大型火电机组启停节能优化浅析

徐雪冬 刘立涛

（河北国华定洲发电有限责任公司，河北 保定073000）

0 引言

大型火电机组节能优化工作是现代电力企业所面临的共性课题，机组启停节能优化又是火电机组节能优化工作的重要环节。机组启停节能工作主要围绕降低启停用油、用电、用水等开展。

1 节约机组启停用电

（1）减少外购电量。在机组停运前，及时将公用负荷切至运行机组，主要将6kV公用段、检修照明PC段、升压站MCC段切换至运行机组相应母线接带。通过倒换运行方式，可节约外购电215.5万kW·h，节约费用约86.2万元。

（2）通过优化机组停运后的辅机运行方式以及确立大辅机启停的边界条件，节约机组启停用电。

1）机组停运后，由于主机润滑油系统至少要运行96h才具备停运条件，导致作为主机油冷却水源的循环水系统不能在停机后及时停运，通过主机冷油器增加公用水冷却水源，停机后及时将主机润滑油冷却水倒为公用水带，使停机后循环水泵运行时间由原来至少96h减少到目前的不到24h，每次停机可节约停机电耗26万kW·h。

2）停机过程及停机后，为减少电泵的运行时间，在机组滑参数300MW以下时再启动电泵；停机后，电泵由以前的连续运行向锅炉补水，改为停机后将汽包水位上至＋400mm以上停运电泵，待汽包水位降至－200mm后再启动电泵的方式，改进后电泵停机后的运行时间由改进前的8～10h，降到目前不到1h，每次停机节约停机电耗4万～5万kW·h。

3）滑参数停机过程中，负荷降至300MW时，及时停运1台循环泵（功率3 700kW），负荷降到200MW时停运1台送风机（1 400kW），节约停机过程电耗。

4）停机后，凝泵（功率2 500kW）、循环泵（功率3700kW）由原来的连续运行方式改为停机后根据低压缸排汽温度和凝结水温度等进行启停，停机后凝泵、循泵运行时间由原来的24h以上，降低到目前的12～15h，每次停机可节约停机电耗约6万kW·h。

5）采取了停机后开启机组汽轮机本体疏水、保持机组真空4～5h，抽出系统余汽、余热的方法，可提前停运循环泵、凝泵2～3h，节约停机电耗约1万kW·h。

6）锅炉风机、磨煤机根据规定停运后，对应轴承温度降到50℃以下，及时停运各风机、磨煤机、液压油站，共20个油站（合计功率约40kW）；发电机解列后及时停运主变冷却器，其他辅机也依照规程规定及时进行停运。

（3）优化机组启动方式和启动过程：

1）通过试验，确定锅炉点火采用单台引、送、一次风机启动的方式，另一台引、送、一次风机在机组并网前投运，减少一半运行时间至少4h，节约机组启动电耗超过2.4万kW·h。

2）优化各设备、系统投运前的准备工作，相关系统全部检查准备到位后，再按次序不间断地启动每个系统，缩短各系统启动间隔，确保各个启动阶段的无缝衔接，大大缩短了设备、系统空转等待的时间，采用这样的办法每次可以节约辅机空转等待时间4～5h，约可节约启动电耗2万～3万kW·h。但优化后的方式需要大量操作人员，加之启动阶段操作量本来就较大，所以，每次启动都要按启动计划安排至少10人次的加班，确保各岗位操作人员满足要求。

3）优化机组启动阶段的冲洗方式，由系统分段冲洗改为联合冲洗，由锅炉上满水后全部排放方式改为上水排放同时进行的方式，同时将锅炉上水温度升高至100℃以上。以上措施大大改善了锅炉冷态冲洗的效果，不但减少了启动冲洗除盐水的消耗，而且小修后锅炉上水冲洗时间也由以往10h以上降低到8h左右，节省机组小修后锅炉冲洗阶段辅机电耗超过2万kW·h。

