鄧盛泓
摘 要:本文結(jié)合目前大型火力發(fā)電廠汽動(dòng)給水泵的常見(jiàn)設(shè)計(jì)運(yùn)用,介紹了對(duì)660MW機(jī)組低負(fù)荷下汽動(dòng)給水泵的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化后,在保障機(jī)組運(yùn)行安全性的基礎(chǔ)上,在運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性上取得的顯著成效。
關(guān)鍵詞:汽動(dòng)給水泵;安全性;經(jīng)濟(jì)性
中圖分類號(hào):TK223 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
0 前言
某廠1、2號(hào)機(jī)組給水系統(tǒng)采用單臺(tái)100%容量汽泵及兩臺(tái)機(jī)共用一臺(tái)30%容量定速電動(dòng)給水泵。汽動(dòng)給水泵組前置泵和主泵均由小汽輪機(jī)同軸驅(qū)動(dòng),小汽機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)ND(Z)89/84/06型汽輪機(jī),具有內(nèi)切換、變參數(shù)、變功率、變轉(zhuǎn)速和采用多種汽源。小機(jī)低壓配汽機(jī)構(gòu)采用主機(jī)四段抽汽,同時(shí)也可采用輔助汽源供汽;高壓汽源采用主機(jī)高壓缸排汽(再熱冷段)。小機(jī)低壓汽源來(lái)自主機(jī)4段抽汽,該低壓汽源的參數(shù)隨主機(jī)負(fù)荷的變化而不斷變化,而這種參數(shù)的變化只能在一定的范圍內(nèi)適應(yīng)小機(jī)的調(diào)節(jié)要求,當(dāng)?shù)蛪赫羝麉?shù)降低至小機(jī)不足于驅(qū)動(dòng)汽動(dòng)給水泵達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速時(shí)(主機(jī)負(fù)荷40%負(fù)荷以下,即264MW負(fù)荷以下),主機(jī)的功率平衡將受到破壞。
從調(diào)試到投產(chǎn),為了保證小機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行,一直要求小機(jī)最低轉(zhuǎn)速不應(yīng)低于3500rpm,小機(jī)汽源在負(fù)荷300MW及以上時(shí)采用4段抽汽供,負(fù)荷300MW以下時(shí)采用輔助汽源供。這種方式的特點(diǎn)是小機(jī)的運(yùn)行可靠性高,但帶來(lái)的弊端也很突出:一是4段抽汽汽源和輔助汽源之間的切換操作為全人工手動(dòng),費(fèi)時(shí)20分鐘以上,操作項(xiàng)目多且復(fù)雜,容易出現(xiàn)誤操作;二是操作時(shí)間長(zhǎng),300MW到250MW這個(gè)負(fù)荷段的調(diào)整速度達(dá)不到電網(wǎng)調(diào)度的要求,常出現(xiàn)被調(diào)度部門考核扣罰的情況;三是由四抽切換為輔汽供時(shí)小機(jī)汽缸溫降超過(guò)50℃;四是采用輔汽供汽、最低轉(zhuǎn)速控制過(guò)高影響機(jī)組效率,煤耗增加。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,開展了低負(fù)荷下汽動(dòng)給水泵運(yùn)行方式的優(yōu)化研究,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 低負(fù)荷下汽動(dòng)給水泵運(yùn)行方式優(yōu)化的技術(shù)方案及分析
2017年5月份和8月份利用機(jī)組停機(jī)的機(jī)會(huì)組織了專項(xiàng)試驗(yàn):低負(fù)荷(250MW)下維持小機(jī)汽源四抽供、降低小機(jī)轉(zhuǎn)速至3300rpm左右的小機(jī)穩(wěn)定性試驗(yàn)。
試驗(yàn)條件(一):
(1)負(fù)荷:250MW~300MW。
(2)供汽方式:四抽供汽。
(3)機(jī)組控制方式:CCS協(xié)調(diào)控制方式。
(4)給水控制方式:再循環(huán)門全關(guān),給水旁路調(diào)節(jié)門從協(xié)助調(diào)整至全開.
