《火电机组无辅助汽源冷态启动的尝试.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《火电机组无辅助汽源冷态启动的尝试.doc（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、火电机组无辅助汽源冷态启动的尝试摘要 我厂在一、二厂机组全部停运的特殊情况下，急电网恢复之所急，大胆进行尝试，成功实现了火电机组无辅助汽源冷态启动，缩短机组启动时间的同时，降低了机组启动成本，实现节能降耗。关键词 火电机组 无辅助汽源 冷态启动 尝试1 引言我厂位于贵州西部地区纳雍县境内，总装机容量8*300MW，分一、二厂两个厂址建成，一、二厂各有4台300MW机组，2006年二厂4号机组建成投产以来，一直是西南地区最大的火力发电厂，是贵州西部500KV电网的主要支撑点。2008年1月中旬以来，我省遭受了50年不遇的雪凝灾害天气，低温雨雪天气持续时间长、凝冻范围广，造成全省大量输变电设备严重
2、覆冰，贵州电网相继瓦解。从1月23日起，我厂运行机组（当时运行机组：一厂2、3号机，二厂1号机）陆续停运，至1月25日11点，我厂最后一台运行机组与系统解列停运。2 精心组织，确保首台机组顺利启动为确保在电网受冰破坏大面积瓦解、我厂在机组全停的严峻形势下，首台机组能够安全顺利地启动并网和稳定运行，总厂对一、二厂8台机组进行了综合性比较，提前确定了一厂2号机组为首台启动机组。一是一厂2号机组启动性能及启动过程中相关参数控制相对较好，有较高可靠性。二是2号机组为我厂最后一台停运（1月25日停运），粉仓有粉且汽机缸体尚未完全冷却，可以相对缩短时间。三是2号机组主要承担我厂生活区用电及厂用共用负荷，并
3、网运行后可以使本机组带较高负荷，既有利于安全稳定运行，又有利于经济指标控制。为进一步缩短启动时间，尽快实现机组并网发电，我厂先后召开了首台机组启动专题研讨会和紧急动员大会，提出了在无辅助汽源的情况下、不采用启动锅炉的启动思路，并积极与厂家联系咨询，落实到相关的技术支持，核实这一启动方式的可行性。由于本次机组启动方式的特殊性，且无经验借鉴，我厂提前拟定了2号机组特殊方式启动的组织措施及安全技术措施、启动前的检查及准备工作、启动操作步骤以及启动过程中的危险点预防及控制等方案，全面部署首台机组启动工作，并提前下发到各大值组织学习。3 无辅助汽源冷态启动过程中的操作控制 单元机组的启动是指从锅炉上水、
4、点火、升温、升压、蒸汽参数达到要求，汽轮机进行暖管、冲转、暖机、定速，发电机并网带基本负荷，锅炉撤油枪逐渐加至满负荷的过程。本次2号机组启动是在无辅助汽源、锅炉底部没有蒸汽加热、锅炉接近环境温度的条件下直接点火升温升压，以达到汽轮机所需的参数。在机组冷态启动过程中，由于汽包、汽缸等重大金属部件均属冷却状态，金属部件受热存在着热膨胀、热应力、热变形等复杂问题，因此，确保设备安全是机组启动全过程管理的关键问题。随着机组自动化程度的不断提高、先进设备与技术的广泛应用、人员技术水平的不断提高，以及为适应火电市场的激烈竞争，节能降耗已经成为当前火电厂的又一个重要课题，尤其是在机组启动过程中在如何保证安全
5、的前提下，进一步提高经济性已显得越来越重要。3.1 给水未经加热直接向锅炉上水300MW机组锅炉运行规程对锅炉上温度及速度都有一定规定，要求控制锅炉汽包进水温度与汽包壁温差40，根据不同季节规定了不同的上水时间，以控制上水速度，从而控制由于温度偏差造成的应力不超过金属许用应力，达到保证设备安全的目的。当时2号机组已停运十多天，上水前锅炉汽包金属温度在32左右，汽包内压力为0 Mpa，未经加热的给水接近环境温度（0）。摄氏零度的给水经过省煤器进入锅炉汽包，是否对锅炉材质有影响，没有这方面的技术资料可以参考借鉴。为确保设备安全，我厂曾两次向厂家作了咨询，得到的答复是，不会对锅炉材质造成任何影响。得
