坑口发电公司机组冷态启动过程优化分析

张立壮 宋扬

引言：本文针对600MW火电机组冷态启动时间长的情况进行分析，在保证设备安全的基础上，对机组冷态启动过程进行优化，缩短了机组启动时间，节省了厂用电，降低启动油耗，实现了机组安全、经济启动，对同类型火电机组启动具有参考意义。

前言

近年来，燃油、煤炭等原材料价格及环保成本逐年提高，机组利用小时下降，降低运营成本，提高节能效益，已引起发电企业的高度重视。本文通过对机组冷态启动过程进行优化分析，采取相关运行措施，缩短机组启动时间，达到了节油、节电的目的。

一、概况

霍林河坑口发电公司现有两台600MW汽轮发电机组，锅炉为亚临界压力，一次中间再热，强制循环炉型，最大连续蒸发量为2080t/h，采用微油复合点火技术。汽輪机为单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式，控制调节采用DEH系统。

二、冷态启动过程

启动闭冷泵（10分钟）→锅炉上水泵（5分钟）→排汽装置补水和凝结水管道补水（90分钟）→启动凝泵向除氧器上水（45分钟）→炉侧给水管道注水，除氧器投加热，水温提至80℃（120分钟）→启动给水泵向锅炉上水（150分钟）→投入轴封供汽，启动三台真空泵抽真空，投入半侧风机运行，启动密封风机（15分钟）→投入等离子增压风机及小炉膛三支油枪，A磨暖磨（15分钟）→投入微油和启动A磨，锅炉开始升温、升压，达到冲转参数，启动EH油泵和启动油泵运行（300分钟）→汽机冲转至转速400rpm（15分钟）→停留5分钟后继续升速至2000 rpm（10分钟）→中速暖机（150分钟）→中速暖机结束，继续升速至3000 rpm（15分钟）→发电机并网带初始负荷（10分钟）→初始负荷暖机、停止炉膛小油枪（30分钟），→逐渐启动B、C、D磨煤机，逐渐带负荷至210MW（50分钟）→停止微油运行（5分钟）→启动另一台一次风机（5分钟）→加负荷至300MW，投入另一台送风机和引风机（20分钟）。

三、问题提出

（一）机组启动时间过长。从机组启动前补水至并网带50%额定负荷需1060分钟。

（二）厂用电增加较多。

（三）油耗量大。由于从点火至切除油枪用时605分钟，耗油需14吨。

（四）暖机效果差。以2009年3月10日2号机组启动为例：主汽压力5.9MPa暖机150分钟后，汽缸金属温度汽缸总膨胀才达到5.2mm。

（五）挂闸前中压主汽门打不开，阀切换过程中高压主汽门在19%位置卡涩。

四、原因分析

（一） 厂用电增加。一是过早投入闭冷泵、锅炉上水泵、凝结水泵运行；二是从锅炉上水开始一直投入给水泵运行；三是机组从锅炉点火至并网用时515分钟，启动时间过长，厂用电相应增加。

（二）油耗量大。一是点火用煤质差，灰分、水份较高；二是炉水温度低，升温至产生蒸汽起压过程速度慢；三是锅炉点火初期炉膛温度低，煤粉着火不稳定，磨煤机煤量受限。四是工作安排不当，耽误机组正常启动。五是部分运行人员节油意识不强。

（三） 暖机效果差。一是高低压旁路开度匹配不当；二是背压低；三是主蒸汽压力高；四是主汽温度变化大。上述原因导致高压主汽门预启阀开度小，进入的蒸汽流量小，经过节流损失，蒸汽温度进一步降低，蒸汽与金属温差小，加热速度缓慢，暖机效果不好。

（四） 高中压主汽门存在问题。机组挂闸后中压主汽门打不开，阀切换过程中高压主汽门预启阀开度在19%位置卡涩。主要原因是是主汽门设计、安装质量存在问题，另外受运行参数影响，门前后差压大。

五、采取措施

（一）降低厂用电消耗。一是启动时50%负荷以下时锅炉半侧风机运行；二是闭式水系统在中速暖机结束前由邻机带；三是锅炉上水期间只维持凝补泵及给水泵运行，上水结束停止给水泵；四是轴封投入前启动凝结水泵运行；五是炉水循环泵点动后维持单泵运行；六是并网后再投入空冷风机并保持低频运行；七是保持轴封供汽压力25～30KPa，维持三台真空泵运行迅速抽真空，背压降至35KPa左右，保持一台真空泵运行。

（二）降低启动油耗。一是机组启动前筒仓进入高热值燃煤；二是合理使用等离子小炉膛油枪配合加热A磨煤机一次风，烟温180℃时，启动第二台磨煤机，保持两台制粉系统均低煤量运行，并停止等离子小炉膛油枪；三是根据汽包金属温度逐渐提高上水温度，点火前汽包温度达到90℃；四是统筹安排，保证锅炉上水、风机启动及点火操作时间的衔接；五是中速暖机结束后投入第三台磨煤机，并网前投入第四台磨煤机，逐渐提高煤量至180吨/小时，并加强燃烧调整，机组负荷150MW以上，炉膛负压波动小于±50Pa，及时切除全部油枪运行。

（三）提高暖机效果。一是选择恰当的蒸汽参数：主汽压力5.0MPa，再热蒸汽压力0.5～1.0MPa主、再热汽温度340～360℃，1小时后逐渐升至380℃并维持稳定运行；二是冲转前30分钟，投入过热蒸汽减温水，将主汽参数调整至冲转过程中所需参数，防止主汽温度大幅度波动；三是高压旁路调整门维持在25～30%开度，低压旁路调整门不大于35%开度；四是通过调整空冷岛投入列数来提高背压，一般维持背压在20～25KPa；通过上述措施的采取，预启阀开度会保持在7%以上开度，主汽流量不低于40吨/小时，蒸汽温度与汽缸金属温差会维持在35℃左右，这样会大大提高暖机效果。

（四）从运行角度减少高中压主汽门出现的问题。一是冲转前10分钟，缓慢减小高压旁调整门，同时开大低压旁路调整门，使中压主汽门前蒸汽压力降至0.1MPa左右，将中压主汽门开启，恢复冲转参数。二是中速暖机结束后通过开大高低旁路门和5%水旁路门降低主汽压力，保持主汽压力低于6MPa，能够在阀切换过程中顺利打开高压主汽门，缩短机组启动时间。

六、效果评价

（一）启动时间缩短2.5小时，负荷率按60%计算，多发电90万千瓦时，创造利润27万元。

（二）整个启动过程辅机耗电量下降8.71万千瓦时，节约费用2.61万元。

（三） 整个启动过程节省燃油5吨，节约费用4万元。

七、结论

机组从投产至今，共启动56次，通过逐渐摸索和积累经验，机组启动过程不断得到优化，启动费用逐次下降。但是从历次启动看，还有很大欠缺，主要表现在汽温、汽压控制瞬时值波动较大，温升速度未能严格执行曲线，机组启动关键节点控制衔接差等，还需在以后机组启动过程不断完善和改进。

参考文献

[1]浅析火力发电厂汽轮机的优化运行 辽宁电力勘测设计院，马宏山.

[2]600MW机组启动维护说明书 哈尔滨汽轮机厂.

[3]通辽霍林河坑口发电有限责任公司集控运行规程.