CFB机组单引启动节能分析

摘要：因经济增速放缓、电力产能过剩、西电东送及电力市场改革等因素的影响，近年广东省火电机组平均年利用小时不断在下降，导致机组启停次数较频繁，而循环流化床机组启动时间较长，锅炉风机电耗大，开机成本较高。在如此严峻的经营环境下，火力发电厂如何谋求突围之路，为实现公司可持续发展战略，优化机组启动方案，提高机组启动经济性必然是一个重要课题。

关键词：引风机；启动；节省；经济性

1.引言

云浮发电厂#5、#6炉是上海锅炉厂生产的型号为SG-1036/17.5-M4506，亚临界中间再热，单锅筒自然循环、流化床锅炉。该锅炉引风机装在锅炉尾部，从炉膛内抽风，使得炉膛内成为负压，便于外部空气送入炉膛，从而加快炉膛内的燃料燃烧。每台锅炉配备两台动叶可调式轴流引风机，电机功率为2800kW，额定电压为6KV，额定电流为321A，功率因数为0.868。单台引风机锅炉可以带50%负荷。锅炉启动过程中，一般都是两台引风机运行维持炉膛负压，以防单台引风机跳闸导致的蒸汽参数波动大，影响汽轮机的冲转。本文正是研究循环流化床锅炉在启动过程中，应用优化启动技术方案，通过改变引风机运行方式，从而节省厂用电，降低机组启动成本，提高机组启动经济性的分析。

2.优化启动方案前期分析

2017年云浮发电厂#5、#6机组全年冷态启动次数达10次。在该机组锅炉的启动过程中，从点火到蒸汽参数符合冲转要求一般需要9小时，此阶段锅炉总风量为300kNm3/h～400kNm3/h，单台引风机即能够满足锅炉运行需求。如两台引风机运行要达到上述风量，电流合共为180A左右；如一台引风机运行，电流为105A左右即能满足要求，可节省75A左右的电流。由于引风机为动叶调节式，运行可靠性比锅炉变频调节的一二次风机高，且汽轮机尚未进汽运转，对锅炉蒸汽稳定性要求不高，也不存在汽轮机跳闸的风险，故从点火到冲转前这段时间可以维持单台引风机控制炉膛负压，另一台引风机停运备用。在蒸汽达到冲转要求时，启动备用引风机，两台引风机控制炉膛负压，防止单台引风机运行中跳闸而导致锅炉参数波动，影响汽轮机的冲转。

综上所述，本方案具有以下因素及特点：①#5、#6机组全年启动次数多；②升炉过程可实施时间长；③节约电流明显；④无设备添置或改造方面的投资；⑤风险系数小。优化启动方案前期分析的结论是循环流化床锅炉采用投运单台引风机启动的方式是可行的。

3.优化启动方案措施应用

方案优化前后对比。优化前：启动锅炉风组 ? 流化床料 ? 投油点火 ? 投煤 ? 升温升压 ? 汽轮机冲转。循环流化床锅炉启动的全过程都是两台引风机运行。优化后：启动锅炉风组 ? 流化床料 ? 停运其中一台引风机备用 ? 投油点火 ? 投煤 ? 升温升压 ? 冲转前启动备用的引风机 ? 汽轮机冲转。具体实施方案如下：

1）启动风组。依次启动引风机（二台）、高压流化风机（二台）、二次风机（二台变频）、一次风机（二台变频）。风组启动后，将一次风量逐步提高至45万Nm3/h，充分流化床料10分钟后逐渐将一次风量降至20-22万Nm3/h。一、二次风机启动正常后，确认变频状态下投入风机“投入变频工频切换”（#6炉一次风机已做入硬逻辑保护，#6炉二次风机及#6炉一、二次风机有此保护投退功能）及风机“RB保护”。

2） 确认引风机均运行正常，联系热工仿真同侧引风机二次风机运行时引风机跳闸联跳二次风机条件，停运其中一台引风机节省厂用电。停运引风机后检查有倒转要通知检修做好刹车准备。

3）锅炉点火，投煤升温升压。

4） 达到冲转参数，锅炉汽、水品质合格，水位正常，通知汽机准备冲转，维持参数平稳。

5） 将停运的引风机启动运行（风机反转情况下要提前联系检修刹车），投回“引风机跳闸联跳同侧二次风机”的保护。

6）汽轮机冲转。

4.优化启动方案经济收益

单边引风机启动的方式于2017年2月9日在该电厂#6机机组开机时开始试验实施，現对2017年#5、#6机组启动过程中引风机的参数进行统计分析（见表1），由于整体启动过程中加风、投煤等节点存在不确定性，故所有数据均采用从“机组床料充分流化”开始，至“机组冲转”这一时段的平均值。此阶段锅炉总风量大致为300kNm3/h～400kNm3/h。

由表1分析得出，采用两台引风机时，引风机电流合计约180A；而采用单边引风机启动，该引风机电流约105A左右；故单边引风机启动时可节省电流约75A左右。2017年2月9日至11月16日期间的8次机组启动共停运一台引风机72.2小时，平均每次启动可节约9小时左右。

根据该公司运行部《锅炉启动方案及运行措施》中启动风组充分流化床料后停运一台引风机，保持单边引风机运行直至机组冲转前。一般机组从点火到冲转为9小时，若机组启动过程有波折则耗时更长，与去年各次机组启动求算出的停运一台引风机的平均时间相符。

全年单边引风机启动可节省电量：×6.1kV×75A×0.868×72.2h=49658.8（kWh）

折算金额：49658.8kWh×0.5086元/kWh=25256元

每次锅炉启动单边引风机运行可节省电量：×6.1kV×75A×0.868×9h=6190（kWh）

折算金额：6190kWh×0.5086元/kWh=3148元

从表2可以看出，优化循环流化床锅炉启动过程引风机运行方式后，每启动一次可以节省约6190kWh网购电量，折算费用为3148元。2017年云浮发电厂全年节省约5万度电，节省大约2.5万元网购电量的费用，有效提高了机组启动的经济效益。

5.结论

本文根据火电厂经济的自身情况来考虑，通过分析引风机运行方式对锅炉启动的影响，提出了使用单台引风机启动的模式，选择合理的优化启动方案，有效促使机组启动经济性提高，从而推进公司可持续发展战略的实施。目前，优化循环流化床锅炉启动过程单引风机运行的方式已得到推广使用，并列入该电厂机组启动方案，形成机组启动中固定的操作环节。

参考文献：

[1]《300MW机组电气运行规程》.云浮发电厂企业标准. Q/YFP 10604.03-2017

[2]《300MW循环流化床锅炉运行规程》.云浮发电厂企业标准.Q/YFP 10602.03—2017

[3]《大型循环流化床锅炉设备与运行》.卢啸风.中国电力出版社，2006.

[4] 火电厂电气节能降耗的方法[J]. 刘科林.中国高新技术企业，2014.28.

作者简介：

冼文发，男，籍贯：广东高要，出生年月：1986年5月6日，职称电力工程电气助理工程师，研究方向：发电厂机组节能降耗。