(5)降負(fù)荷速率:5MW/min。
試驗(yàn)情況:
試驗(yàn)過(guò)程:在四抽供汽,CCS協(xié)調(diào)方式,機(jī)組5MW/min速率,4個(gè)工況機(jī)組從300MW降至250MW時(shí)過(guò)程中,給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性能穩(wěn)定,給水流量波動(dòng)較小。具體參數(shù)見(jiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)(表1)。
300MW~250MW降負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析:
(1)在目前常規(guī)采用給水旁路、再循環(huán)門、主汽壓力偏置提高給水泵轉(zhuǎn)速的方式,對(duì)提高給水流量調(diào)節(jié)穩(wěn)定性和靈敏性是有利的,但相應(yīng)經(jīng)濟(jì)性差,小機(jī)用汽量高。
(2)在滿足前置泵流量的情況下,不開啟再循環(huán)門,采用給水旁路協(xié)同調(diào)節(jié)的方式,主汽壓力采用滑壓方式,對(duì)給水控制比較平穩(wěn),給水泵控制轉(zhuǎn)速和小機(jī)用汽量有所下降。
(3)在進(jìn)一步開大給水旁路調(diào)門開度,降低給水控制壓力的情況下,給水泵控制轉(zhuǎn)速、小機(jī)用汽量下降較為明顯,給水控制轉(zhuǎn)速150r/min~180r/min,用汽量進(jìn)一步下降,相應(yīng)給水調(diào)節(jié)相對(duì)平緩,經(jīng)濟(jì)性提高。
(4)在旁路給水調(diào)節(jié)門全開、滑壓方式下,完全由汽動(dòng)給水泵調(diào)節(jié)的方式,上水動(dòng)能完全由給水泵及協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制,上水阻力減少,對(duì)應(yīng)控制轉(zhuǎn)速有明顯下降,給水流量、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)平穩(wěn),汽動(dòng)給水泵的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性提高。相比常規(guī)工況,各負(fù)荷段相對(duì)應(yīng)的給水泵轉(zhuǎn)速下降300r/min左右,用汽量下降6t/h~9t/h。
從上述機(jī)組試驗(yàn)經(jīng)過(guò)和數(shù)據(jù)分析,從300MW降至250MW負(fù)荷,在CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制品質(zhì)較好的情況下,采用完全由汽動(dòng)給水泵控制給水流量的方式是能滿足要求,但需控制降負(fù)荷速率和較高的CCS協(xié)調(diào)品質(zhì),防止系統(tǒng)過(guò)調(diào)引起水煤比失穩(wěn)。
試驗(yàn)條件(二):
(1)機(jī)組300MW負(fù)荷工況下,小機(jī)汽源由四抽供汽;
(2)機(jī)組CCS模式;
(3)主給水電動(dòng)門關(guān)閉,調(diào)整旁路給水調(diào)節(jié)門至全開,給水量通過(guò)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié);
(4)給水泵前置泵流量調(diào)節(jié)給水泵再循環(huán)門全關(guān),根據(jù)最低流量及泵組運(yùn)行情況調(diào)節(jié);
(5)主汽壓力維持滑壓運(yùn)行方式,按設(shè)定壓力不偏置壓力;
(6)按正常運(yùn)行維持4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。
試驗(yàn)過(guò)程及情況:
(1)在四抽供汽、旁路給水調(diào)門全開、汽泵再循環(huán)門未開、主汽壓力未偏置的工況下,機(jī)組負(fù)荷300MW,以每10MW為幅度,減負(fù)荷速率5MW/min降負(fù)荷至250MW(各負(fù)荷段數(shù)據(jù)見(jiàn)表2),然后重新帶回300MW,加、減負(fù)荷過(guò)程中汽泵運(yùn)行平穩(wěn)。
(1)從試驗(yàn)過(guò)程分析,在四抽供汽方式下,機(jī)組由300MW降負(fù)荷至250MW,汽動(dòng)給水泵組能夠穩(wěn)定運(yùn)行,但需要控制降負(fù)荷速度,避免過(guò)調(diào)。
(2)在250MW負(fù)荷以下,四抽汽源能滿足小機(jī)的調(diào)節(jié)要求,在低于230MW負(fù)荷時(shí)CCS協(xié)調(diào)方式內(nèi)滑壓切換為定壓運(yùn)行方式,在切換過(guò)程中出現(xiàn)主汽壓力波動(dòng)而引起給水量及轉(zhuǎn)速的波動(dòng),下一步需要對(duì)低負(fù)荷工況下CCS協(xié)調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,保持運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定。本次機(jī)組減負(fù)荷至215MW,四抽壓力降至0.41MPa,給水泵轉(zhuǎn)速3127r/min,低壓調(diào)門開度45.78%,給水流量661t/h,與鍋爐最低給水流量611t/h,繼續(xù)下調(diào)轉(zhuǎn)速的空調(diào)有限,須保持給水流量在最低給水流量611t/h以上,需在MEH系統(tǒng)上設(shè)定最低轉(zhuǎn)速,在四抽壓力往下降時(shí)才能實(shí)現(xiàn)高壓汽源的切換。同時(shí)對(duì)低于200MW負(fù)荷的給水控制策略進(jìn)行調(diào)整,旁路給水協(xié)助調(diào)節(jié),滿足給水控制要求。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)低負(fù)荷下汽動(dòng)給水泵運(yùn)行方式的優(yōu)化,低負(fù)荷下維持小機(jī)汽源四抽供、降低小機(jī)轉(zhuǎn)速至3300rpm左右,供電標(biāo)煤耗降低5g/kWh左右,按照2017年1、2號(hào)機(jī)組負(fù)荷300MW以下供電量約8億kWh計(jì)算,共可節(jié)約標(biāo)煤4000t,每噸到廠標(biāo)煤按1000元計(jì)算,一年可節(jié)省400萬(wàn)元生產(chǎn)成本,在提高機(jī)組運(yùn)行經(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,低負(fù)荷下汽動(dòng)給水泵運(yùn)行方式的優(yōu)化值得繼續(xù)深入研究?jī)?yōu)化和大力推廣。
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