600MW汽輪機大修停機的運行優(yōu)化

于行

【摘 要】本文針對600MW汽輪機未安裝汽輪機快冷裝置的情況，結合本廠的機組大修停機的實際操作和運行優(yōu)化實踐經(jīng)驗，提出了大修前的深度滑參數(shù)停機和運行優(yōu)化實踐等方面的建議，從運行優(yōu)化和節(jié)能實踐方面提供借鑒意義。

【關鍵詞】大修；深度滑參數(shù)停機；運行優(yōu)化

0 引言

隨著汽輪機向高參數(shù)大容量方向發(fā)展，機體的熱容大而且保溫良好，停機后機體自然冷卻很慢，而汽輪機停機檢修時汽缸最高金屬溫度降到150℃下方可開工。若檢修工作不能及時開工，勢必增加了停機時間，降低了設備利用率。由于600MW機組容量大，縮短機組的檢修對于提高發(fā)電量、增加經(jīng)濟效益有重要意義。因此就需要在機組大修停機時選擇合理、經(jīng)濟的停機方式，降低機組整體溫度水平，縮短機組的檢修的時間，提高經(jīng)濟效益。尤其是在沒有安裝汽輪機快速冷卻裝置的機組，汽輪機停機方法的運行優(yōu)化尤為重要。

寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責任公司的2x600MW的亞臨界空冷燃煤機組，為東方汽輪機廠引進日立技術生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、直接空冷凝汽式汽輪機，型號為NZK600-16.7-538/538，汽輪機出廠時未安裝快速冷卻裝置。兩臺機組在2013年、2014年分別進行了A級檢修工作，6號機組于2013年8月3日18：00打閘停機，8月10日停運盤車。5號機于2014年5月10日17：48打閘停機，5月16日停運盤車。通過對停機方式和停機過程的運行優(yōu)化，機組均實現(xiàn)了停機后一周內(nèi)停運盤車、油系統(tǒng)的目標，保證了機組大修中汽輪機揭缸、通流部分改造等工作的如期開工。同時結合歷次的啟停機經(jīng)驗，對停機過程中的公用的水汽、廠用電系統(tǒng)等進行優(yōu)化實踐，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益。

1 停機過程中的運行優(yōu)化

1.1 深度滑參數(shù)停機，降低機組停運時的整體溫度水平

汽輪機廠商給出的滑參數(shù)停機曲線規(guī)定打閘時的主再熱蒸汽參數(shù)為：主蒸汽8.62MPa/400℃、再熱蒸汽0.5MPa/325℃，如果按照正?；瑓?shù)停機方法，汽缸金屬溫度下降速度以不超過1℃/h的規(guī)定，則在汽輪機打閘后需要經(jīng)過240小時方可停運停運盤車和油系統(tǒng)等，嚴重制約了汽輪機本體檢修工作的展開。有鑒于此，在此基礎上將原滑參數(shù)停機曲線的打閘停機時的主再熱蒸汽參數(shù)進行深度優(yōu)化，在保證汽輪機缸體冷卻、收縮變形、熱應力變化穩(wěn)定的同時，通過降低主、再汽參數(shù)控制汽輪機膨脹系統(tǒng)各參數(shù)在合理的范圍內(nèi)將汽輪機金屬溫度降到目標值水平，保證汽輪機本體檢修盡早開工，縮短機組停運檢修的時間，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

表1 滑停過程中不同負荷下對應參數(shù)

機組停機前，制定了深度滑參數(shù)停機的技術措施和合理的停機計劃，明確停機過程中主再熱蒸汽參數(shù)變化率的控制標準： 主再熱汽溫降溫速度<1℃/min、主再熱汽壓降壓速度：<0.1MPa/分鐘、負荷下降速度：<9MW/min、汽缸金屬溫降率≤1℃/分鐘、汽溫每下降≤30℃左右時，應穩(wěn)定30分鐘后再降溫、過熱、再熱蒸汽過熱度至少>56℃，高壓缸排汽過熱度大于20℃、上、下缸溫差小于35℃等一些要求，在機組打閘前要求將主再熱蒸汽降至2.0MPa、汽溫降至300℃，使汽輪機打閘前缸溫能下降至290℃。通過采取以上措施，并指導運行人員結合仿真機開展實際操作演練，熟悉深度滑參數(shù)停機的各項操作要點和注意事項，保證深度滑參數(shù)停機過程中汽輪機缸溫差、脹差、汽包壁溫差等重要參數(shù)均控制在安全范圍之內(nèi)，達到了有效縮短大修停機后至缸溫下降到150℃具備停運盤車所用時間的目的，在2013年6號機大修停機和2014年5號機大修停機后到盤車具備停運所用的時間分別為160小時和153小時。

