M701F4燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)利用鍋爐余汽供輔汽的探究

馮亮亮

（江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司，江蘇揚(yáng)州225000）

0 引言

燃?xì)鈾C(jī)組因其啟停速度快，擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)調(diào)峰的重要任務(wù)，晝啟夜停是燃?xì)鈾C(jī)組的重要特點(diǎn)。揚(yáng)電公司#1、#2機(jī)組是由東電公司與三菱重工合作生產(chǎn)的型號(hào)為M701F4的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，聯(lián)合循環(huán)額定負(fù)荷475 MW。余熱鍋爐為無錫華光鍋爐有限公司生產(chǎn)的三壓、再熱、臥式、無補(bǔ)燃、自身除氧、自然循環(huán)余熱鍋爐。經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后機(jī)組人員發(fā)現(xiàn)，在機(jī)組停機(jī)后到次日啟動(dòng)之前，余熱鍋爐中還剩余大量的余汽，如果能加以利用，將大大提高全廠發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。

1 輔汽系統(tǒng)概況

本廠#1、#2燃機(jī)輔汽系統(tǒng)汽源有兩路：一路來自#6、#7的330 MW煤機(jī)輔汽系統(tǒng)，另一路來自#1、#2燃機(jī)的冷再管道。正常情況下，使用煤機(jī)來的輔汽供燃機(jī)輔汽母管，只有當(dāng)煤機(jī)不能供應(yīng)輔汽的情況下，才使用燃機(jī)自身的冷再管道供輔汽。輔汽共有兩個(gè)用途：一是給汽輪機(jī)在進(jìn)汽前和卸載后供軸封使用；二是給汽輪機(jī)低壓缸冷卻蒸汽時(shí)使用。輔汽系統(tǒng)如圖1所示。

表1 余熱鍋爐在燃機(jī)熄火后、啟動(dòng)前參數(shù)

圖1 輔汽系統(tǒng)

2 可行性分析

2.1 三壓系統(tǒng)分析

機(jī)組人員通過長(zhǎng)時(shí)間觀察，選取#2機(jī)組在夏季某一天的運(yùn)行方式為例，00：44解列，00：49熄火，07：04發(fā)啟動(dòng)令，07：38并網(wǎng)，08：07進(jìn)汽。其間停爐時(shí)間約為6 h。余熱鍋爐在燃機(jī)熄火后和啟動(dòng)前的參數(shù)如表1所示。

根據(jù)運(yùn)行規(guī)程，輔助蒸汽的參數(shù)如下：

（1）輔汽母管壓力0.8 MPa，溫度260 ℃；

（2）單臺(tái)機(jī)組軸封母管壓力＞0.6 MPa，溫度＞240 ℃，蒸汽流量4 t/h；

（3）低壓缸冷卻蒸汽壓力＞0.3 MPa，溫度＞160 ℃，蒸汽流量35 t/h。

經(jīng)過對(duì)比，高壓過熱器的溫度壓力是符合輔汽母管參數(shù)的。

2.2 高壓系統(tǒng)供輔汽可行性分析

高壓過熱器啟動(dòng)前壓力為4.512 MPa，溫度為290 ℃，滿足軸封蒸汽和低壓缸冷卻蒸汽的參數(shù)需要。軸封蒸汽的用汽量為4 t/h，正常熱態(tài)啟動(dòng)的情況下，輔汽暖管15 min，抽真空30 min，從機(jī)組啟動(dòng)到汽輪機(jī)進(jìn)汽約1 h，共使用約7 t輔汽。低壓缸冷卻蒸汽的用汽量為35 t/h，正常熱態(tài)啟動(dòng)的情況下，暖管1 h約使用4 t輔汽；機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到2 100 r/min開始投入低壓缸冷卻蒸汽，到汽輪機(jī)進(jìn)汽后停用低壓缸冷卻蒸汽約30 min，其間使用約22 t輔汽。綜上所述，整個(gè)啟動(dòng)過程中，共需要輔汽29 t。

而高壓汽包的水容積為33 m3，啟動(dòng)前水位保持在-300 mm，約有13 m3水量，高壓蒸發(fā)器水容積為22 m3，高壓省煤器有20 m3的水容積，總?cè)萘考s55 m3，因此蒸汽量足夠。加上高壓給水泵源源不斷上水，并且在1 250 r/min后高壓過熱器便開始升溫升壓，其產(chǎn)生的蒸汽量足夠在汽輪機(jī)進(jìn)汽前供輔汽使用。

