火力发电厂1000MW机组启动锅炉配置分析

李丽君

摘 要：本文对启动锅炉的功能、型式和容量分析，在不设电动启动给水泵的情况下，选用两台45t/h的燃油快装启动锅炉，可以满足机组的启动用汽和吹管用汽要求。

关键词：火力发电厂；1000MW；锅炉配置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.160

1 电厂热力系统

锅炉为1000MW高效超超临界机组，配置电动引风机。汽轮机采用超超临界、中间再热、四缸四排汽的汽轮机。每台机组设1×100%容量汽动给水泵，不设电动给水泵。

2 电厂启动锅炉功能介绍

启动锅炉是新建大型火力发电厂不可缺少的辅机设备，由于启动锅炉在电厂第一台和第二台机组投入商业运行后，即停止使用，且为间断运行。因此如何合理地选择启动锅炉的容量和蒸汽参数，使其既能满足机组安全启动的要求，又能节约建厂投资是十分重要的。

新建电厂，启动锅炉主要在机组启动时为锅炉清洗、除氧器加热、汽机轴封、给水泵汽轮机启动用汽等各用汽点提供满足压力、流量等参数要求的辅助蒸汽。由于各个设计特点各不相同，机组启动期间用汽量也不同，工程设计中根据规程选启动锅炉容量。因此，有部分工程存在启动锅炉容量偏大，浪费工程投资的现象。

本文结合1000MW机组特点，对机组启动过程各阶段用汽量分析，对启动锅炉的容量进行论证。

3 启动锅炉型式的选择

根据最新版“大火规”《大中型火力发电厂设计规范》（GB 50660-2011）规定，启动锅炉的台数和容量宜符合下列要求，采暖地区宜选用上限： 1000MW级机组为1×50t/h～2×35t/h或2×50t/h。

启动锅炉燃料的选择宜使启动锅炉及其系统的配置简化。启动锅炉采用的燃料主要有燃煤、燃油和燃气。据设计经验，部分寒冷地区采用燃煤启动锅炉的电厂，由于燃煤启动锅炉上煤、除灰、排水等工艺设计简陋，劳动条件差并引起环境污染等。启动锅炉采用燃油或燃气时，系统简单可靠，运行操作方便，占地较小，对燃料的要求较燃煤启动锅炉低，同时在启动期间燃油锅炉污染物的排放较燃煤锅炉要少。

4 启动锅炉容量的选择

启动锅炉主要用于机组启动时为锅炉清洗、除氧器加热、轴封供汽、给水泵汽轮机启动用汽等各用汽点提供满足压力、流量等参数要求的辅助蒸汽，可减少机组的启动时间，减少除氧器、锅炉水冷壁及空预器等设备的腐蚀。

4.1 启动锅炉设置要求

“大火规”规定：“需设置启动锅炉的发电厂，其启动锅炉的台数、容量和燃料应根据机组容量、启动方式、结合地区具体情况综合考虑确定。启动锅炉容量应只满足第一台机组启动时热力系统必需的蒸汽量，不应包括主汽轮机冲转调试用汽量，不应另加裕量；对于采暖地区应满足必需的采暖用汽量。”

4.2 机组耗汽分析

4.2.1 机组启动时辅助蒸汽用汽项目

（1）机组启动时必须考虑的辅助蒸汽用汽项目。机组启动时必须考虑的辅助蒸汽用汽项目为：a）除氧器冷态启动加热蒸汽；b）给水泵汽轮机启动用蒸汽；c）主汽轮机以及给水泵汽轮机轴封用汽；

d）制粉系统冷炉启动加热器用蒸汽；（2）其它辅助蒸汽用汽项目。机组启动时需要考虑的其它辅助蒸汽用汽项目为：a）磨煤机消防蒸汽；b）给水泵汽轮机调试用蒸汽。

由于以上两项蒸汽用户可以与机组冷态启动时间错开，可不计入启动锅炉容量。

4.2.2 机组启动中各用汽点蒸汽量计算

（1）锅炉清洗工况所需蒸汽量、对于超超临界直流炉来，由于锅炉点火前对给水品质有着比较严格的要求。为此，通常机组在初次启动或长期停炉后启动前，需对锅炉进行清洗。锅炉清洗包括冷态清洗和热态清洗两个阶段，首炉启动时冷态清洗所需蒸汽量需由启动锅炉提供，所以启动锅炉的容量首先需满足锅炉冷态清洗的要求。冷态清洗耗汽量可以与其它蒸汽用户在时间上错开；（2）除氧器冷态启动工况所需加热蒸汽量。为减少除氧器以及锅炉各受热面的低温腐蚀，保证其使用寿命，机组在启机之前应对除氧器内的水进行加热，除氧器冷态启动加热蒸汽量如下：G=[Q×（Hw-Hw0）]/ （Hs-Hw）。式中：G—除氧器冷态启动加热所需的蒸汽量，t/h。Q—冷态冲洗需要的水量，t/h。Hs—加热蒸汽焓值，kJ/kg。Hw0—给水在初始水温下的焓值，kJ/kg。Hw—给水被加热后水温对应的焓值，kJ/kg。正常情况下，除氧器水箱进水温度为20℃，给水温度为40℃，启动锅炉蒸汽参数按1.27MPa，350℃。除氧器水箱水加热至40℃，在满足机组上水条件后，启动给水泵，锅炉开始升负荷。此时凝结水泵同时启动，给除氧器供水，以保证除氧器水位。目前国内除氧器运行方式大多按照四段抽汽压力低于0.147MPa时，给水加热用蒸汽由辅助蒸汽提供，除氧器采用定压运行方式。此时需要另外考虑的蒸汽用户有：a）汽机及小汽机轴封用汽，约为8t/h。b）制粉系统冷炉启动用汽，约10t/h。c）给水泵汽轮机启动用汽，约30t/h。

4.3 启动锅炉蒸汽用户用量统计（表1）

4.4 设备价格对比

参考《火电工程限额设计参考造价指标》（2013年水平）， 50t/h启动锅炉为355万元，45t/h启动锅炉为325万元，35t/h启动锅炉为260万元。30%电动启动给水泵为620万元。采用电动启动给水泵即使能减少启动用汽量，降低启动锅炉容量，但设备费用增加了。同时，如采用电动给水泵还要额外考虑安装费用。综上，采用两台45t/h的启动锅炉是比较经济合理的。

5 结论

综上所述，1000MW机组在不设电动启动给水泵的情况下，分别对首台锅炉冷启动和首台锅炉吹管两种工况下机组耗汽量进行分析，最终确定选用两台45t/h的燃油快装启动锅炉，可以满足机组的启动用汽和吹管要求。endprint