4）汽机专业经过讨论和调研，并咨询厂家，取消了机组冷态启动的中速暖机过程，改为低负荷暖机，节约机组启动时间4h，约节省启动电耗5万kW·h。

（4）加强检修后设备系统的试运管理工作。

1）检修后分部试运阶段，严格按照启动试运规定进行设备的启停和试运工作，不过试、不欠试，试运结束后立即将试运的设备停运。

2）根据设备检修工作情况确定转机试运时间，确保修后转机设备试运的合理性，减少分部试运阶段的辅机电耗。

3）涉及系统性的试运工作统筹安排，避免设备反复启停造成浪费，例如锅炉八大风机，统一试运时间，避免设备、系统的重复启停造成浪费。有条件的辅机尽可能穿插在机组启动阶段进行试转，减少这些辅机的运行时间，降低电耗，如凝结水泵在分部试运阶段试运1台，在机组启动阶段再试运另1台。

（5）优化机组启动中的系统启动顺序。根据每次机组启动的不同工况，制定详细的启动计划，力求达到最优的系统启动顺序、最佳的辅机启动时机，使运行人员能够及时把握启停的各个关键环节，启停操作的目的性、针对性更强。

2 节约机组启停燃油

1号机小修中实施了锅炉微油点火改造，以机组冷态启动为例，以前每次机组冷态启动用油在120～150t，微油点火改造后机组冷态启动用油在25～30t，节油率达到80%以上。

经过讨论和调研，并咨询厂家，取消了机组冷态启动的中速暖机过程，改为低负荷暖机，约可节省启动油耗3～4t（微油点火改造后）。

3 节约机组启动除盐水消耗

（1）通过比对试验将锅炉上水冲洗的水温由以往的70～80℃升高至100℃以上，同时减少锅炉冲洗阶段由于溶解氧等因素引起受热面的锈蚀；通过优化机组启动阶段的冲洗方式，由系统分段冲洗改为联合冲洗，由锅炉上满水后全部排放方式改为上水排放同时进行的方式，从而大大改善机组启动冲洗的效果，启动冲洗的除盐水消耗也有了很大程度的降低。

（2）凝泵去掉一级叶轮改造后，以往由于机组启动冲洗阶段用水量少导致凝结水压力高无法投运的问题得到解决，启动阶段当凝结水的铁含量小于1 000μg／L时，立即将机器处理投运，从而大大减少了冲洗除盐水的排放量，使凝结水水质很快达到启动要求，节约了启动冲洗的除盐水耗量。

（3）加强启动阶段的汽水监督工作，以往启动阶段每2h化验一次凝结水、给水和炉水水质，目前机组冷态启动冲洗采用连续化验凝结水、给水和炉水，从而杜绝了启动冲洗除盐水的过渡排放。

（4）根据机组检修的情况，合理控制水箱的水位和凝汽器、除氧器水位，避免这些系统转检修后的除盐水浪费。

4 结语

通过以上节能措施，机组启停的电耗、油耗、水耗比以往有了很大程度的降低，机组正常冷态启停电耗由以往的80万kW·h左右降低到目前的40万kW·h左右，水耗由以往的6 000t左右降低到目前的3 000t左右，油耗由以往的80～100t降低到目前的10t左右，机组C级检修启停电耗由以往的近200万kW·h降低到目前的100万kW·h左右，水耗由以往的6 000～8 000t降低到目前的3 000～4 000t，油耗由以往的100t以上降低到目前的15～20t，机组启停的各项能耗指标有了大幅下降。

即便如此，大型火电机组启停节能仍有一定潜力可挖，仍然需要通过优化启动方式、节能技术改进（改造）、科技创新以及提高员工节能意识等手段来逐渐优化完善机组启动过程。另外，机组启停阶段的设备健康水平直接影响到机组启停阶段的能耗，提高检修质量，确保修后设备一次启动成功也是降低机组启动能耗的一个重要环节。