3 具體實(shí)施方法

根據(jù)上述可行性分析，高壓過熱蒸汽供輔汽使用在理論上是可行的，后續(xù)通過試驗(yàn)證明在實(shí)際運(yùn)行中也是可行的。根據(jù)圖1所示，具體思路是通過打開高壓旁路閥，使高壓過熱蒸汽進(jìn)入冷再管道供輔汽。

3.1 停機(jī)后保溫保壓措施

（1）燃機(jī)熄火后關(guān)閉高壓過熱器出口門，對(duì)高壓系統(tǒng)保溫保壓。（2）關(guān)閉再熱器、中壓過熱器出口門，對(duì)中壓系統(tǒng)保溫保壓。（3）關(guān)閉鍋爐煙囪出口擋板。（4）機(jī)組惰走時(shí)破壞真空、停軸封，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速惰走到0 r/min時(shí)，機(jī)組真空同時(shí)下降至0 kPa，軸封母管壓力也同時(shí)下降至0 kPa。

3.2 啟動(dòng)前供輔汽措施

（1）打開高壓過熱器出口門，機(jī)側(cè)高壓管道疏水。（2）打開高壓旁路閥，控制再熱器壓力，打開冷再至輔汽母管電動(dòng)門，調(diào)整輔汽母管壓力至0.8 MPa。輔汽母管、軸封母管、低壓缸冷卻蒸汽管道暖管疏水。（3）打開輔汽至軸封母管電動(dòng)門、調(diào)門供軸封，抽真空。（4）打開再熱器出口電動(dòng)門，中壓旁路閥切為手動(dòng)全關(guān)，降低后續(xù)中壓旁路閥手動(dòng)操作難度。

3.3 注意事項(xiàng)

根據(jù)運(yùn)行規(guī)程，輔汽母管汽源由煤機(jī)切換為燃機(jī)冷再管道時(shí)，冷再壓力必須高于2 MPa，溫度大于300 ℃。同時(shí)，再熱器出口安全閥整定壓力為3.53 MPa，因此，冷再壓力必須維持在2～3.5 MPa。

高、中壓旁路閥在控制方式切換為自動(dòng)控制后會(huì)進(jìn)入最小壓力控制模式，無法自動(dòng)維持冷再壓力，因此，高、中壓旁路閥必須手動(dòng)控制開度，直至汽輪機(jī)進(jìn)汽。同時(shí)，中壓旁路閥的開度影響著再熱器壓力和中壓汽包的水位，若中旁開度過大，會(huì)使再熱器壓力降低，中壓汽包產(chǎn)生虛假水位現(xiàn)象，水位虛假上升；若中旁開度過小，會(huì)使再熱器壓力升高甚至超壓，冷再溫度超溫。因此，在鍋爐升溫升壓初期，機(jī)組對(duì)運(yùn)行人員的汽水調(diào)整水平有著很高的要求。

機(jī)組停機(jī)后，經(jīng)過一個(gè)晚上，機(jī)側(cè)主蒸汽管道、冷再管道溫度有所下降，再通汽時(shí)會(huì)產(chǎn)生蒸汽凝結(jié)。因此，必須加強(qiáng)暖管疏水，防止輔汽帶水，通過軸封蒸汽、低壓缸冷卻蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)。

4 熱經(jīng)濟(jì)性分析

本區(qū)域市場(chǎng)供熱價(jià)格在210～230元/t，本文以220元/t為單價(jià)，按照每次熱態(tài)啟動(dòng)節(jié)省29 t輔汽計(jì)算，每次熱態(tài)啟動(dòng)可節(jié)省0.638萬元。

相較以往停機(jī)后不破壞真空的運(yùn)行方式，可停運(yùn)一臺(tái)真空泵、一臺(tái)軸封風(fēng)機(jī)，按停運(yùn)6 h計(jì)算，共可節(jié)約電量：（380 V×115 A+380 V×16 A）×

以上網(wǎng)電價(jià)0.575元/kWh計(jì)算，可節(jié)約0.03萬元。

一年按機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)67次計(jì)算，可節(jié)約45余萬元。本方法僅僅改變了運(yùn)行方式，沒有任何改造費(fèi)用，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)客觀。

5 結(jié)語

本文通過對(duì)余熱鍋爐停運(yùn)后的工況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其余汽仍有利用價(jià)值。機(jī)組在熱態(tài)啟動(dòng)的情況下，可以充分利用余汽供給啟動(dòng)過程中所需要的輔汽，減少外部熱源的使用，提高了機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。