1 000 MW超超临界机组邻机加热技术应用

李彦民（中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467312）

1 000 MW超超临界机组邻机加热技术应用

李彦民
（中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467312）

火电厂超超临界机组正常冷态启动过程时间较长，启动成本较高，且存在安全隐患。介绍了某公司21 000 MW超超临界机组冷态启动过程中采用邻机加热技术的情况，分析了其安全性和经济效益。采用该技术既提高了机组启动的安全性，又取得了显著的节能效果。

超超临界机组；冷态启动；邻机加热；节油

0 引言

1 000 MW超超临界机组正常冷态启动时间长达10 h以上，燃油、给水等资源消耗巨大，启动成本较高；由于燃用劣质烟煤，其启动安全性也较差。某发电公司1，2号1 000 MW超超临界机组采用邻机加热技术启动，改善了启动点火、燃烧条件，提高了给水温度，实现了机组的安全启动，同时也节省了大量燃油。

1 设备概况

某公司1期2台1 000 MW机组的汽轮机、锅炉和发电机分别由哈尔滨汽轮机厂、东方锅炉厂和哈尔滨电机厂提供。1，2号机组分别于2010-11-23，2010-12-08投产。锅炉型式为超超临界参数、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲旋流燃烧方式，Π型锅炉，型号为DG3000/26.15-Ⅱ1。锅炉侧主再热蒸汽温度605 ℃/603 ℃，主再热蒸汽压力26.15MPa/5.26 MPa。锅炉燃烧方式为前后墙对冲旋流燃烧，每台锅炉配6层燃烧器，前后墙各3层，每层各8只，共48只燃烧器。锅炉采用微油点火方式，由高能点火器点燃轻柴油，再点燃煤粉的二级点火系统；微油点火系统安装在前墙最下层燃烧器上。1，2号机组技改增加了1套两机相互贯连的邻机加热系统，利用邻机冷再蒸汽加热本机2号高加，从而提高给水温度，提高冷态启动的安全性和经济性。锅炉设计燃烧煤种以本地劣质烟煤为主，均为中高灰、低硫、中低发热量、中挥发分烟煤。

2 邻机加热技术简介

邻机加热技术的总体思路是采用蒸汽替代燃油和燃煤对锅炉进行整体预加热，使锅炉在点火时已处于一个“热炉、热风”的热环境。机组冷态启动阶段，利用邻机冷再汽源加热2号高加，尽量提高给水温度，使其达到热态冲洗温度190 ℃，即在锅炉不点火情况下可以完成初期阶段的热态循环冲洗。1，2号机组邻机加热气源分别取自1，2号机组冷再至辅汽管路上，再分别经过气动截止阀、电动阀形成邻机加热联络管。气动截止阀前及电动阀后均接有疏水管路，疏水经疏水阀排至1，2号机凝汽器。在邻机加热联络管路上引接2路汽源分别至1，2号机组二段抽汽电动门后进入2号高加，管路上增加2个电动阀和1个气动调整阀，2个电动阀前后均接有疏水管路，疏水经疏水阀排至1，2号机凝汽器。邻机加热系统如图1所示。

图1 邻机加热系统

设置锅炉邻机加热启动系统是为了在锅炉不点火的情况下，通过该系统将锅炉给水加热至锅炉热态清洗要求的温度，以便缩短启动时间，达到节油、节煤、节电的目的；同时在锅炉点火前提高炉膛温度，有利于锅炉初期点火及燃尽率。

3 邻机加热冷态启动情况

以1号机组某次启动为例进行说明。1号机组于2013-11-14T04：26与电网解列停机备用。2013-11-25T15：00得到调度同意启动的通知，于19：00锅炉上水完成，投入邻机加热系统。26日02：00将水冷壁出口温度加热到177 ℃，启动锅炉各风机；02：30点火；06：50冲转；07：54定速；07：58并网，10：54机组负荷升至500 MW。1号机组此次邻机加热冷态启动与正常冷态启动的耗油及耗时情况如表1所示。

