1 000 MW超超臨界機(jī)組鄰機(jī)加熱技術(shù)應(yīng)用

李彥民（中電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467312）

1 000 MW超超臨界機(jī)組鄰機(jī)加熱技術(shù)應(yīng)用

李彥民
（中電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467312）

火電廠超超臨界機(jī)組正常冷態(tài)啟動(dòng)過程時(shí)間較長(zhǎng)，啟動(dòng)成本較高，且存在安全隱患。介紹了某公司21 000 MW超超臨界機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中采用鄰機(jī)加熱技術(shù)的情況，分析了其安全性和經(jīng)濟(jì)效益。采用該技術(shù)既提高了機(jī)組啟動(dòng)的安全性，又取得了顯著的節(jié)能效果。

超超臨界機(jī)組；冷態(tài)啟動(dòng)；鄰機(jī)加熱；節(jié)油

0 引言

1 000 MW超超臨界機(jī)組正常冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10 h以上，燃油、給水等資源消耗巨大，啟動(dòng)成本較高；由于燃用劣質(zhì)煙煤，其啟動(dòng)安全性也較差。某發(fā)電公司1，2號(hào)1 000 MW超超臨界機(jī)組采用鄰機(jī)加熱技術(shù)啟動(dòng)，改善了啟動(dòng)點(diǎn)火、燃燒條件，提高了給水溫度，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的安全啟動(dòng)，同時(shí)也節(jié)省了大量燃油。

1 設(shè)備概況

某公司1期2臺(tái)1 000 MW機(jī)組的汽輪機(jī)、鍋爐和發(fā)電機(jī)分別由哈爾濱汽輪機(jī)廠、東方鍋爐廠和哈爾濱電機(jī)廠提供。1，2號(hào)機(jī)組分別于2010-11-23，2010-12-08投產(chǎn)。鍋爐型式為超超臨界參數(shù)、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、對(duì)沖旋流燃燒方式，Π型鍋爐，型號(hào)為DG3000/26.15-Ⅱ1。鍋爐側(cè)主再熱蒸汽溫度605 ℃/603 ℃，主再熱蒸汽壓力26.15MPa/5.26 MPa。鍋爐燃燒方式為前后墻對(duì)沖旋流燃燒，每臺(tái)鍋爐配6層燃燒器，前后墻各3層，每層各8只，共48只燃燒器。鍋爐采用微油點(diǎn)火方式，由高能點(diǎn)火器點(diǎn)燃輕柴油，再點(diǎn)燃煤粉的二級(jí)點(diǎn)火系統(tǒng)；微油點(diǎn)火系統(tǒng)安裝在前墻最下層燃燒器上。1，2號(hào)機(jī)組技改增加了1套兩機(jī)相互貫連的鄰機(jī)加熱系統(tǒng)，利用鄰機(jī)冷再蒸汽加熱本機(jī)2號(hào)高加，從而提高給水溫度，提高冷態(tài)啟動(dòng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。鍋爐設(shè)計(jì)燃燒煤種以本地劣質(zhì)煙煤為主，均為中高灰、低硫、中低發(fā)熱量、中揮發(fā)分煙煤。

2 鄰機(jī)加熱技術(shù)簡(jiǎn)介

鄰機(jī)加熱技術(shù)的總體思路是采用蒸汽替代燃油和燃煤對(duì)鍋爐進(jìn)行整體預(yù)加熱，使鍋爐在點(diǎn)火時(shí)已處于一個(gè)“熱爐、熱風(fēng)”的熱環(huán)境。機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)階段，利用鄰機(jī)冷再汽源加熱2號(hào)高加，盡量提高給水溫度，使其達(dá)到熱態(tài)沖洗溫度190 ℃，即在鍋爐不點(diǎn)火情況下可以完成初期階段的熱態(tài)循環(huán)沖洗。1，2號(hào)機(jī)組鄰機(jī)加熱氣源分別取自1，2號(hào)機(jī)組冷再至輔汽管路上，再分別經(jīng)過氣動(dòng)截止閥、電動(dòng)閥形成鄰機(jī)加熱聯(lián)絡(luò)管。氣動(dòng)截止閥前及電動(dòng)閥后均接有疏水管路，疏水經(jīng)疏水閥排至1，2號(hào)機(jī)凝汽器。在鄰機(jī)加熱聯(lián)絡(luò)管路上引接2路汽源分別至1，2號(hào)機(jī)組二段抽汽電動(dòng)門后進(jìn)入2號(hào)高加，管路上增加2個(gè)電動(dòng)閥和1個(gè)氣動(dòng)調(diào)整閥，2個(gè)電動(dòng)閥前后均接有疏水管路，疏水經(jīng)疏水閥排至1，2號(hào)機(jī)凝汽器。鄰機(jī)加熱系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 鄰機(jī)加熱系統(tǒng)

