330 MW直接空冷机组无辅助汽源的启动方式

汪潮洋，孙建磊，南伟亮，王慧

(河北省电力研究院，河北 石家庄 050021)

0 引言

目前，不少已投产电厂或基建期的电厂基本上都处在单机运行的状态，在机组突然发生事故的情况下，采取无备用辅助蒸汽快速恢复方法可帮助机组停运及恢复启动。由于种种原因，外部系统恢复辅助蒸汽的时间会较长或难以恢复供汽。在此基础上，研究热态情况下机组如何利用自身预热及过热、再热系统的蒸汽实现机组的启动在缩短恢复时间、减少热用户损失和启动成本等有着重要的意义。以某电厂新建330 MW亚临界直接空冷机组为例，分析其启动过程。

1 主要系统及设备

某电厂新建工程机组选用一次中间再热、四角喷燃燃烧方式的亚临界参数，330MW自然循环汽包锅炉，汽轮机选用一次中间再热、单轴、双排汽直接空冷机组，选用SZL20－1.27/350－AⅢ型链条炉排锅炉为启动锅炉，制粉系统采用钢球磨煤机冷中储式制粉系统。该工程将最下层4台燃烧器设为等离子燃烧器并设计了相关的辅助系统。主给水系统均采用单元制，给水泵采用2台50%汽动给水泵+1台30%电动定速启动给水泵。每台机组设置高、低压2个辅助蒸汽联箱，2台机组的辅助蒸汽联箱用母管连接。高、低压2级串联简易电动旁路系统，高压旁路为70%锅炉最大连续蒸发量BMCR(Boiler Maximum Continue Rate)容量，低压旁路为40%BMCR容量。

2 正常情况下的机组热态恢复过程

在#1机组整套启动的调试过程中，由于给粉机断粉引起的负压大以及汽轮机振动大等原因引起锅炉主燃料跳闸MFT(Main Fuel Trip)，而启动锅炉又由于链条炉的特点不能很快并入运行，有时被迫等待12 h以上，启动锅炉的可靠性严重制约着机组恢复启动的时间，以启动锅炉冷备用为例，整个恢复过程如下:

(1)启动锅炉开始升温升压，一般6～8 h可恢复供汽。

(2)汽封压力低，为避免缸温下降过快，必须破坏汽封，停真空系统。

(3)锅炉侧风烟系统风机停运。

(4)在辅助蒸汽达到0.8MPa时，开始进行汽封暖管、空气预热器吹灰暖管、一次风暖风器暖管和汽动给水泵等辅助蒸汽设施投运准备。

(5)在汽封压力合适后，启动真空泵建立机组真空。

(6)在机组压力大于9MPa时，进行小汽轮机的冲转，以满足点火后的上水要求(在锅炉汽包压力低于9 MPa时可以直接启动电动给水泵，利用给水旁路调门进行调节为锅炉上水)。

(7)锅炉侧启动风烟系统，投油启动，待风温合适后，启动一次风机和给粉机投粉，再进行升温、升压。

(8)依据空冷机组的特点，在热负荷低时，为适应空冷系统的防冻要求，只能利用点火排汽及管道疏水提升汽温。

(9)在负荷达到空冷要求时，通过高、低压旁路和锅炉燃烧进行冲车参数调整。

(10)在参数达到要求后，汽轮机冲转带负荷运行，直至机组正常运行。

在该启动方式下，恢复机组运行存在着消耗时间长、经济性低、停机和恢复操作复杂等问题。为了解决上述问题，根据机组的特点，在无辅助汽源的情况下，制订了机组热态启动计划，经过调试期间的多次实践，其过程安全、可靠并能缩短启动时间，而且参数易于控制。

3 无辅助汽源下机组的热态恢复过程

相对正常恢复过程而言，无辅助汽源的启动过程至少可缩短8 h以上的恢复时间，对于工期要求紧迫或投产后冬季供热有特殊要求的电厂极为有利。下面简要描述一下无辅助汽源的恢复过程。

(1)锅炉MFT后主给水关闭，2台汽动给水泵均联锁跳闸。由于电动给水泵是定速泵，因此，电动给水泵在事故状态下不联锁启动。

(2)考虑到空冷岛对汽量的要求，在机组跳闸后，锅炉恢复点火前不开低压旁路，在低压旁路闭锁、高压旁路开的条件下，若有热工人员强制，可允许开高压旁路。

(3)打开冷段再热器至辅助蒸汽联箱的管路疏水，由冷段再热器供辅助蒸汽。

(4)辅助蒸汽至汽封、汽动给水泵、空气预热器吹灰器、燃油吹扫等进行疏水暖管。

(5)在汽封投入后，系统真空建立，进行小汽轮机的冲转，汽动给水泵呈极热态，很快定速具备上水条件(在汽包压力不大于9 MPa时，可直接启动电动给水泵)。

(6)在汽包水位正常后，锅炉进行吹扫准备点火。

(7)启动一次风机锅炉余热可使一次风温满足直接投粉要求;在A层等离子拉弧正常后，启动对应的给粉机，完成点火。

(8)在整个恢复过程中，要有专人对高压旁路和冷段再热器至辅气联箱供汽进行调整，维持辅助蒸汽联箱压力不变(压力不低于0.8 MPa)，监视高压旁路后的温度，以避免超温。

(9)按照机组极热态启动曲线的要求，进行升温升压，在热负荷达到要求后，利用高、低压旁路将汽温、汽压调整至冲车参数，完成汽轮机定速并网、切缸并迅速带负荷至空冷防冻负荷以上，避免长期在低负荷下运行而使空冷岛内部结冰。

4 关键过程分析

(1)在一次温态或热态启动中，从点火投油到停退全部油枪约消耗20 t燃油，而无辅助蒸汽汽源的启动可实现等离子直接拉弧点燃煤粉，能节省燃油20 t，具有良好的经济性。

(2)无辅助汽源快速恢复对空冷机组至关重要，无辅助汽源启动可直接投粉使机组迅速冲转并网，较短时间内使机组处于防冻负荷以上，因机组启动时间过长，使进汽量一直低于防冻流量，避免出现局部结冻现象。

(3)在机组恢复过程中，维持辅助蒸汽联箱压力和温度，在不撞管的前提下，加快疏水，避免缸体冷却而出现影响机组启动的其他因素(如上、下缸温差大等)。

(4)对中压缸启动机组而言，在机组并网后切缸前，应注意主蒸汽温度和缸体温度的差值，温差过大易引起机组的轴系振动和高压缸轴系位移偏大，甚至达到报警值，从而影响恢复时间。

5 结论

采用无辅助汽源空冷机组热态恢复方法多次实践的结果表明，该方法简单、可靠、易于实现。无辅助汽源启动方式的成功应用，不仅在缩短恢复时间、提高机组经济性方面具有明显效果，而且可有效避免由于恢复时间长、防冻流量不够等因素引起的空冷机组结冻。

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