300MW汽包循环炉全程汽泵启动实践探讨

王辉　王有吉

摘 要：大型发电厂厂用电量很高，通常启动先用电泵，到一定负荷再切汽泵，厂用电功耗很大，很不经济。本文以妈湾电力有限公司为例，阐述了通过改以往电泵启动方式为全程汽泵来替代，达到节约厂用电和节约启动时间的目的，全程汽泵启动，电泵作为备用，增加了启动过程的安全可靠性。控制循环汽包炉使用汽泵启动存在启动初期水位控制难，前期汽泵不在额定工况区，运行调整难度较高，本文重点介绍纯汽泵启动试验过程的注意事项和危险点，对同类型机组具有很好的参考意义。

关键词：全程汽泵；无电泵启动；控制循环汽包炉

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.051

1 引言

我司300MW机组给水泵驱动方式为：2×50%B—MCR的汽动给水泵。1×50%B—MCR电动调整给水泵作为备用。电动给水泵在机组启动和停机或低负荷时使用，或机组正常运行过程中，汽动给水泵故障时作联动备用或一般备用。给水全程自动控制过程如下：负荷<14%时由电泵通过给水旁路控制，14%负荷主给水切换，负荷在14%和25%之间通过控制电泵转速单冲量调节（引入汽包水位信号），负荷25%时，三冲量控制（引入汽包水位、给水流量、蒸汽流量信号）。汽动给水泵在机组启动，抽汽压力达到一定值时投入运行，然后停止电动给水泵，因此，每次开机我厂的厂用电量均较大幅度的增加，发电厂启备变所消耗的电能按销售电价计算（约0.50元/kWh）。每次启动需消耗的电量约为40-60万kWh，增加发电厂的厂用电成本；同时，在机组温态以上启动时，由于汽泵启动准备工作不足，影响机组带满负荷速度，减少了发电量，可见，机组启动使用汽泵替代电泵上水，对机组的经济性很大的提高。

2 试验过程

为了试验汽泵全程替代电泵启动的可实施性，在我厂#5机小修后启动进行汽泵代替电泵启动试验，方案安全顺利实施，保证期间不发生锅炉MFT和重要设备损坏事件，制定了详细的实施方案。

#5机组汽泵主要参数：

驱动给水泵用变速凝汽式汽轮机（哈汽产）

型号：NZ84.6/83.5/06型

型式：单轴、单缸、单流程、冲动、冷凝变速汽轮机

最大功率：5500kW

额定/最大转速：4940/5900rpm

运行转速范围：3100～5900rpm

排汽压力：主机额定工况下，0.008MPa（绝对）

最高排汽压力：0.0203MPa（绝对）

排汽管允许压力降：0.00167MPa

脱扣转速：6200±100rpm

转子临界转速：

一阶：2410rpm

二阶：7485rpm

级数：1级调节级+5级压力级共6级

机组内效率：83.14%

盘车转速：40.8rpm

正常/最高工作温度：约80℃/150℃

2.1 试验关键步骤

（1）启动前确定两台汽泵和电泵无缺陷，正常备用状态。

（2）啟动凝结水补充水泵凝汽器上水动态冲洗5分钟，关闭凝汽器汽侧放水。

（3）凝汽器水位上至正常，启动凝结水泵大流量给除氧器上水（同时进行除氧器水位调节站旁路冲洗）5-10分钟后，启动除氧器循环泵搅拌5分钟，停止除氧器循环泵、凝结水泵，开启除氧器至定排放水门，对除氧器底部水渣进行冲洗。

（4）除氧器放尽存水、关闭除氧器至定排放水门，启动锅炉上水泵给除氧器上水至水位正常。

（5）静压给水系统冲洗、排污后（给水泵及前置泵密封水投入，三台给水泵进、出口门开启，高加旁路冲洗注水后切主路，开启启动差压阀及给水电动门），启动5A前置泵、锅炉上第一锅水。第二锅用锅炉上水泵上水。

（6）本次由于机组停运时间较长，要求锅炉冲洗三次。第三、第四次上水用5B前置泵，点火之前用5B前置泵调节汽包水位（#5前置泵扬程48.5mH2O，只能满足静压上至汽包正常水位）；第四次上水要求投入除氧器加热（除氧器循环泵运行）。

（7）轴封及真空系统投入正常后，辅汽暖5A小机，充分暖机，冲转至3100rpm，确认实际临界转速区域。降回1900rpm（或临界转速以上）备用。（汽源切换：机组启动正常后切至四段抽汽）。

（8）锅炉点火后，并5A汽泵退5B前置泵。联系热工屏蔽给水母管压力低于10MPa，出口门禁止开启逻辑条件，导致电泵不备用。

（9）并网前，试转电泵。如5A汽泵能满足汽包水位调节（为汽包水位调节，可适当提高汽包压力。一般情况下，汽包压力10Mpa以上小机转速可维持在3100rpm以上、具备锅炉给水远方自动条件，保持给水旁路调节阀前后差压稳定在1000kPa左右）则将动电泵作为备用；否则启动电泵、并电泵、退5A汽泵至3100rpm备用，锅炉给水切至主路后（或负荷90MW）并5A汽泵退电泵。