設(shè)置鍋爐鄰機(jī)加熱啟動(dòng)系統(tǒng)是為了在鍋爐不點(diǎn)火的情況下，通過該系統(tǒng)將鍋爐給水加熱至鍋爐熱態(tài)清洗要求的溫度，以便縮短啟動(dòng)時(shí)間，達(dá)到節(jié)油、節(jié)煤、節(jié)電的目的；同時(shí)在鍋爐點(diǎn)火前提高爐膛溫度，有利于鍋爐初期點(diǎn)火及燃盡率。

3 鄰機(jī)加熱冷態(tài)啟動(dòng)情況

以1號(hào)機(jī)組某次啟動(dòng)為例進(jìn)行說(shuō)明。1號(hào)機(jī)組于2013-11-14T04：26與電網(wǎng)解列停機(jī)備用。2013-11-25T15：00得到調(diào)度同意啟動(dòng)的通知，于19：00鍋爐上水完成，投入鄰機(jī)加熱系統(tǒng)。26日02：00將水冷壁出口溫度加熱到177 ℃，啟動(dòng)鍋爐各風(fēng)機(jī)；02：30點(diǎn)火；06：50沖轉(zhuǎn)；07：54定速；07：58并網(wǎng)，10：54機(jī)組負(fù)荷升至500 MW。1號(hào)機(jī)組此次鄰機(jī)加熱冷態(tài)啟動(dòng)與正常冷態(tài)啟動(dòng)的耗油及耗時(shí)情況如表1所示。

表1 2種冷態(tài)啟動(dòng)耗油及耗時(shí)情況

4 鄰機(jī)加熱啟動(dòng)安全性分析

（1） 直流鍋爐采用鄰機(jī)蒸汽加熱啟動(dòng)技術(shù)，將鍋爐由原來(lái)的冷態(tài)啟動(dòng)轉(zhuǎn)為熱態(tài)啟動(dòng)，改善了鍋爐的點(diǎn)火和穩(wěn)燃條件，提高了鍋爐的啟動(dòng)安全性。由于點(diǎn)火階段提供了較好的熱環(huán)境，提高了該階段的燃油和燃煤的燃燒率，保證燃煤快速投入著火，降低了燃油投入量，也大大降低了油煙粘結(jié)在空預(yù)器等尾部受熱面而帶來(lái)的鍋爐安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2） 隨著國(guó)家環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格，該啟動(dòng)方式保證了鍋爐啟動(dòng)初期電除塵的安全可靠投入，減少了脫硫漿液的污染，顯著改善了啟動(dòng)階段的煙氣排放。同時(shí)由于提高了啟動(dòng)階段的排煙溫度，降低了空預(yù)器結(jié)露和堵灰的概率，對(duì)于配有SCR脫硝系統(tǒng)的鍋爐，同樣可杜絕或減少其在啟動(dòng)階段可能出現(xiàn)的低溫結(jié)露、堵灰、催化劑中毒以及未燃盡煙灰的粘附，甚至二次燃燒等威脅。

5 鄰機(jī)加熱啟動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益分析

采用鄰機(jī)加熱系統(tǒng)的冷態(tài)啟動(dòng)方式，可以縮短鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，減少鍋爐投油時(shí)間和投油量，提高燃煤的燃盡率，節(jié)能效果顯著。下面以該電廠1號(hào)機(jī)組鄰機(jī)加熱冷態(tài)啟動(dòng)為例，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。

