660MW機(jī)組高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)優(yōu)化

羅凱鎣

摘 要：本文結(jié)合目前大型火力發(fā)電廠高壓加熱器的常見(jiàn)設(shè)計(jì)運(yùn)用，介紹了對(duì)660MW機(jī)組高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化后，在提升機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性上取得的顯著成效，并指出了高加隨機(jī)啟動(dòng)的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：高加隨機(jī)啟動(dòng)；安全性；經(jīng)濟(jì)性；注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào)：TK123 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

大埔發(fā)電公司2×660MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠制造生產(chǎn)，型號(hào)為N660-25/600/600的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、采用八級(jí)回?zé)岢槠?、反?dòng)凝汽式機(jī)組。與上海鍋爐廠制造的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、四角切圓燃煤直流爐以及上海發(fā)電機(jī)廠制造的QFSN-660-2三相同步汽輪發(fā)電機(jī)配套。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置3臺(tái)高壓加熱器，1、2、3號(hào)高加抽汽分別來(lái)自高壓缸14級(jí)后、高壓缸排汽、中壓缸的發(fā)電機(jī)側(cè)5級(jí)后，疏水均采用逐級(jí)自流疏水方式，3號(hào)高壓加熱器出口的疏水疏入除氧器；1～3號(hào)高加事故放水和除氧器溢放水均排到凝汽器疏水?dāng)U容器。

機(jī)組投運(yùn)初期，高加水側(cè)一般在鍋爐上水時(shí)投入，機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)高加汽側(cè)則是在機(jī)組并網(wǎng)后帶低負(fù)荷暖機(jī)（約100MW）時(shí)投入。這種啟動(dòng)方法經(jīng)濟(jì)性差，高加暖體時(shí)間長(zhǎng)，延長(zhǎng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間；高加投入時(shí)容易出現(xiàn)虛假水位而引起高加汽側(cè)退出，操作難度大；溫升率難于控制，易出現(xiàn)溫差大，影響高加使用壽命，甚至導(dǎo)致高加管板泄漏，進(jìn)而影響高加使用率，也將降低機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。為了解決以上問(wèn)題，公司結(jié)合機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況，開(kāi)展了高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化研究，通過(guò)采用優(yōu)化后的技術(shù)，在提升機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性上已經(jīng)取得了顯著成效。

1 高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)優(yōu)化及注意事項(xiàng)

（1）鍋爐點(diǎn)火至熱態(tài)清洗結(jié)束后2號(hào)高加暖體并部分投入

在鍋爐點(diǎn)火前確保高加水側(cè)已投入正常運(yùn)行，高加汽側(cè)具備投運(yùn)條件。待鍋爐點(diǎn)火、熱態(tài)清洗結(jié)束后，就可根據(jù)蒸汽參數(shù)開(kāi)啟二段抽汽逆止門(mén)、2號(hào)高加危急疏水門(mén)，稍開(kāi)二段抽汽電動(dòng)門(mén)，對(duì)2號(hào)高加進(jìn)行暖體，暖體結(jié)束后逐漸調(diào)整二段抽汽電動(dòng)門(mén)開(kāi)度至30%左右，實(shí)現(xiàn)2號(hào)高加“隨爐啟動(dòng)”。待汽機(jī)暖閥前，需聯(lián)系熱工人員強(qiáng)制二段抽汽逆止門(mén)條件滿足。

（2）汽機(jī)沖轉(zhuǎn)至360r/min低速暖機(jī)時(shí)1號(hào)高加暖體并部分投入

機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)汽機(jī)走步、沖轉(zhuǎn)至360r/min時(shí)，需要低速暖機(jī)一小時(shí)。此時(shí)，高壓缸已有少量蒸汽進(jìn)入，即開(kāi)啟一段抽汽逆止門(mén)、1號(hào)高加危急疏水門(mén)，稍開(kāi)一段抽汽電動(dòng)門(mén)，對(duì)1號(hào)高加進(jìn)行暖體，暖體結(jié)束后逐漸調(diào)整一段抽汽電動(dòng)門(mén)開(kāi)度至20%左右，實(shí)現(xiàn)1號(hào)高加“隨機(jī)啟動(dòng)”。

