中压缸预暖在1000MW超超临界火力发电机组冷态启动中的应用

2019-05-29贾利峰

山东工业技术 2019年14期

摘要：1000MW超超临界火力发电机组冷态启动中，在高压缸预暖的同时利用邻机冷段抽汽对启动机组中压缸冲转预暖，达到了高中压缸同步加热、机组膨胀均匀的效果，避免了汽轮机冷态启动冲转过程中压缸膨胀缓慢、轴承振动大情况的发生，从而大大缩短了机组冲转时间，节省了大量的辅机电耗，减排效果显著，环保效益及经济效益良好。

关键词：冷态启动；中压缸预暖；环保效益；经济效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.167

1 引言

华电莱州公司一期工程2×1000MW超超临界火力发电机组，汽轮机为东方汽轮机厂生产的N1000-25/600/600超超临界、一次中间再热、单轴四缸四排汽、凝汽式汽轮机。

机组设计为高压缸启动方式。在主蒸汽品质、参数达到汽轮机冲转条件时，同时开启高中压主汽门、调门，通过高压缸进汽冲动转子，高压缸排汽进入再热器后，再进入中压缸做功。由于再热蒸汽冷段、热段管道较长，导致进入中压缸的再热蒸汽温度偏低，中压缸膨胀缓慢、膨胀不均，多次发生#2、#3轴承振动大的情况。目前国内设计有一、二级高低压旁路的百万机组，有采用中压缸冲转的先例[1]。启动时采用二级旁路供汽，中压缸冲转、并网，在主汽参数具备条件再进行切缸运行。采用这种启动方式，能达到提前预暖中压缸的目的[2]。如果华电莱州公司超超临界机组冷态启动中，在汽轮机冲转前能够利用邻机蒸汽冲转中压缸至1500r/min进行充分暖机，就能够有效避免#2、#3轴承振动大，从而大大减少汽轮机冲转时间。

2 中压缸预暖技术

根据华电莱州公司机组的实际情况，提出了中压缸預暖方案。蒸汽流程为：邻机冷段抽汽--邻机供汽电动门--联络门--启动机组再热冷段--启动机组再热器本体--启动机组再热热段--启动机组中联门--启动机组中压缸--启动机组低压缸--启动机组凝汽器。中压缸预暖系统如图1所示。

3 中压缸预暖系统运行

冷态启动过程中，在高压缸预暖的同时，利用中压缸预暖系统，采用邻机冷段抽汽对启动机组再热冷段、热段管道充分疏水暖管，避免中压缸冲转时蒸汽带水。

在锅炉点火后，调整中压缸预暖进汽调节门，维持再热器压力0.5-0.6MPa，调整锅炉再热器烟气挡板开度，提高再热汽温度，准备进行中压缸冲转预暖。在汽轮机具备冲转条件、再热蒸汽品质合格后，汽轮机挂闸，按设定“中压缸冲转方式”开启中压主汽门、调门，汽轮机冲转、低速700r/min暖机、中速1500r/min暖机。

在主汽品质合格、主汽参数具备高压缸冲转条件时，汽轮机打闸，停止中压缸预暖。进行高压缸冲转，升速至3000r/min，机组准备并网。

4 安全性分析

（1）高压缸预暖要求：高压缸内压力不超过0.7MPa，否则会产生附加的轴向推力[3]。考虑到压力波动，因此在控制中压缸冲转参数时，再热蒸汽压力不得高于0.6MPa。

（2）在高压缸预暖、中压缸冲转过程中，要加强再热冷段疏水，严密监视高压缸上下缸温差，避免蒸汽带水进入高压缸。

（3）采用中压缸冲转方式，在转速1500r/min进行暖缸，高压缸温度较高，因此在进行主汽门、调门室预暖时，尽量提高调门室内外壁金属温度，避免产生过大的应力。

5 效益分析

（1）相比于传统启动方式，在锅炉点火后采用邻机冷段蒸汽进行中压缸冲转预暖，节省汽轮机冲转时间5小时以上。

（2）每次启机所节省的费用。

1）汽轮机冲转过程中，磨煤机平均给煤量按照45t/h计算，则5h可节省给煤量225t，按煤价800元/t算，节约原煤费用为18万元。

2）汽轮机冲转过程中，F磨煤机8支气化小油枪每支出力为0.12t/h，A磨煤机8只大油枪每支出力为0.4t/h，则5h可节约燃油20.8t，按照#0柴油价格为7500元/t计算，节约燃油费用为15.6万元。

3）汽轮机冲转过程中需要启动的主要辅机功耗为9991.5kW，5h共耗电49957.5kW·h，按电价为0.5元/（kW·h）计，可节省电费约2.50万元。

每次启机所节省的费用为36.1万元。