大型火电机组启停过程的安全与节能

大型火电机组启停过程的安全与节能

[摘要]大型火电机组的启停过程的安全与节能工作对机组的寿命与经济影响深远，需从事火电管理的专业人员与领导高度重视，本文分析了机组启停过程安全控制与节能工作的要点。

【关键词】机组启停；安全；寿命；节能

湖南某燃煤发电有限责任公司共有四台300MW单元制机组，三大主机的型号如下：锅炉型号：HG-1021/18.2-WM10亚临界参数自然循环汽包炉﹑单炉膛﹑一次再热﹑平衡通风﹑半露天布置﹑钢构架﹑固定排渣倒V型炉；汽轮机型号为N300-16.7/537/537型亚临界一次中间再热单轴两缸双排汽凝汽式；发电机型号为QFSN—300—2-20型，水氢氢冷却方式；该公司机组最早投产于1995年，设计时考虑湖南发电侧现状，机组均设计带基本负荷，后由于湖南火电建设迅猛发展，机组参与调峰，经常进行启停。众所周知，机组的启停过程是一个相当复杂的过程，启停过程对机组的寿命影响非常关键，此阶段也特别容易发生安全事故，如何确保机组安全启停，尽量减少对机组寿命的影响，是一个十分重要的课题。此外，机组的启停过程中的节能工作也日益受到重视。笔者近年来，多次参与机组的启停，从冷态开机，热态开机，正常停机，事故停机及其他特殊开停机均碰到过，通过事前分析，现场摸索，确保了近几年来机组启停的安全，并在节能方面取得一些经验。现就其要点分析如下，供参考：

一、机组的启停防事故要点

大型机组的启停是一个复杂的热力过程，机组的启停过程中，金属设备存在一个剧烈的加热或者冷却过程，转动机械存在一个从静止到运行或者相反的过程，发电系统的大量事故就发生在机组的启停过程中，在多年的运行工作中，本人对机组启停的危险点源以及关键控制措施或者要点已经掌握得较为透彻：三大主机中，锅炉在启停过程中，较容易发生的事故是二次燃烧，汽包壁温差超标，炉膛放炮，锅炉满水或者缺水等；而汽轮机容易发生的事故主要是进冷水冷气、缸温差超标，超速，真空系统泄漏，动静碰磨，大轴弯曲，机组振动大等；而电气系统易发生厂用电系统快切不正常导致厂用失去，误拉误合开关，非同期并列，缺相等事故的发生；针对上述各种典型事类，本人在每次的开停机时都给予了高度关注，从而全部避免了上述及类似事件的发生，总体感觉是机组启停过程就是机组的加热和冷却过程，一定要控制好温度变化率，杜绝参数变化率超规程上限，从而减小局部应力，达到机组安全启停的目的。其次一定要抓好按票操作的工作，确保操作规范合适。而在正常运行中，要特别重视定期工作的重要性，特别是两票三制，更应该不折不扣的执行到位，方能做到心中有数。正是本着如此的态度，在多年的机组启停过程中，方确保了安全运行的局面。

二、机组启停过程中的节能

大型火电机组的启动或者停止比正常运行中更需要消耗大量的燃料，这其中的节能降耗大有潜力可挖，该公司在多年的摸索过程中，逐步探讨出了一套可行的办法，可以节省大量的燃油、厂用电，经济效益可观。

1、机组接到启动命令后，投入除氧器加热（汽源来自辅汽），视机组启动前汽包的金属温度保证加热后进入汽包的水温比汽包壁温高30度左右。再就是尽早投入炉底蒸汽推动对炉水加热，一般点火前将炉水加热6小时以上，汽包就可以被加热到起压，从而省掉了点火至锅炉起压的过程，节约了燃油。

2、二是对锅炉燃烧器进行了改造，采用华普公司的小油枪技术，该小油枪设计在火嘴中心，不仅投入油枪运行时燃油流量较小，仅为0.3-0.5吨/小时，而且使得我公司锅炉在点火后30分钟即可投入油枪对应的煤粉燃烧器，利用粉嘴中心的油枪火焰点燃煤粉，大大加快了升压速度；在机组的冲转参数的选择上也非生搬硬套厂家规定，而是根据实践进行了优化，特别是主汽压，主汽温，暖机转速，真空等参数，使得机组的实际冲转暖机时间少于设计时间；而机组并网后，通过参数的合理控制优化，一般冷态1-2个小时就可退油全粉燃烧，从而节省了大量燃油，而且减少了开机时间，目前，该公司冷态开机耗油可以控制在15吨左右。

3、而机组接到停运命令后，一般情况下，该公司已经不需要启动电泵，而是将小机汽源倒为辅汽供汽（辅汽汽源来自邻机），制粉系统也及时停运，在无制粉系统，仅剩煤粉燃烧器的情况下，在将机组负荷降到50%以前，一般不需要投油稳燃，而在这个阶段，在保证过热度的前提下，一般要尽量滑低主汽压汽温以释放锅炉的蓄热，冷却汽轮机，从而为停机后的检修节省时间；现在该公司停一次机，如无特殊要求，耗油仅仅在0.5吨甚至接近0，时间控制在仅仅需要90分钟，不仅节省了大量的燃油，而且在大电网时代，由于机组能够快速启停，从而在竞争激烈的发电市场占据了领先地位；

三、机组启停过程中节能继续优化的方面

1、暖机时间还有缩短的空间，从兄弟厂家以及研究文献查阅，国内有部分厂利用轴封蒸汽或者其它方式在汽轮机冲转前对汽轮机进行预热，由于轴封投运时间较早，如此以来，必然缩短了暖机时间，节能降耗不言而喻，再次机炉各个转机的启停时机也可以进一步探讨优化，从而节省大量的厂用电，还有其它的方面不一一例举。

2、节油仍可优化，通过合理敷设卫燃带，合理组织空气动力场，从而降低锅炉的最低稳燃负荷，在开机时可早退油，停机时可推迟投油，我厂目前锅炉的最低稳燃负荷在40%左右，与先进厂家30%的最低稳燃负荷相比仍有提高的空间。此外，目前气化小油枪的应用已经进入大面积推广阶段，应用气化小油枪必将节油推向一个更高的水平。