（3）汽機(jī)沖轉(zhuǎn)至3000r/min時(shí)3號(hào)高加暖體并部分投入

機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)汽機(jī)走步、沖轉(zhuǎn)至3000r/min時(shí)，中壓缸已有少量蒸汽進(jìn)入，即開(kāi)啟三段抽汽逆止門(mén)、3號(hào)高加危急疏水門(mén)，稍開(kāi)三段抽汽電動(dòng)門(mén)，對(duì)3號(hào)高加進(jìn)行暖體，暖體結(jié)束后逐漸調(diào)整三段抽汽電動(dòng)門(mén)開(kāi)度至20%左右，實(shí)現(xiàn)3號(hào)高加“隨機(jī)啟動(dòng)”。

（4）機(jī)組并網(wǎng)帶初始負(fù)荷后逐漸投入高加汽側(cè)

機(jī)組并網(wǎng)后需帶初始負(fù)荷進(jìn)行低負(fù)荷暖機(jī)，待機(jī)組負(fù)荷﹥80MW后，逐步開(kāi)大一、二、三段抽汽電動(dòng)門(mén)至全開(kāi)，投入高加汽側(cè)運(yùn)行，此時(shí)需要控制高加汽側(cè)溫度和壓力緩慢上升，高壓加熱器出水溫度變化率≤3℃/min。待機(jī)組負(fù)荷﹥112MW后，檢查高加運(yùn)行正常，將三臺(tái)高加疏水逐級(jí)回收，逐步送至除氧器。

（5）高加隨機(jī)啟動(dòng)的注意事項(xiàng)

高加隨機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制高加汽側(cè)溫度和壓力緩慢上升，高壓加熱器出水溫度變化率≤3℃/min；機(jī)組并網(wǎng)前高加已部分投入運(yùn)行，待機(jī)組并網(wǎng)帶暖機(jī)負(fù)荷過(guò)程中應(yīng)注意高加水位變化，防止高加滿水。

2 高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)優(yōu)化運(yùn)用情況

2.1 高加隨機(jī)啟動(dòng)提升安全性

高加隨機(jī)啟動(dòng)，與機(jī)組滑參數(shù)啟動(dòng)同步，進(jìn)入汽缸的蒸汽參數(shù)緩慢增加，使得高加抽汽的溫度、壓力、流量及高加出水溫度也是逐漸上升的，這樣可使高加管板和管系均勻的加熱，相應(yīng)的熱應(yīng)力減小，能夠減少高加熱沖擊，降低高加管口焊縫和管道受損而泄漏的可能性，延長(zhǎng)管材壽命。高加隨機(jī)啟動(dòng)時(shí)，加熱器壓力是均勻緩慢上升的，有利于加熱器水位的控制，避免產(chǎn)生虛假水位，影響機(jī)組運(yùn)行安全性。

高加隨機(jī)滑啟還可以改善汽機(jī)本體汽缸的疏水條件：汽機(jī)啟動(dòng)初期，進(jìn)入汽缸蒸汽的溫度、流量低，同時(shí)汽缸溫度低，使得蒸汽凝結(jié)成水，這些疏水如果不能及時(shí)疏走，勢(shì)必造成汽機(jī)各級(jí)葉片發(fā)生水蝕現(xiàn)象；同時(shí)汽缸存在疏水，可能將使汽機(jī)上下缸產(chǎn)生的溫差超過(guò)限度，造成機(jī)組脹差超限。低速暖機(jī)時(shí)投入1號(hào)高加，則相應(yīng)增加了汽機(jī)高壓缸的進(jìn)汽量，也增加了內(nèi)缸疏水的排放，改善機(jī)組熱膨脹特性，減少脹差。