1.2 充分利用鍋爐等離子助燃，鍋爐低負荷少油或無油助燃，停機不停爐

鍋爐A層制粉系統(tǒng)的等離子點火裝置自機組調試起開始使用，多次驗證機組啟停過程可以做到完全不需要投油，故在每次機組停機前對A層等離子裝置運行情況認真檢查，保證可靠備用，同時機組停運前調整鍋爐配煤方式，保證下層A、B、C制粉系統(tǒng)相應的煤倉配上高熱值、高揮發(fā)份煤，結合等離子點火助燃燃燒穩(wěn)定的特點，隨著鍋爐降負荷時投入等離子拉弧助燃，可實現(xiàn)鍋爐的無油啟停機，節(jié)約了停機過程使用的燃油成本。同時結合等離子點火助燃燃燒穩(wěn)定的特點，在汽輪機打閘后鍋爐不滅火，投入高低壓旁路，鍋爐采用A磨煤機等離子運行方式不熄火，汽輪機不破壞真空，通過高、低壓旁路系統(tǒng)進行降溫降壓，以進一步穩(wěn)定、均勻地降低鍋爐受熱面金屬溫度，有效提前鍋爐受熱面檢修開工的工作時間。

1.3 合理利用汽動給水泵，無電泵停機

停機過程中合理使用汽動給水泵，電動給水泵在停機過程中全程備用，節(jié)約廠用電。機組設計為30%的電泵容量，常規(guī)停機時考慮到低負荷時汽動給水泵的工作汽源四段抽汽參數(shù)較低，不能保證機組停機過程的正常使用，故在負荷降至150MW 時就啟動電泵與汽泵并列運行。經(jīng)過歷次的啟停機的實際操作經(jīng)驗，規(guī)定在深度滑參數(shù)停機時當機組減負荷至300MW，投入一臺汽泵的輔助調試汽源（來自鄰機供汽），停運另一臺汽泵，再繼續(xù)減負荷直至機組打閘，停機的全過程中保持電動給水泵全廠備用。通過采用此項措施，在深度滑參數(shù)停機過程中可減少電泵運行時間約2小時，節(jié)約廠用電6400千瓦時。

1.4 大膽停運開式水泵，節(jié)約廠用電

結合本廠開式水系統(tǒng)的實際運行情況，仔細研究、大膽嘗試，在機組運行時開啟開式水泵的旁路門，停運兩臺開式水泵，并將其出口開啟，利用輔機循環(huán)水的壓頭直接冷卻開式水系統(tǒng)的各用戶，實踐開式水系統(tǒng)的各用戶溫升均滿足要求，此項措施在停機檢修過程中實施，停機過程可節(jié)約廠用電2520千瓦時，節(jié)能效果顯著。

2 停機后的運行優(yōu)化

2.1 合理倒換公用負荷，節(jié)約外購電

合理倒換公用系統(tǒng)負荷，減少檢修期間的外購電量。當單臺機組需要停機檢修時，全廠的公用系統(tǒng)如檢修、照明、綜合水、輸煤、化水、除灰、廠前區(qū)等仍然需要保持連續(xù)運行，由于停機后廠用電源需要切換至啟備變，因此需要在機組停運后，根據(jù)各公用段的負荷情況進行系統(tǒng)倒換，將停運機組的檢修、照明、綜合水、輸煤、化水、除灰、廠前區(qū)等母線上所帶的負荷倒空，通過公用段母線的母線聯(lián)絡開關將兩臺機組的兩段母線倒換至并列運行方式，利用運行機組的廠用電提供全廠的公用系統(tǒng)負荷，以節(jié)約單臺機組停機檢修期間的外購電量。采取此項措施后，可有效減少單臺機組停機檢修期間的外購電量約18000千瓦時。