6、到了厂家明确的答复后，我们采取用凝补泵将合格的除盐水上到除氧器，待锅炉达到上水条件，启动前置泵向锅炉上水。整个上水过程中，严格按照规程要求控制上水速度及汽包壁温差，上水时间控制在4小时左右。由于锅炉进水温度太低，要充分考虑锅水在锅炉点火受热后膨胀、汽化量大，体积会大量增加，因此，锅炉点火前的进水控制在汽包水位的低限（-50mm）甚至约低一些，避免锅炉升温升压过程中汽包水位过高而不得不大量排放，造成不必要的工质损失和热损失。锅炉上水前汽包壁温锅炉上水后汽包壁温3.2 锅炉点火及点火后的控制我厂300MW机组采用二级点火，即用高能点火器点燃0号轻柴油，通过油燃烧引燃煤粉。这就要求燃油温度合适，油路
7、畅通，燃油雾化良好。本次启动由于没有辅助汽源，炉底加热不能投入，当时锅炉二次风温0、燃油温度4、锅水温度8，助燃油雾化不好，点火及燃烧环境非常恶劣，燃油枪多次点不着火或点燃后燃烧非常不稳，很容易熄灭。后来通过手动调整进、回油调节阀，改变燃油压力，从而减小了油滴雾化直径，并将二次风量由35%降至26%左右，使着火距离适中，助燃油点火及燃烧工况有了明显改善。加上点火及燃烧过程中锅炉不断蓄热，随着炉膛温度不断提高，风温、油温、水温也有所提高，锅炉燃烧很快趋于稳定，机组启动进入正常的流程。为了使炉膛温度场尽量均匀，烟道两侧温度偏差减小，保护好水冷壁及过热器等重要设备，加强对受热较弱的部位进行定排和对角
8、切换油枪运行。由于煤粉燃烧器的送粉量较大，在燃油燃烧器投入运行后，根据锅炉燃烧工况、各部温度情况和煤质情况等条件，当二次风温150，燃烧稳定以后，启动一套制粉系统，投入煤粉燃烧，并控制调整好三次风量和炉膛燃烧，防止炉膛温度升高过快，各部受热膨胀不均，造成汽包内外及上下壁温差过大。锅炉升温升压过程中，升温升压过快将影响汽包和各部件的安全，但如果升温升压太慢，必然拖延机组启动时间，因此，应按照冷态启动要求，逐步增投油枪，整个过程控制升温速度1.5/min，升压速度0.04MPa/min，汽泡上、下壁温差50。考虑到本次启动锅水温度太低，炉底加热无辅汽投入，特别在点火初期，水循环建立特差，尤须控制升
9、温压速度，确保每分钟升温在0.4以内，最初1小时内汽压升高仅为0.15 Mpa。随后锅炉升温升压速度逐步有所提高，最大升温速度控制每分钟1.5以内。达到汽机冲转参数（汽压2.5 MPa，主汽温340左右）后，汽轮机开始冲转，此时锅炉应尽量稳定主再热蒸汽参数运行，避免冲转参数产生异常和大的波动。锅炉点火后各参数的控制3.3 汽轮机抽真空汽机能否冲转，前题在于蒸汽管道系统的暧管是否充分。我厂300MW机组设计的主、再热蒸汽管道疏水均接至疏水扩容器，经扩容后排至凝汽器（无至地沟疏水），因此规定：无论是冷态、还是热态启动，凝汽器抽真空的操作都是先送轴封汽源,后启动真空泵抽真空，这既有利于尽快将凝汽器真
10、空抽到较高值，便于蒸汽管道系统暧管，以缩短暧管时间。介于本次启动没有轴封汽源，无法先送轴封蒸汽，我们只能先启动真空泵抽真空，当凝汽器真空抽到-30kpa后，锅炉点火。3.4 汽机冲转前的暖管控制及操作要点由于给水除氧加热未投入，锅炉点火正常后，尽快联系化学专业加放药品，化验汽水品质合格，逐渐开启锅炉水压试验阀门，开启主再热蒸汽管道疏水门，调整高低旁开度配合锅炉升温升压，并进行主再热蒸汽管道暖管。此过程中，主再热蒸汽系统的暧管采用疏水手动门控制，保证凝汽器真空不低于-30kpa，排汽缸温度不超限。整个暧管过程，真空均维持在-3045kpa，暧管时间也得到了有效控制。锅炉起压后，逐渐开足高压旁，用
