630MW超临界机组极热态启动时给水系统的操作

蔡笑

(中国华电集团贵港发电有限公司，广西 贵港 537138)

1 问题的提出

630MW超临界机组给水系统一般配置2×50%锅炉最大连续蒸发量(BMCR)汽动给水泵+30%BMCR电动给水泵。某厂配置TGQ10/6－1型单缸、双汽源、新汽内切换、变转速、变功率、冲动、凝汽式、下排汽给水泵汽轮机。主汽门前压力为0．9514MPa，温度为364℃。给水泵汽轮机进汽系统图如图1所示。

图1 给水泵汽轮机进汽系统图

机组运行中发生跳闸后，经检查机组设备无异常时，应及时进行极热态启动操作，快速恢复机组并网运行，减少发电损失。启动过程中应严格控制启动时间和减少各种能耗，降低启动成本。发生跳闸后，汽轮机所有抽汽逆止阀和电动阀关闭，给水泵汽轮机低压供汽(四段抽汽汽源)中断，但高压缸排汽逆止门至锅炉再热器这部分空间内仍然有大量较高压力的冷再热蒸汽，并且主蒸汽高压旁路打开后还能从过热器系统供汽，维持较长时间内有冷再热蒸汽(如图2所示)作为给水泵汽轮机的高压汽源持续供汽。由于给水流量波动和进汽压力波动，会导致汽动给水泵转速波动幅度较大(如图3所示)。此时一般操作是将2台汽动给水泵打闸停运，启动电动给水泵向高压旁路供减温水和向锅炉给水。

采用电动给水泵向锅炉给水的好处是:通过调节液力耦合器勺管即可完成操作，调节方式简单，流量稳定，系统运行比用汽动给水泵向锅炉供水时要平稳。这种方式也会带来其他问题:电动给水泵电动机功率高达8MW，电动机启动电流巨大，会对厂用电系统造成很大冲击，某些情况下可能会使厂用电系统跳闸停电;电动给水泵运行期间电流达到650A以上，耗电量巨大，以机组极热态启动耗时3 h计算，电动给水泵消耗外购电量达17MW·h，大幅增加了机组启动成本。

为此，机组在极热态工况下启动时不启动电动给水泵运行，保持1台汽动给水泵稳定转速，向锅炉稳定给水，可提高运行经济性，降低外购电费用，具有重要的节能降耗意义。

2 极热态工况下启动汽动给水泵的操作过程

机组跳闸后，所有抽汽逆止阀、电动阀关闭，汽动给水泵低压汽源(四段抽汽)中断，运行值班员手动停运B汽动给水泵，不启动电动给水泵;当A汽动给水泵汽轮机高、低压进汽联合调节门逐渐开启到大于48%时，高压进汽调节阀也随之逐步开启，高压汽源进入汽轮机(如图1所示)，维持转速;同时开启A汽动给水泵最小流量调节阀，保持给水泵最小流量≥360 t/h，防止汽动给水泵因最小流量低而保护动作跳闸。

当高、低压旁路阀调节在合适开度时，冷再热蒸汽压力保持在0．9MPa，温度保持在310℃(如图2、图3所示)，给水泵汽轮机进汽调节阀开度在75%左右，此时基本可维持汽动给水泵转速为3 500 r/min，给水泵最小流量调节阀开度为100%，给水压力为11．0MPa左右(如图4、图5所示)，可满足高压旁路减温水的压力需求。随着锅炉主蒸汽压力的下降，可开启锅炉主给水旁路调节门控制上水并逐步关小最小流量调节阀，满足锅炉给水需要。在恢复锅炉给水的过程中，应加强高、低压旁路的调节，维持冷再热蒸汽的压力和温度稳定，从而保持汽动给水泵转速和流量稳定。锅炉点火后，随着主蒸汽压力的升高，应逐步增加高、低压旁路开度，保持主蒸汽压力稳定，逐渐达到极热态汽轮机冲转参数。

在此操作过程中，重点是加强高、低压旁路阀的开度调节，确保冷再热蒸汽压力和温度的稳定，才能确保以下几点:

(1)给水泵汽轮机转速稳定，锅炉保持稳定给水压力，高压旁路有稳定的减温水;

(2)锅炉油枪雾化蒸汽压力稳定，进行锅炉油枪吹扫和点火;

(3)汽轮机轴封供汽压力稳定，保持凝汽器真空不破坏。

3 注意事项

在机组跳闸后，迅速开启低压旁路、高压旁路，维持高压缸排汽逆止门后冷再热蒸汽压力和温度在给水泵汽轮机允许的范围内并保持基本稳定。旁路控制应满足以下几个条件:

(1)对锅炉主蒸汽系统和再热系统泄压，防止锅炉超压导致PVC阀或安全阀动作，但应控制好旁路开度，防止锅炉压力快速下降对锅炉受热面金属寿命造成影响，同时减少机组极热态恢复期间汽源的稳定供应时间。

(2)维持相对稳定的冷再热蒸汽压力和温度，保持冷再热蒸汽对给水泵汽轮机、轴封系统、辅汽联箱的稳定供气。

(3)锅炉恢复点火后，旁路开度应使过热器和再热器有足够的冷却蒸汽流量，防止受热面金属超温。

(4)应防止高、低压旁路减温水的流量发生大幅波动，避免降温后蒸汽温度也大幅波动，甚至产生管道振动、积水，使汽轮机产生进水的安全隐患。

机组刚跳闸时，高、低压旁路尚未开启，为控制锅炉汽水分离器水位关闭主给水电动门，给水流量大幅减少，只保持最小流量调节阀100%开度的流量。由于给水泵汽轮机调速系统动作具有一定延迟，所以，此时汽动给水泵转速会迅速上升，给水压力也会迅速上升(如图5所示)，当调速系统动作到位后，转速和给水压力即回到正常范围内。

当给水泵汽轮机靠冷再汽源维持转速时，此时由值班员手动调节进汽调门，调节过程中应做好参数监视，防止由于汽源压力波动导致汽轮机转速波动，甚至因超调或调节不及时出现超速跳闸或转速过低而停止锅炉给水。

恢复期间汽动给水泵保持运行，在维持给水稳定和给水泵最小流量之间，应控制好给水泵最小流量调节阀的开度，防止大幅度开关对给水流量产生波动，甚至出现最小流量低而引起汽动给水泵保护动作跳闸。

机组发生非计划停运时，检查机组设备无异常，确定进行极热态启动后，条件具备时应迅速恢复锅炉投油点火，达到磨煤机启动条件时快速投入煤粉，按升温升压曲线控制燃料量，避免锅炉点火过晚，主蒸汽和冷再热蒸汽压力降低过多，汽动给水泵停运。

4 结束语

从以上实际操作和过程分析来看，机组跳闸后使用汽动给水泵向锅炉给水是可行的，采用这种操作方式具有厂用电系统安全、充分利用锅炉蓄热产生的蒸汽为给水泵汽轮机供汽的优点，可减少外购电量17MW·h，节约外购电费约1．5万元，可在同类型机组中推广。

在总结这种操作方式时，应使用标准化、精细化管理理念，充分考虑各种可能出现的问题，采取相应措施避免出现不安全情况。在不同工况下，各种重要参数控制的量化标准和调节各种参数的调节阀的开度是不一样的，因此，应做好不同工况下的调整经验总结，提炼出各种工况下最优调节阀开度和最优参数的操作技术标准并加以宣传和贯彻，使更多值班员掌握这种操作标准，从而大大提高紧急情况下值班员的操作质量和操作效率，避免出现事故扩大或其他不安全情况。