2.2 廠用母線互為聯(lián)絡，節(jié)約大修停機的外購電

當單臺機組停機A級檢修期間，停運機組的汽機、鍋爐、脫硫等重要系統(tǒng)的保安電源需保持連續(xù)運行，由于機組大修歷時時間比較長，可以考慮將此類負荷通過廠用母線的聯(lián)絡方式倒換至運行機組提供。經(jīng)過歷年的運行數(shù)據(jù)積累和經(jīng)驗總結，在兩臺機組的6KV A段母線間設置聯(lián)絡開關，正常運行時兩臺機組的6KV A段母線聯(lián)絡開關及母線均保持冷備用，當單臺停運機組的6kV A段母線負荷倒空后，可通過相鄰機組的6kV母線聯(lián)絡方式維持停運機組的單段6kV母線運行，可節(jié)約單臺機組停運期間的外購電量。

2.3 優(yōu)化閉式水系統(tǒng)，提前停運

優(yōu)化閉水系統(tǒng)的結構，使單臺機組停運后全廠閉式水系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)運行。機組停運后及時安排進行系統(tǒng)倒運，盡早停運閉式水系統(tǒng)，節(jié)約啟備變外購電量，保證檢修工作提前開工。由于機組停運后廠用電取自啟備變外購電源，廠用電的大量使用勢必增加外購電量，因此在機組停運后及時將公用系統(tǒng)尤其是空壓機的冷卻水倒至相鄰機組帶，在凝泵、給水泵、爐側風機等重要的輔機停運后可立即停運閉式水系統(tǒng)。

2.4 汽機冷油器加裝臨時冷卻水源，系統(tǒng)靈活倒換

我公司的輔機循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計為3臺輔機循環(huán)水泵，正常情況下為兩運一備，輔機循環(huán)冷卻水為機組的開式循環(huán)水和小機循環(huán)水等提供冷卻水源。在機組停運后，機爐側重要輔機停運后，由于汽輪機潤滑油系統(tǒng)保持需保持連續(xù)運行，為保持潤滑油溫正常，開式水及輔機循環(huán)水均不能停運。

所以在單臺機組停運時，可將鄰機的輔機循環(huán)水聯(lián)絡門節(jié)流，提供停運機組的輔機冷卻水。但是當兩臺機組全停時，就需要長時間的維持輔機循環(huán)水泵運行，直至汽輪機潤滑油系統(tǒng)停運，大大增加了停機后所需的外購電量。有鑒于此，考慮在汽輪機潤滑油冷卻器加裝臨時冷卻水源，機組停運后投入潤滑油冷卻器的臨時冷卻水，維持停機后的潤滑油溫度不超過45℃，為開式水、輔機循環(huán)水系統(tǒng)的提前停運提供了條件，有效節(jié)約外購電量。在對潤滑油冷卻器的運行數(shù)據(jù)進行分析和實踐經(jīng)驗總結的基礎上，決定在汽輪機潤滑油冷卻器的冷卻水管上加裝服務水源，臨時冷卻水升溫后排入附近的精處理廢水池。由于全廠服務水系統(tǒng)整體系統(tǒng)龐大，且為良好的高壓、低溫水源，在實際投入的檢驗時停機后潤滑油冷卻器冷卻所需的冷卻水量不大，對服務水系統(tǒng)的整體壓力穩(wěn)定基本沒有影響，不影響服務水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，符合使用條件。當機組停運后，提前停運輔機循環(huán)水泵，可減少循環(huán)水泵運行時間約150小時，節(jié)約外購電量135000千瓦時。

3 結論

通過機組停運時的運行優(yōu)化與檢修相結合，不僅縮短了機組檢修工作的工期，而且在節(jié)能方面也做了貢獻，經(jīng)過實踐，我公司的兩臺機組的A級檢修在進行了汽輪機汽封改造、汽輪機通流部分清洗、鍋爐受熱面改造、空預器更換等工作后，高效地完成了機組的A級檢修工作。

[責任編輯：楊玉潔]