1000MW高效超超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵的技術(shù)特點(diǎn)及分析

摘 要：文章首先介紹了超超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的分類，然后從工程實(shí)例出發(fā)，分析了不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵的技術(shù)特點(diǎn)及與裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵的技術(shù)的經(jīng)濟(jì)比較，希望為類似工程提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：直流鍋爐；啟動(dòng)循環(huán)泵；技術(shù)特點(diǎn)；經(jīng)濟(jì)性

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí)，對(duì)于電力資源的需求不斷增加，受限于國(guó)家提出的節(jié)能減排要求，電廠在生產(chǎn)運(yùn)行期間，必須創(chuàng)新發(fā)電技術(shù)，例如超超臨界直流鍋爐發(fā)電技術(shù)。其中，啟動(dòng)系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，直接影響到電力生產(chǎn)質(zhì)量，成為電廠管理工作的關(guān)鍵，以下針對(duì)是否裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵進(jìn)行深入探討。

1 超超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的分類

1.1 外置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)

外置式系統(tǒng)指的是啟動(dòng)分離器在機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)期間投入運(yùn)行，在直流負(fù)荷運(yùn)行時(shí)則排除在系統(tǒng)之外，主要適用于定壓運(yùn)行的條件。由于該系統(tǒng)操作復(fù)雜，氣溫難以控制，難以滿足快速啟動(dòng)或停止的要求，因此目前基本已經(jīng)淘汰。

1.2 內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)

內(nèi)置式系統(tǒng)設(shè)在蒸發(fā)區(qū)段和過(guò)熱區(qū)段之間，啟動(dòng)分離器在機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行、停運(yùn)時(shí)，均會(huì)投入運(yùn)行。鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)分離器僅具有連接通道的作用；鍋爐在低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)分離器則濕態(tài)運(yùn)行，具有汽水分離的作用。該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、避免氣溫波動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用廣泛。根據(jù)系統(tǒng)工作原理的不同，主要分為擴(kuò)容式、循環(huán)泵式、啟動(dòng)疏水熱交換器等類型。

2 1000MW高效超超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)概述

以陜西能源趙石畔煤電有限公司為例，#1、#2鍋爐采用東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為DG2906.3/29.4/605/623-II3的高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐、前后墻對(duì)沖燃燒、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)II型鍋爐。公司內(nèi)的鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)，不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵，爐前沿寬度方向布置2個(gè)汽水分離器、1個(gè)儲(chǔ)水箱；每個(gè)分離器上方沿切向布置6根進(jìn)口管、2根出口管；鍋爐濕態(tài)運(yùn)行時(shí)，水冷壁出口的汽水混合物經(jīng)分離器分離，蒸汽進(jìn)入頂棚過(guò)熱器；分離出的水進(jìn)入下部?jī)?chǔ)水箱，水質(zhì)合格排至汽機(jī)凝汽器。

3 不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵系統(tǒng)構(gòu)成

啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)由內(nèi)置式汽水分離器、儲(chǔ)水罐、儲(chǔ)水罐水位調(diào)節(jié)閥、等組成。不裝設(shè)鍋爐啟動(dòng)循環(huán)泵，儲(chǔ)水罐水位調(diào)節(jié)閥后啟動(dòng)疏水直接進(jìn)入冷凝器，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠，投資省。

4 不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵技術(shù)特點(diǎn)

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置簡(jiǎn)單，而且運(yùn)行具有安全性和可靠性；沒(méi)有啟動(dòng)循環(huán)泵，能減少相應(yīng)的檢修、維護(hù)工作量，降低維護(hù)成本，節(jié)約設(shè)備電耗；另外，初期投資金額明顯降低。就目前而言，安徽安慶電廠、寧夏靈武電廠、山東鄒縣電廠中的1000MW超超臨界機(jī)組均采用本方案，結(jié)果顯示運(yùn)行良好。

缺點(diǎn)則包括兩個(gè)方面：第一，在啟動(dòng)時(shí)間上，相比于設(shè)置啟動(dòng)循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)，啟動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)，因此增加了啟動(dòng)費(fèi)用。第二，在鍋爐熱效率上，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)受到高壓加熱器、低壓加熱器、爐內(nèi)熱量的影響，必須通過(guò)冷凝器進(jìn)行冷卻降溫，從而損失一定熱量。相比于設(shè)置啟動(dòng)循環(huán)泵的系統(tǒng)，熱效率較低。

5 系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

第一，基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，見(jiàn)表1。

第二，冷態(tài)啟動(dòng)次數(shù)經(jīng)濟(jì)比較。隨著百萬(wàn)機(jī)組投運(yùn)臺(tái)數(shù)的增加，不斷積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備制造質(zhì)量得以提高，因此機(jī)組的可靠性穩(wěn)步提高。截止2015年8月，國(guó)內(nèi)已經(jīng)運(yùn)行的百萬(wàn)機(jī)組超過(guò)82臺(tái)，能夠長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行，其冷態(tài)啟動(dòng)次數(shù)可以按照1次/年考慮?；诖?，機(jī)組因大修、小修等因素，在壽命期內(nèi)的冷態(tài)啟動(dòng)次數(shù)按照1次/年考慮，經(jīng)濟(jì)對(duì)比見(jiàn)表2。

6 不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵具有以下優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（1）系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠。（2）不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵，降低了鍋爐運(yùn)行、檢修維護(hù)工作量。（3）維護(hù)簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低。且能節(jié)省啟動(dòng)循環(huán)泵等設(shè)備的電耗。（4）可節(jié)約初期投資。

缺點(diǎn)：（1）單從啟動(dòng)時(shí)間看，其啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)于帶啟動(dòng)循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)要長(zhǎng)一些，啟動(dòng)費(fèi)用相對(duì)增加。（2）從鍋爐熱效率看，不帶BCP循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)由于在啟動(dòng)時(shí)高、低壓加熱器及爐內(nèi)的熱量，要通過(guò)冷凝器來(lái)冷卻，熱量有一定的損失，因此相比較帶啟動(dòng)循環(huán)泵的系統(tǒng)而言，其熱效率要低些。

7 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)1000MW高效超超臨界直流鍋爐，啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置啟動(dòng)循環(huán)泵，能縮短啟動(dòng)時(shí)間、減少熱量損失和補(bǔ)給水量，有利于控制蒸汽溫度，從而滿足汽機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求，因此該系統(tǒng)適合頻繁啟動(dòng)、帶循環(huán)負(fù)荷的運(yùn)行機(jī)組，但在基本負(fù)荷運(yùn)行機(jī)組中，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差。不裝設(shè)啟動(dòng)循環(huán)泵，系統(tǒng)本身簡(jiǎn)單可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，尤其是初期投資小，而且國(guó)內(nèi)已有成功運(yùn)行業(yè)績(jī)。綜上所述，按機(jī)組每年冷態(tài)啟動(dòng)少于3次來(lái)計(jì)算，不設(shè)置啟動(dòng)循環(huán)泵則更為經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：孫軍琪（1972，06-），男，漢族，陜西省寶雞市扶風(fēng)縣召公鎮(zhèn)，陜西能源趙石畔煤電有限公司，現(xiàn)為技師、助理工程師職稱，大容量火力發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性研究。