2.2 高加隨機(jī)啟動(dòng)提高經(jīng)濟(jì)性

（1）更早地提高了給水溫度

在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)期間，提高給水溫度主要靠輔汽聯(lián)箱對(duì)除氧器加熱。而除氧器汽源來(lái)自臨機(jī)輔汽或者啟動(dòng)爐，由于長(zhǎng)期單機(jī)運(yùn)行，我廠機(jī)組啟動(dòng)用輔汽基本來(lái)自啟動(dòng)爐，且啟動(dòng)爐容量小、用戶多。受來(lái)汽參數(shù)限制，用輔汽聯(lián)箱投除氧器加熱后給水溫度一般不超100℃。隨著2號(hào)高加的“隨爐啟動(dòng)”，待再熱器起壓后，就可以投入2號(hào)高加，對(duì)給水進(jìn)行加熱，可將汽機(jī)啟動(dòng)前給水溫度提高至120℃以上，這部分蒸汽的熱量得到了利用，避免直接通過(guò)低旁進(jìn)入凝汽器產(chǎn)生冷源損失。

（2）縮短了并網(wǎng)至完全投入高加所需的時(shí)間

隨著高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化，在并網(wǎng)前高加已經(jīng)得到了充分的預(yù)暖并且已部分投入，可有效縮短機(jī)組并網(wǎng)后完全投入高加所需的時(shí)間。據(jù)查閱歷史數(shù)據(jù)，機(jī)組投產(chǎn)早期由并網(wǎng)至完全投入高加，需耗費(fèi)兩個(gè)小時(shí)以上，而采用技術(shù)優(yōu)化后均只需約1個(gè)小時(shí)，就可在并網(wǎng)后完全投入高加。

（3）降低了投高加汽側(cè)的操作難度，提高了安全性

以往常出現(xiàn)在投1號(hào)高加時(shí)出現(xiàn)虛假水位而引起汽側(cè)跳閘，影響鍋爐的給水溫度；高加溫升率也較難控制。隨著高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化，降低了投高加汽側(cè)的操作難度，高加溫升率也得到較好的控制，有利于高加的安全運(yùn)行和使用壽命。

（4）為機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中盡早投入脫硝系統(tǒng)創(chuàng)造有利條件

根據(jù)《關(guān)于污染物超標(biāo)規(guī)定及SCR投運(yùn)的要求》，氮氧化物從機(jī)組并網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)行超標(biāo)考核，為此必須采取有效措施爭(zhēng)取減少機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中氮氧化物超標(biāo)考核。通過(guò)對(duì)高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化，縮短了并網(wǎng)至完全投入高加所需的時(shí)間，為并網(wǎng)后盡快提高給水溫度創(chuàng)造了有利條件。通過(guò)給水溫度的提高，可減少冷源損失，有利于提高爐膛出口煙氣溫度。同時(shí)，盡早投入高加，增加了汽機(jī)的進(jìn)汽量，使汽機(jī)暖機(jī)更充分，有利于提高汽機(jī)應(yīng)力裕度，為鍋爐盡快提高主、再熱汽溫，減少對(duì)煙氣的吸熱量、提高進(jìn)入SCR的煙氣溫度創(chuàng)造了有利條件。據(jù)查閱歷史數(shù)據(jù)，綜合采取高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)優(yōu)化等措施，機(jī)組并網(wǎng)至投入脫硝系統(tǒng)所需時(shí)間已實(shí)現(xiàn)從8個(gè)小時(shí)縮短至6個(gè)小時(shí)。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)我廠高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化運(yùn)用，在提高機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性方面已體現(xiàn)出該技術(shù)的顯著成效。在國(guó)家提倡節(jié)能減排的大環(huán)境下，高加隨機(jī)啟動(dòng)技術(shù)值得繼續(xù)深入研究?jī)?yōu)化和大力推廣。

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