600MW超临界机组纯汽动给水泵启动方式探讨

600MW超临界机组纯汽动给水泵启动方式探讨
作者：伍炳迎
来源：《中国科技博览》2018年第17期
[摘要]目前600MW超临界机组大多数采用电动给水泵+汽动给水泵的混合启动方式。

针对电动给水泵运行电流高、能耗大的问题，阐述了纯汽动给水泵启动方式的优点和具体操作。

机组采用纯汽动给水泵的启动方式，节约了大量的厂用电，取得很好的节能效果；另外，汽动给水泵的带负荷能力比电动给水泵强，机组并网至脱硝投运的时间至少减少了1.5h，极大提高了机组的环保竞争力。

[关键词]超临界机组；汽动给水泵；电动给水泵；节能；环保
中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0018-01
0 引言
目前，竞价上网即将或已经在一些大电网实施，而其基础就是低成本、低消耗。

节能降耗是目前的大趋势，在这种形势下，研究节能运行方式具有现实意义[1]。

另外，随着人们生活水平的提高，对环保的要求越来越严格，减少污染物排放是火电机组必须承担的社会责任。

1 机组概况
珠海金湾发电有限公司锅炉采用的是上海锅炉厂生产的超临界螺旋管圈、一次中间再热、平衡通风、四角切圆燃煤直流炉，型号为SG1910/25.40-M960，采用定-滑-定运行方式。

汽轮机为上海汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机，型号为N600/24.2/566/566。

机组配置2台容量为50%锅炉最大连续蒸发量（BMCR）的汽动给水泵（以下简称汽泵）和1台容量为30%BMCR的电动给水泵（以下简称电泵），采用内置启动分离器和容量为40%BMCR的二级串联启动旁路。

机组脱硝采用高灰型选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，处理100%烟气量。

给水泵汽轮机采用典型的3路汽源配置：第1路为来自再热冷段蒸汽的高压汽源，第2路为来自四段抽汽的低压汽源，第3路为来自辅助蒸汽系统的调试汽源，如图1所示。

辅助蒸汽汽源能满足一台给水泵汽轮机调试用汽需要，经过改进也可使机组带一定负荷[2]。

2 纯汽泵启动的优点
2.1 降低机组的厂用电率
传统上水方式操作简单，但厂用电消耗较大；汽泵上水操作复杂，但厂用电消耗小[3]。

以前机组采用的是电泵+汽泵的混合启动方式：负荷小于180MW，给水由纯电泵调节；负荷大于180MW至机组脱硝投运（一般负荷到250MW脱硝就可以投入），给水由电泵和汽泵共同调节；脱硝投运后，给水转入由纯汽泵调节的正常运行方式。

锅炉冷态上水至机组脱硝投运，至少需要12h，电泵额定电流为858A，前置泵额定电流为62.1A，采用纯汽泵的启动方式，节约厂用电的效果十分明显。

2.2 增强机组环保竞争力
机组是按照“近零排放”要求运行的，NOx排放质量浓度的小时平均值要求控制在50mg/m3以内。

在脱硝没有投运的情况下，烟气排放的参数很难达到“近零排放”的要求。

缩短机组并网到脱硝投运的时间，是努力的方向。

采用传统的电泵+汽泵的混合启动方式，需要在脱硝投运前进行汽泵并入电泵的操作，需要较长时间，是快速投运脱硝的主要障碍。

由于汽泵具有较强的升负荷能力，脱硝投运前省去并泵操作，节省了较多的时间。

纯汽泵的启动方式比电泵+汽泵的混合启动方式的脱硝投运时间至少减少1.5h，也就是说，环保参数达到“近零排放”要求的时间极大缩短，机组的环保竞争力得到了极大的增强。

2.3 提升机组安全运行水平
锅炉水冷壁下半部分为螺旋管，上半部分为垂直管，当螺旋管金属壁温70个采样点有4个温度超过454℃，锅炉主燃料跳闸（MFT）动作。

采用电泵+汽泵的混合启动方式，机组负荷180MW时电泵出力已接近上限，需要将一台汽泵并入电泵运行。

并泵时，操作较为复杂，给水容易出现波动，造成螺旋管金属壁温超温而MFT。

另外，负荷180MW左右时，锅炉开始从湿态转入干态运行，采用纯汽泵的启动方式，给水系统具备较快的升负荷能力，转干态前不需要并泵操作，能够让锅炉快速转入干态运行。

由于汽泵较强的带水能力，在转干态过程中降低了风险，提高了机组运行的安全水平。

3 机组纯汽泵启动方法
3.1 锅炉冷态上水、冲洗
给水系统如图2所示。

汽泵前置泵布置在0m，前置泵额定工况的压升为1.2MPa，冷态启动时为1.5MPa左右。

在小机盘车未投、汽泵再循环阀全开的情况下，单台前置泵运行的出口流量约为270t/h。

为维持不大于10%BMCR的上水量（191t/h左右），在锅炉上水初期可以通过关小汽泵出口电动阀进行节流，实现给水系统和锅炉本体的注水排气。

上水完成后，单台前置泵运行的流量已不能满足系统变流量冲洗要求，此时需要启动另外一台前置泵，2台前置泵并列运行。

在2台小机盘车投运、2台汽泵再循环阀全关情况下，给水流量可达670t/h，停运
其中一台小机盘车，全开2台汽泵再循环阀，给水流量降为510t/h。

通过投退小机盘车、开关汽泵再循环阀就可以实现锅炉变流量冲洗的目的。

3.2 锅炉点火、升温升压
锅炉点火烘干过程中维持500～550t/h的启动流量，可以通过2台前置泵并列运行、投运其中一台小机盘车、全开2台汽泵再循环阀来实现。

烘干完成后锅炉逐渐起压，当主蒸汽压力达到0.4MPa，启动流量已无法再继续依靠前置泵维持，此时需利用辅汽将一台汽泵冲转至1500r/min，退出另一台前置泵，给水流量为550t/h。

小机转速在1500r/min以上时，其排汽温度可维持低于120℃的较低水平。

3.3 机组并网、加负荷
汽轮机冲转后应立即对四段抽汽供小机的低压汽源和再热冷段蒸汽供小机的高压汽源进行暖管，以便并网后能尽快将小机的辅汽汽源切至正常的四抽低压汽源。

为了能让第2台小机尽快并入运行，汽轮机在2350r/min中速暖机时开始用辅汽冲转第2台小机至1800r/min备用。

负荷150MW左右时，将备用的小机辅汽汽源切换至四抽汽源运行。

锅炉由湿态转干态运行前投入在运小机的高压汽源，以提高汽泵快速带水能力，防止锅炉湿干态转换时螺旋管温度高。

利用单台汽泵快速加负荷至250MW，以满足脱硝投运的要求。

在线切换运行小机的汽源可能造成给水流量波动大，将四抽汽源供的小机并入给水后再退出辅汽汽源供的小机，辅汽切换至四抽汽源后再重新并入给水控制。

4 结束语
机组采用纯汽泵的启动方式节约了大量的厂用电，提高了机组的经济性；同时，投运脱硝的时间至少缩短1.5h，减少了NOx的排放，增强了机组的环保竞争力。

珠海金湾发电有限公司的实践证明，只要组织合理、调整得当，采用纯汽泵的启动方式切实可行，过程安全稳定。