表1 2种冷态启动耗油及耗时情况

4 邻机加热启动安全性分析

（1） 直流锅炉采用邻机蒸汽加热启动技术，将锅炉由原来的冷态启动转为热态启动，改善了锅炉的点火和稳燃条件，提高了锅炉的启动安全性。由于点火阶段提供了较好的热环境，提高了该阶段的燃油和燃煤的燃烧率，保证燃煤快速投入着火，降低了燃油投入量，也大大降低了油烟粘结在空预器等尾部受热面而带来的锅炉安全风险。

（2） 随着国家环保要求越来越严格，该启动方式保证了锅炉启动初期电除尘的安全可靠投入，减少了脱硫浆液的污染，显著改善了启动阶段的烟气排放。同时由于提高了启动阶段的排烟温度，降低了空预器结露和堵灰的概率，对于配有SCR脱硝系统的锅炉，同样可杜绝或减少其在启动阶段可能出现的低温结露、堵灰、催化剂中毒以及未燃尽烟灰的粘附，甚至二次燃烧等威胁。

5 邻机加热启动经济效益分析

采用邻机加热系统的冷态启动方式，可以缩短锅炉启动时间，减少锅炉投油时间和投油量，提高燃煤的燃尽率，节能效果显著。下面以该电厂1号机组邻机加热冷态启动为例，进行经济效益分析。

5.1 计算的边界条件

（1） 锅炉启动均需经过冷态清洗阶段，且运行方式完全相同，运行费用也相同，故以下分析计算仅考虑锅炉进入热态清洗阶段后产生的运行费用。

（2） 燃油价格：8 000元/t。

（3） 标煤价格：700元/t。

（4） 除盐水价格：8元/t。

（5） 电费：0.42元/kWh。

5.2 经济效益分析

（1） 汽量消耗。热态冲洗方式：机组启动时，利用邻机高排蒸汽最大加热蒸汽流量约193.23 t/h，最小加热蒸汽流量约18.07 t/h，按运行持续时间6 h计算，耗汽总量约633.91 t。折算为供热量为1 908.29 GJ，相当于约70 t标准煤，燃煤费用约49 020元。

（2） 水量消耗。以100 t/h的换水量维持系统进、放水至锅炉点火，锅炉水系统暖炉共计2.5 h，共增加除盐水用量250 t，费用为2 000元。

（3） 电量消耗。以蒸汽暖炉替代油枪点火暖炉，延迟送、吸风机启动近3 h，节省厂用电约37 852 kWh，费用约为15 897.8元。

（4） 燃油消耗。常规冷态启动时，欲达到点火启动时的主汽压力0.47 MPa，最快也需时90 min，另外还需投入底层大油枪支持；而采用邻机加热，此过程可节省燃油12 t左右。通过辅汽暖炉，使锅炉点火时炉内整体温度上升到温态，提高了微油模式燃煤着火及燃尽率，可节省燃油约8 t。同时暖炉热态冲洗结束后，过热器出口金属壁温达150 ℃左右，空预器入口烟温达120 ℃左右，减少了锅炉启动初期油枪投用油量约7 t。本次冷态启动实际用油7.73 t，基本达到预期效果，节省燃油总计27.27 t左右，费用约为218 160元。

（5） 节省费用总计：218 160+15 897.8-2 000-49 020=183 037.8元。

6 结束语

邻机加热系统在1 000 MW超超临界机组冷态启动过程中的成功应用，有效改善了冷态启动锅炉点火启动条件，保证了机组的安全启动。同时，利用邻机做功后的抽汽提高给水温度，缩短了启动时间，降低了启动过程中的燃油消耗，节能效果显著。但邻机加热系统的应用受邻机负荷及状态的限制，在投运邻机加热系统时，必须保证邻机负荷大于70 %稳定负荷。

1 张建中，陈戌生.外高桥第三发电厂2×1 000 MW超超临界机组工程建设中的重大技术创新和项目优化［J］.电力建设，2008，29（8）：69-73.

2015-08-03。

李彦民（1980-），男，工程师，主要从事火电厂锅炉运行技术管理工作，email：bst8096@163.com。