600MW级超临界机组冷态启动节能探索曹银觥

600MW级超临界机组冷态启动节能探索曹银觥

(中国中煤能源集团有限公司北京100120)

摘要:某电厂2×600MW超临界机组自投产以来,在实践中不断摸索纯冷态启动节能经验,有效控制燃料上煤配仓、上水冲洗、升温升压、汽机倒暖缸、切缸、厂用电切换等重要启动节点,合理分配启动时间,以实现安全节能目标。

关键词:超临界;冷态启动;节能;措施

1机组情况

锅炉为东方锅炉厂DG1900/25.4-Ⅱ1型超临界参数直流炉,汽轮机为东方汽轮机厂N600-24.2/566/566型超临界一次中间再热机组。

锅炉采用前后墙对冲燃烧,前后墙布置3层,每层前后墙各4支HT-NR3燃烧器,总共24支,每支配套一支0.25T/h的点火油枪,中间层前后墙各配置四支2T/h启动油枪。下层A、F层燃烧器加装等离子点火装置,实现用少油量对煤粉的分级点火、分级燃烧。每台机组配置2×50%汽动给水泵和一台30%电动给水泵。只要邻机运行,均采用汽动给水泵完成机组的整个启动。汽轮机启动采用中压缸冲转方式,机组并网带上初始负荷后,高压缸才开始进汽,控制机组负荷。

2启动过程中采取的节能措施

2.1控制燃料质量,满足启动需要

根据来煤情况和锅炉燃烧特点,将火车煤按煤质分为三种:1、挥发份大于35(Vdaf)、发热量低于4000kcal/kg的煤(用于底层仓稳燃);2、挥发份大于25(Vdaf)、发热量高于4400kcal/kg的煤(用于底层仓稳燃、机组带高负荷、机组异常情况保燃烧保负荷);3、挥发份15~25(Vdaf)、发热量4300kcal/kg以上(用于中、上层仓)。

机组冷态启动时,下层A、F仓为了保证着火稳定,上挥发份大于35%(Vdaf)、发热量低于4000kcal/kg的煤,基本以义马煤为主,煤仓煤位在启动初期控制在50%,待机组启动正常后,适当调整煤质,提高入炉煤发热量。中层B、D仓也以义马煤为主,主要考虑的是在投磨初期,避免下层磨因其它原因不能投运,延误机组启动。因为中层磨正常情况下基本在机组切缸带负荷阶段才投运,所以B、D仓上高挥发份煤时要控制煤仓煤位,仓位控制在30~40%,燃烧3~4个小时即可将低热值的煤全部烧完。上层仓以正常运行时煤质为主,启动上煤不做专门考虑。

2.2投入邻机加热,提升炉膛温度

将两台机组冷再互相串联到邻机#2高加进汽母管上,为了保证足够的加热蒸汽流量采用Ф219×12mm管道连通。机组恢复初期,先用邻机四抽通过辅汽联箱将除氧器水温加热到80℃,开启给水系统各阀门,全开锅炉上水调整旁路门,静压上水。在上水过程中,不断开大除氧器加热,提高给水温度。除氧器压力上升,给水压力增加,同时完成了给水泵、高加注水赶空气以及钢管查漏。锅炉上水结束后,启动一台汽泵开始冷态冲洗。由于除氧器加热蒸汽量受限(采用邻机辅联),为了保证除氧器水温不低于120℃,采取变流量冲洗,直到水质合格,在保证除氧器水温情况下,可节省冷态冲洗时间40~60min。

锅炉进入热态冲洗,邻机加热投入后,在锅炉不点火的情况下,给水温度最终可以提升到223℃,满足邻机加热的需要。点火前,炉膛两侧出口温度提到150℃,省煤器出口烟温160℃,且整个炉膛温度提升均匀;炉膛出口主蒸汽压力0.72MPa,主蒸汽温度167℃;机侧主蒸汽压力0.64MPa,主蒸汽温度166℃;高旁开度40%,高旁后冷再压力0.52MPa,温度160℃。

冷再起压后,根据汽轮机调节级处缸温,提前投入汽机高压缸倒暖。加热膨胀均匀,缸体温升控制在1.0℃/min。纯冷态启动中速暖机时间一般是4个小时,提前充分倒暖后,暖机时间节省30~50min,缸体温度水平高于原中速暖机结束温度。

2.3提前投入低层磨等离子装置,控制油枪启动磨组,锅炉升温升压

送、引风机启动后,锅炉吹扫控制通风量在30%~35%额定风量,吹扫5分钟结束,尽快点火,防止炉膛温度下降。为了控制启磨瞬间对汽温汽压的影响,将每台磨煤机最低允许煤量由20t/h改为10t/h。炉膛烟温160℃,满足启磨要求,投入低层磨等离子装置,投入对应磨组4只点火油枪,当磨煤机入口风温达80℃,启动下层一套制粉系统,维持一次风量65t/h,给煤量10t/h运行,磨煤机出口温度尽可能维持在70℃以上。逐渐增加给煤量,控制升温速率应≤3℃/min。磨煤机出力达35t/h以上时,暖投第二套制粉系统。

启动过程中,只投入下层磨等离子装置和点火油枪,不再投入启动油枪。每个启动油枪可以节省2T/h,升温速率适当加快,从点火到汽机3000r/min同比节省启动时间4小时。

2.4控制切缸速度,缩短暖机时间

3000r/min机组并网带初始30MW后,将DEH切到“功率回路”,设置目标负荷100MW,负荷率2MW/min,缓慢增加负荷,节省了初始负荷暖机时间30min。DEH总阀位控制指令超过20%后,高缸调门CV1、CV2、CV3、CV4开始同时开启,高缸全周进汽。总阀位逐渐增加超过30%后,CV2、CV4继续开大,CV1、CV3开始关小,高缸节流进汽。切缸过程缓慢,利于锅炉汽温汽压控制,在切缸过程中,要密切监视高压缸排汽温度,当排汽壁温上升到330℃又下降260℃后,高排逆止阀打开,高低旁路阀关闭。

(附图:冷态启动曲线)

2.5机组稳定,提前切换厂用电

机组负荷增加到150MW后,在高压缸切缸前进行厂用电切换,由启备变切换到本机高厂变带节省时间大约1小时,折合电量16850kW。

3效益对比

3.1安全效益

冲洗过程中,炉膛温度提升均匀,水冷壁没有过热现象。主、再热一二次蒸汽系统在锅炉点火前,已经起压至0.7MPa,炉内换热管不存在积水干烧现象。炉膛温度提高,启磨前不用投入风道燃烧器,防止了风道燃烧器漏油,燃油进入磨煤机引起着火事故发生。切缸缓慢,工况变化稳定,推力轴承受力均匀,避免高压缸负荷突然变化,引起汽轮机转子承受较大应力。

3.2经济效益

冷态启动过程中,锅炉点火到厂用电切换时间缩短5.5小时,辅助设备厂用电量节省57200kW,折合0.6×57200=34320元。每年冷态启动耗油阶梯递减,实现了机组冷态启动节能降耗。

参考文献

[1]东方锅炉厂说明书;

[2]李建刚《汽轮机设备及运行》;

[3]姚文达,姜凡《火电厂锅炉运行及事故处理》;

作者简介:曹银觥(1981-),男,本科,工程师,从事火电安全生产管理工作

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