煤机组的潜能,不少燃煤电厂近年来在机组启动阶段采用汽泵替代电泵供水。以广东珠海金湾发电有限公司为例,针对该方式启动中遇到的问题进行分析总结,提出解决对策,为同类型机组顺利实施汽泵替代电泵提供参考。

(来源:《华电技术》  作者:广东珠海金湾发电有限公司 王江洪 叶文华)

0引言

近年来,在经济新常态下,超临界燃煤机组掀起了一股节能降耗热潮,深挖机组潜能,以汽动给水泵(以下简称汽泵)替代电动给水泵(以下简称电泵)启动的方案为较多燃煤电厂所采用,广东珠海金湾发电有限公司(以下简称金湾发电公司)在这方面也进行了试验和应用。

金湾发电公司2×600 MW机组采用25.4 MPa/571 ℃/569 ℃超临界参数,锅炉最小直流流量为35% 锅炉最大连续蒸发量(BMCR),电泵额定功率为8 000 kW,按照原设计电泵带水启动,机组并网带初负荷后再切至汽泵供水,所以启动阶段耗电量比较大[1]。从节能角度看,通过定量和定性分析,启动阶段利用纯汽泵带水启动都是节能的,由于能量转换环节越少,能量损耗就越少[2]。从安全角度看,利用汽泵启动上水,一是减少了电泵的启停,防止启停对其他6 kV厂用设备的冲击;二是减少了电泵与汽泵的切换过程,减少了操作员的操作量,规避了一定的操作风险;三是电泵作为备用,由于电泵启停速度快,给水系统的可靠性大大提高。

机组利用纯汽泵启动具有可观的节能空间和一定的安全效益,但作为一个新的尝试,在实际应用中难免会出现各种问题,本文从启动中的问题出发,分析并提出相关对策,确保纯汽泵启动顺利进行。[汽机监督]

1启动过程中的问题

1.1给水流量的调节

在锅炉启动过程中,考虑锅炉受热面的安全,给水流量需要严格控制在最小流量以上,如何在启动全阶段满足机组给水需求,是汽泵替代电泵启动的一个重要议题。

(1)在锅炉上水期间,如何满足变流量冲洗。如图1(图中横坐标为时间,纵坐标为图上给出的量,下同)所示,单台前置泵运行时,出水流量仅能达到270 t/h,若小汽轮机(以下简称小机)此时冲转带水,给水流量太大,如果调整合适给水量时小机进气量太少,会给调节带来困难,另外,小机排汽温度也难以控制。

图1 主给水流量、小机出口流量与小机转速的关系

(2)在锅炉升温、升压过程中,如何确保小机冲转时给水流量的稳定,同时避开小机临界转速。[汽机监督]

(3)在机组并网带负荷后,如何并退汽泵,使得机组给水稳定。

1.2小机汽源的稳定

在启动过程中,小机的冲转汽源一般来自于该机组的辅汽系统,金湾发电公司亦是这样的设计,所以,稳定、可靠的汽源是确保机组给水稳定的重要因素。然而,辅汽用户众多(如供热等)且为临机供,受其工况变化影响较大,调整至合适的压力范围有一定困难。如图2所示,辅汽压力波动或偏离设计值时,造成小机调节阀大范围波动,给水波动也趋于发散,影响机组安全运行[3]。[汽机监督]

图2 小机汽源与小机、主给水流量的关系

在机组并网后,小机汽源则需要切至本机四段抽汽(以下简称四抽)来供,如何平缓地切换汽源是纯汽泵启动必须面对的问题。由于辅助蒸汽压力为0.70 MPa,切换时的四抽汽源压力仅有0.30 MPa左右,两路汽源压力先天不匹配,如果直接切换势必会造成给水大幅波动;同时,由于压力剧烈变化,很容易造成汽源互串,汽泵给水出力不足,机组主燃料跳闸(MFT),金湾发电公司在一次小机汽源切换过程中,曾因汽源互串造成机组停运[1]。