11、低压旁路进行调节控制，维持再热蒸汽压力在0.51 Mpa，开启轴封高压汽源调整门对轴封汽系统进行暖管，汽机冲转前投入轴封汽，维持轴封汽压力、温度正常，凝汽器真空升至正常。当炉侧主汽压力达1Mpa，主汽温度达200以上，开启冷再至辅汽母管电动门，对辅汽管道及辅汽联箱进行暖管,辅汽管道及辅汽联箱暖管结束，由轴封汽系统倒供辅汽联箱，辅汽压力尽量维持在0.30.6 Mpa，用轴封高压汽源调整门控制轴封用汽及辅助汽源，必要时用旁路门参与调节。同时，投入除氧器辅助汽源加热。整个暖管过程中，应严格按照规程要求执行，控制升温升压速度，注意各设备、管道无振动和冲击。3.5 合理选择冲转参数缩短暖机时间单元机组冷
12、态启动按新蒸汽参数分类，主要有额定参数启动和滑参数启动两种，滑参数启动又分为真空法和压力法两种方式。我厂一般都采用滑参数压力法启动，启动冲转参数选用适当压力和温度的过热蒸汽（过热度50以上），从冲转到汽轮机达额定转速的全过程，蒸汽参数基本维持不变，而是通过控制汽轮机进汽量来达到控制汽轮机转速的目的。为此，选择好冲转蒸汽参数对整个机组启动过程的安全经济至关重要。众所周知，确定冲转蒸汽参数主要以汽轮机组缸温为准，即参考第一级金属温度。汽轮机缸温低，冲转参数可以适当降低。本次启动机组缸温当时在70左右，我们结合机组的性能特点，在确保高压预启阀全开、通流量能够满足冲动汽轮机至全速的前提下，尽量放低冲转
13、蒸汽压力（2.5MPa），蒸汽温度为300左右。由于进入汽轮机的是低温、低压蒸汽，容积流量较大，而且汽温是从低逐渐升高，所以汽轮机的各部件加热均匀，温升迅速，可避免产生过大的热应力和膨胀差。对锅炉来说，低温低压的蒸汽通流量增加，过热器可得到均匀充分的加热，并能促进水循环良好建立，减少汽包壁温差，使各部件均匀地膨胀。同时，由于锅炉产生的蒸汽能得到充分利用，减少了热量和工质损失，可以缩短启动时间，减少能源消耗。尤其是在中速暖机组过程中，我们还将凝汽器真空由79Pa降至68Pa，使汽轮机进汽流量增大约5吨，暖机时间明显缩短，暖机效果良好。3.6 辅助汽源的利用与切换锅炉起压后,辅汽联箱已正常投入,利
14、用辅助汽源提前冲转小汽轮机带汽动给水泵运行,尽量避免启动电泵运行或提前停运电泵,在提高安全可靠性得同时,以减少下网电量。汽机并网带负荷后，及时根据负荷情况，将辅汽联箱汽源由主蒸汽切换至冷再热蒸汽，最终切换至由四段抽汽供给，以减少新蒸汽和高压抽汽损失。 3.7 选择好厂用电切换及锅炉撤油枪的最佳时机汽轮发电机组并网后，负荷升至30MW须进行暖机，此时应抓紧进行厂用电切换，一是低负荷下切换厂用电比较安全可靠，二是可以减少下网电量。选择合适机会撤出助燃油枪是降低启动油耗、控制启动成本的关键。助燃油枪撤出过早，必然会影响锅炉稳定燃烧，甚至造成熄火事故，得不偿失。助燃油枪撤出过晚，必然使耗油量增大。由于本次是冷炉启动，方式特殊，锅炉炉膛温度偏低，燃烧环境较差，油枪撤出适当的推迟。为此，当负荷升至130MW时，才开始逐步撤出油枪，且每撤出一只油枪都要停留观察一段时间，直到负荷升至150MW，锅炉燃烧比较稳定，所有油枪才全部退出。并网升负荷阶段各参数的控制4 结束语我厂本次2号机组启动，是一次在环境气候十分恶劣、全厂机组全停、无辅助汽源的情况下，实现火电机组冷态启动的大胆尝试。由于准备工作充分，组织、安全及技术措施得力，整个启动过程中，进展比较顺利，从锅炉点火到并网带负荷撤完油枪耗时约9小时，与同条件下使用启动锅炉起动缩短3小时左