（10）负荷60MW，暖5B小机；具备条件及时投入机跟炉方式便于控制汽包压力稳定。

（11）负荷150MW，并5B给水泵。

（12）其他操作按机组冷态整套启动操作票进行。

2.2 可能面临问题和关键点

（1）5B前置泵倒5A汽泵运行，汽包水位大幅度波动。

1）调整5A小机转速，控制出口压力略高于主给水压力。

2） 再循环辅助调节（保证最小流量）、避开临界转速区域。

（2）汽动给水泵启动转速控制问题：尤其负荷到40MW（14%ECR），主给水旁路切换时，水位控制难度较高。

1）可以考虑让热工解除自动切换功能，手动进行切换（#5机组可在OPU站由运行人员自行解除）。

2）小机启动转速调节范围确定。#5机组小机一阶临界转速为2410r/min；而二阶临界转速均远远大于小机的工作最大转速，因此汽动给水启动带负荷的转速区域应避开临界转速，我厂目前采取小机转速升至3100rpm后切至锅炉控制，为满足锅炉水位调节要求可放宽至2850rpm。

3）给水调节方式确定：机组启动过程中，给水流量较小，且流量变化较大，要求有可靠而灵活的调节手段，来满足锅炉给水要求。

解决办法：锅炉在启动初期采用炉侧给水调门小旁路门控制上水量，机组带负荷后转用调节汽泵转速来调节流量 。通过给水泵再循环和小机转速配合，避免小机在临界转速运行。根据不同期间和旁路调门的严密程度，可采取加大定排、连排，或通过开大汽机旁路（升温升压期间）、加强凝结水排放来维持汽包水位。（尽量调整给水旁路调节阀后的给水母管压力和汽包压力差维持在0.3MPa左右）

（3）小机汽源切换问题：机组带启动正常后，四段抽汽压力到达多少能满足5A小机汽源无扰切换。

解决办法： 以往试验，当机组带至调度负荷（或150MW以上）或四抽压力达到0.45MPa以上，小机将进行厂用汽及四抽至小机的汽源切换，切换前汇报值长、通知供辅汽机组保持辅汽压力稳定，切换过程中要求一边缓慢打开四抽电动门一边缓慢关闭厂用汽至小机进汽调整门，保持小机进汽压力及转速平稳过渡，密切关注另一台小机调门动作情况 。

（4）汽泵低转速上水时，小机排汽温度偏高问题。由于汽泵在1900rpm以上、2500rpm以下，小机排汽温度会升高，当排汽温度升高150℃时将联跳小机（注意低压轴封减温水基调动作情况及低压轴封供汽温度）。

解决办法：

1）如果有条件，建议利用机组大小修机会加装小机排汽缸喷水减温装置。

2）适当提高汽泵运行转速，提加进汽量。

（5）汽动给水泵低转速上水过程中，因故障跳闸，由于电动勺管备用位置需要及时跟踪调整。由于电泵勺管位置跟踪汽泵指令，但当机组并网前，锅炉上水量较小，一旦汽泵跳闸后联电泵可能造成锅炉汽包水位高，要立即调整。

解决办法：

1）采取汽泵上水期間，密切关注电泵勺管跟踪情况，同时让热工将给水泵出口压力10MPa才能开出口电动门改为6MPa，这样便于保持电泵在起压后能保持备用。

2）汽泵上水过程中要求电动给水泵处于热备用状态，同时，运行人员应做好小机跳闸、启动电泵和及时进行锅炉水位调整的事故预想，避免锅炉干锅。

3 结束语

通过这次启动和后面启机过程实践，证明在300MW汽包循环炉全程使用汽泵启动操作是可行的，目前我司把全程汽泵启动作为常规机组启动方式。

纯汽泵启动满足锅炉上水要求，而且在机组启动过程中，汽泵的提前启动，可以及时检验汽动给水泵组是否存在缺陷，争取消缺时间，避免因缺陷处理不及时影响机组带负荷，另一方面，为电厂经济启动，提前带负荷，节约能耗提供保证。其中，主要取得以下成效。

（1）机组启动过程中，由电动给水泵改用汽动给水泵上水，降低了厂用电量，起到节能降耗的目的；

（2）由于汽动给水泵随机启动，因此提高机组启动过程的带负荷速度（特别温态及热态启动过程中，应为明显），增加机组发电量，从而提高经济效益；同时使得脱硝投入时间大大提前，对超低排放具有非常大的意义；

（3）提高机组启动安全性可靠性。原利用电泵上水，一旦电泵跳闸，将造成机组停运，严重时造成锅炉干炉，而利用汽泵上水，电泵备用，提高了机组启动的安全系数。

参考文献：

[1]李曙光.石门电厂300MW汽轮发电机组无电泵启动探讨[J].湖南电力，1998（01）.

[2]王勇.330MW机组电动给水泵改汽动给水泵的研究与实践[D].华北电力大学，2014.

[3]孙国生.妈湾电力有限公司汽轮机运行规程[S].

[4]周宏亮.妈湾电力有限公司锅炉运行规程[S].