1.3小机排汽温度的调整

由于单台前置泵上水流量不能满足启动流量要求,需要冲转汽泵才能达到550 t/h,但小机长时间保持较低转速,进气量较低,鼓风作用明显,小机排汽温度会持续升高。尤其在转速低于1 200 r/min,锅炉烘干的过程中,小机的排汽温度高达125 ℃。所以,在启动初期,如何降低小机排汽温度显得尤为重要。

2解决策略

针对以上问题,通过实践和尝试,采取了以下措施和方法。

(1)通过2台前置泵与汽泵冲转相配合,解决启动过程中给水流量控制问题。在单台前置泵上水结束后,启动另外一台汽泵前置泵并列运行,此时给水流量可以达到500 t/h,然后投入1台汽泵盘车,由于盘车和前置泵双向作用,小机转速会被冲至450 r/min左右,这时给水量可以达到550 t/h,建立启动流量,通过汽泵再循环阀和出口电动阀配合,完成变流量冲洗和排汽操作,如图1所示[4]。在锅炉点火后升温、升压阶段,在总流量降至500 t/h以下时,及时冲转一台汽泵,退出另外一台前置泵,由于锅炉起压,再加上汽泵再循环阀和出口电动阀配合,确保小机转速在临界转速外运行。

(2)维持稳定、合适压力的辅汽汽源。小机的冲转汽源来自辅汽,在启动阶段,将辅汽压力要求较高的用户退出,与临机密切沟通,在变负荷时,及时调整辅汽压力在0.70 MPa左右,如图2所示。辅汽压力下降后,小机低压调门波动消失,给水随即稳定;同时,随着冷再压力的提高,将小机高压汽源暖管后投入备用,提高给水的可靠性。[汽机监督]

(3)调整辅汽压力与四抽压力平衡,保证切换平稳,防止汽源互串。在管道改造前,通过手动调整辅汽供汽电动阀使压力与四抽汽源平衡,退出该台汽泵,切换汽源后再并入汽泵。这样可以解决切换汽源带来的风险问题,但操作量大,也不利于机组快速带负荷,所以,金湾发电公司对小机辅汽供汽系统管阀进行改造,在辅汽管路上增加调节阀,在四抽管路上增加逆止阀,如图3所示[1]。通过改造,在小机切换汽源时,不需要退出汽泵,且小机压力可以及时与四抽压力匹配,不影响辅汽用户,保证无扰动切换。

图3 辅汽系统新增调压阀

(4)对于小机排汽温度的调整,首先,尽量提高汽泵冲转时的锅炉压力,保证给水有一定的压头阻力;其次,适当降低启动时的真空及冲转汽源压力,提高小机汽源进汽量;然后,根据升温升压曲线,尽量提高锅炉启动速度;最后,及时投入小机排汽减温水。在管路改造后,可以进一步降低小机冲转压力,确保了小机排汽温度在可控范围内。[汽机监督]

3结论

机组纯汽泵启动,重点是对给

水流量的控制,难点在于如何调节汽泵,使给水流量稳定、可靠,期间还要注意小机振动等。通过本文的方法成功解决了启动中的常见问题。笔者认为,要根本解决替代电泵启动问题,应该进行相关设备改造,提高小机在新方法下启动的适应能力;同时,利用现有设备,创新调节方法;另外,对于新建机组,有外部辅助汽源的,可以考虑取消电泵系统,减少投资成本,提高效益。

参考文献:

[1]珠海金湾发电有限公司集控运行手册:Q/JW-03-YX-019—2016[S].

[2]武云鹏.华能玉环电厂1 000 MW机组纯汽泵启动的节能分析和给水系统改进方案[C]//中国动力工程学会.中国动力工程学会600/1 000 MW超超临界机组技术交流会论文集,2010.[汽机监督]

[3]上海发电设备成套设计研究所.珠海电厂2×600 MW机组DCS控制系统[Z].2005.

[4]上海锅炉厂有限公司.600 MW超临界压力锅炉使用说明书[S].2004.


         ↑顶端