5.1 計(jì)算的邊界條件

（1） 鍋爐啟動(dòng)均需經(jīng)過冷態(tài)清洗階段，且運(yùn)行方式完全相同，運(yùn)行費(fèi)用也相同，故以下分析計(jì)算僅考慮鍋爐進(jìn)入熱態(tài)清洗階段后產(chǎn)生的運(yùn)行費(fèi)用。

（2） 燃油價(jià)格：8 000元/t。

（3） 標(biāo)煤價(jià)格：700元/t。

（4） 除鹽水價(jià)格：8元/t。

（5） 電費(fèi)：0.42元/kWh。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1） 汽量消耗。熱態(tài)沖洗方式：機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，利用鄰機(jī)高排蒸汽最大加熱蒸汽流量約193.23 t/h，最小加熱蒸汽流量約18.07 t/h，按運(yùn)行持續(xù)時(shí)間6 h計(jì)算，耗汽總量約633.91 t。折算為供熱量為1 908.29 GJ，相當(dāng)于約70 t標(biāo)準(zhǔn)煤，燃煤費(fèi)用約49 020元。

（2） 水量消耗。以100 t/h的換水量維持系統(tǒng)進(jìn)、放水至鍋爐點(diǎn)火，鍋爐水系統(tǒng)暖爐共計(jì)2.5 h，共增加除鹽水用量250 t，費(fèi)用為2 000元。

（3） 電量消耗。以蒸汽暖爐替代油槍點(diǎn)火暖爐，延遲送、吸風(fēng)機(jī)啟動(dòng)近3 h，節(jié)省廠用電約37 852 kWh，費(fèi)用約為15 897.8元。

（4） 燃油消耗。常規(guī)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，欲達(dá)到點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)的主汽壓力0.47 MPa，最快也需時(shí)90 min，另外還需投入底層大油槍支持；而采用鄰機(jī)加熱，此過程可節(jié)省燃油12 t左右。通過輔汽暖爐，使鍋爐點(diǎn)火時(shí)爐內(nèi)整體溫度上升到溫態(tài)，提高了微油模式燃煤著火及燃盡率，可節(jié)省燃油約8 t。同時(shí)暖爐熱態(tài)沖洗結(jié)束后，過熱器出口金屬壁溫達(dá)150 ℃左右，空預(yù)器入口煙溫達(dá)120 ℃左右，減少了鍋爐啟動(dòng)初期油槍投用油量約7 t。本次冷態(tài)啟動(dòng)實(shí)際用油7.73 t，基本達(dá)到預(yù)期效果，節(jié)省燃油總計(jì)27.27 t左右，費(fèi)用約為218 160元。

（5） 節(jié)省費(fèi)用總計(jì)：218 160+15 897.8-2 000-49 020=183 037.8元。

6 結(jié)束語(yǔ)

鄰機(jī)加熱系統(tǒng)在1 000 MW超超臨界機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中的成功應(yīng)用，有效改善了冷態(tài)啟動(dòng)鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)條件，保證了機(jī)組的安全啟動(dòng)。同時(shí)，利用鄰機(jī)做功后的抽汽提高給水溫度，縮短了啟動(dòng)時(shí)間，降低了啟動(dòng)過程中的燃油消耗，節(jié)能效果顯著。但鄰機(jī)加熱系統(tǒng)的應(yīng)用受鄰機(jī)負(fù)荷及狀態(tài)的限制，在投運(yùn)鄰機(jī)加熱系統(tǒng)時(shí)，必須保證鄰機(jī)負(fù)荷大于70 %穩(wěn)定負(fù)荷。

1 張建中，陳戌生.外高橋第三發(fā)電廠2×1 000 MW超超臨界機(jī)組工程建設(shè)中的重大技術(shù)創(chuàng)新和項(xiàng)目?jī)?yōu)化［J］.電力建設(shè)，2008，29（8）：69-73.

2015-08-03。

李彥民（1980-），男，工程師，主要從事火電廠鍋爐運(yùn)行技術(shù)管理工作，email：bst8096@163.com。