CFB機組單引啟動節(jié)能分析

摘要：因經(jīng)濟增速放緩、電力產(chǎn)能過剩、西電東送及電力市場改革等因素的影響，近年廣東省火電機組平均年利用小時不斷在下降，導(dǎo)致機組啟停次數(shù)較頻繁，而循環(huán)流化床機組啟動時間較長，鍋爐風(fēng)機電耗大，開機成本較高。在如此嚴(yán)峻的經(jīng)營環(huán)境下，火力發(fā)電廠如何謀求突圍之路，為實現(xiàn)公司可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，優(yōu)化機組啟動方案，提高機組啟動經(jīng)濟性必然是一個重要課題。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機；啟動；節(jié)??；經(jīng)濟性

1.引言

云浮發(fā)電廠#5、#6爐是上海鍋爐廠生產(chǎn)的型號為SG-1036/17.5-M4506，亞臨界中間再熱，單鍋筒自然循環(huán)、流化床鍋爐。該鍋爐引風(fēng)機裝在鍋爐尾部，從爐膛內(nèi)抽風(fēng)，使得爐膛內(nèi)成為負(fù)壓，便于外部空氣送入爐膛，從而加快爐膛內(nèi)的燃料燃燒。每臺鍋爐配備兩臺動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機，電機功率為2800kW，額定電壓為6KV，額定電流為321A，功率因數(shù)為0.868。單臺引風(fēng)機鍋爐可以帶50%負(fù)荷。鍋爐啟動過程中，一般都是兩臺引風(fēng)機運行維持爐膛負(fù)壓，以防單臺引風(fēng)機跳閘導(dǎo)致的蒸汽參數(shù)波動大，影響汽輪機的沖轉(zhuǎn)。本文正是研究循環(huán)流化床鍋爐在啟動過程中，應(yīng)用優(yōu)化啟動技術(shù)方案，通過改變引風(fēng)機運行方式，從而節(jié)省廠用電，降低機組啟動成本，提高機組啟動經(jīng)濟性的分析。

2.優(yōu)化啟動方案前期分析

2017年云浮發(fā)電廠#5、#6機組全年冷態(tài)啟動次數(shù)達10次。在該機組鍋爐的啟動過程中，從點火到蒸汽參數(shù)符合沖轉(zhuǎn)要求一般需要9小時，此階段鍋爐總風(fēng)量為300kNm3/h～400kNm3/h，單臺引風(fēng)機即能夠滿足鍋爐運行需求。如兩臺引風(fēng)機運行要達到上述風(fēng)量，電流合共為180A左右；如一臺引風(fēng)機運行，電流為105A左右即能滿足要求，可節(jié)省75A左右的電流。由于引風(fēng)機為動葉調(diào)節(jié)式，運行可靠性比鍋爐變頻調(diào)節(jié)的一二次風(fēng)機高，且汽輪機尚未進汽運轉(zhuǎn)，對鍋爐蒸汽穩(wěn)定性要求不高，也不存在汽輪機跳閘的風(fēng)險，故從點火到?jīng)_轉(zhuǎn)前這段時間可以維持單臺引風(fēng)機控制爐膛負(fù)壓，另一臺引風(fēng)機停運備用。在蒸汽達到?jīng)_轉(zhuǎn)要求時，啟動備用引風(fēng)機，兩臺引風(fēng)機控制爐膛負(fù)壓，防止單臺引風(fēng)機運行中跳閘而導(dǎo)致鍋爐參數(shù)波動，影響汽輪機的沖轉(zhuǎn)。

綜上所述，本方案具有以下因素及特點：①#5、#6機組全年啟動次數(shù)多；②升爐過程可實施時間長；③節(jié)約電流明顯；④無設(shè)備添置或改造方面的投資；⑤風(fēng)險系數(shù)小。優(yōu)化啟動方案前期分析的結(jié)論是循環(huán)流化床鍋爐采用投運單臺引風(fēng)機啟動的方式是可行的。

3.優(yōu)化啟動方案措施應(yīng)用

方案優(yōu)化前后對比。優(yōu)化前：啟動鍋爐風(fēng)組 ? 流化床料 ? 投油點火 ? 投煤 ? 升溫升壓 ? 汽輪機沖轉(zhuǎn)。循環(huán)流化床鍋爐啟動的全過程都是兩臺引風(fēng)機運行。優(yōu)化后：啟動鍋爐風(fēng)組 ? 流化床料 ? 停運其中一臺引風(fēng)機備用 ? 投油點火 ? 投煤 ? 升溫升壓 ? 沖轉(zhuǎn)前啟動備用的引風(fēng)機 ? 汽輪機沖轉(zhuǎn)。具體實施方案如下：

1）啟動風(fēng)組。依次啟動引風(fēng)機（二臺）、高壓流化風(fēng)機（二臺）、二次風(fēng)機（二臺變頻）、一次風(fēng)機（二臺變頻）。風(fēng)組啟動后，將一次風(fēng)量逐步提高至45萬Nm3/h，充分流化床料10分鐘后逐漸將一次風(fēng)量降至20-22萬Nm3/h。一、二次風(fēng)機啟動正常后，確認(rèn)變頻狀態(tài)下投入風(fēng)機“投入變頻工頻切換”（#6爐一次風(fēng)機已做入硬邏輯保護，#6爐二次風(fēng)機及#6爐一、二次風(fēng)機有此保護投退功能）及風(fēng)機“RB保護”。

2） 確認(rèn)引風(fēng)機均運行正常，聯(lián)系熱工仿真同側(cè)引風(fēng)機二次風(fēng)機運行時引風(fēng)機跳閘聯(lián)跳二次風(fēng)機條件，停運其中一臺引風(fēng)機節(jié)省廠用電。停運引風(fēng)機后檢查有倒轉(zhuǎn)要通知檢修做好剎車準(zhǔn)備。

3）鍋爐點火，投煤升溫升壓。

4） 達到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)，鍋爐汽、水品質(zhì)合格，水位正常，通知汽機準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)，維持參數(shù)平穩(wěn)。

5） 將停運的引風(fēng)機啟動運行（風(fēng)機反轉(zhuǎn)情況下要提前聯(lián)系檢修剎車），投回“引風(fēng)機跳閘聯(lián)跳同側(cè)二次風(fēng)機”的保護。

6）汽輪機沖轉(zhuǎn)。

4.優(yōu)化啟動方案經(jīng)濟收益

單邊引風(fēng)機啟動的方式于2017年2月9日在該電廠#6機機組開機時開始試驗實施，現(xiàn)對2017年#5、#6機組啟動過程中引風(fēng)機的參數(shù)進行統(tǒng)計分析（見表1），由于整體啟動過程中加風(fēng)、投煤等節(jié)點存在不確定性，故所有數(shù)據(jù)均采用從“機組床料充分流化”開始，至“機組沖轉(zhuǎn)”這一時段的平均值。此階段鍋爐總風(fēng)量大致為300kNm3/h～400kNm3/h。

由表1分析得出，采用兩臺引風(fēng)機時，引風(fēng)機電流合計約180A；而采用單邊引風(fēng)機啟動，該引風(fēng)機電流約105A左右；故單邊引風(fēng)機啟動時可節(jié)省電流約75A左右。2017年2月9日至11月16日期間的8次機組啟動共停運一臺引風(fēng)機72.2小時，平均每次啟動可節(jié)約9小時左右。

根據(jù)該公司運行部《鍋爐啟動方案及運行措施》中啟動風(fēng)組充分流化床料后停運一臺引風(fēng)機，保持單邊引風(fēng)機運行直至機組沖轉(zhuǎn)前。一般機組從點火到?jīng)_轉(zhuǎn)為9小時，若機組啟動過程有波折則耗時更長，與去年各次機組啟動求算出的停運一臺引風(fēng)機的平均時間相符。

全年單邊引風(fēng)機啟動可節(jié)省電量：×6.1kV×75A×0.868×72.2h=49658.8（kWh）

折算金額：49658.8kWh×0.5086元/kWh=25256元

每次鍋爐啟動單邊引風(fēng)機運行可節(jié)省電量：×6.1kV×75A×0.868×9h=6190（kWh）

折算金額：6190kWh×0.5086元/kWh=3148元

從表2可以看出，優(yōu)化循環(huán)流化床鍋爐啟動過程引風(fēng)機運行方式后，每啟動一次可以節(jié)省約6190kWh網(wǎng)購電量，折算費用為3148元。2017年云浮發(fā)電廠全年節(jié)省約5萬度電，節(jié)省大約2.5萬元網(wǎng)購電量的費用，有效提高了機組啟動的經(jīng)濟效益。

5.結(jié)論

本文根據(jù)火電廠經(jīng)濟的自身情況來考慮，通過分析引風(fēng)機運行方式對鍋爐啟動的影響，提出了使用單臺引風(fēng)機啟動的模式，選擇合理的優(yōu)化啟動方案，有效促使機組啟動經(jīng)濟性提高，從而推進公司可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。目前，優(yōu)化循環(huán)流化床鍋爐啟動過程單引風(fēng)機運行的方式已得到推廣使用，并列入該電廠機組啟動方案，形成機組啟動中固定的操作環(huán)節(jié)。

參考文獻：

[1]《300MW機組電氣運行規(guī)程》.云浮發(fā)電廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn). Q/YFP 10604.03-2017

[2]《300MW循環(huán)流化床鍋爐運行規(guī)程》.云浮發(fā)電廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).Q/YFP 10602.03—2017

[3]《大型循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備與運行》.盧嘯風(fēng).中國電力出版社，2006.

[4] 火電廠電氣節(jié)能降耗的方法[J]. 劉科林.中國高新技術(shù)企業(yè)，2014.28.

作者簡介：

冼文發(fā)，男，籍貫：廣東高要，出生年月：1986年5月6日，職稱電力工程電氣助理工程師，研究方向：發(fā)電廠機組節(jié)能降耗。