于行

【摘 要】本文針對(duì)600MW汽輪機(jī)未安裝汽輪機(jī)快冷裝置的情況，結(jié)合本廠的機(jī)組大修停機(jī)的實(shí)際操作和運(yùn)行優(yōu)化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了大修前的深度滑參數(shù)停機(jī)和運(yùn)行優(yōu)化實(shí)踐等方面的建議，從運(yùn)行優(yōu)化和節(jié)能實(shí)踐方面提供借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】大修；深度滑參數(shù)停機(jī)；運(yùn)行優(yōu)化

0 引言

隨著汽輪機(jī)向高參數(shù)大容量方向發(fā)展，機(jī)體的熱容大而且保溫良好，停機(jī)后機(jī)體自然冷卻很慢，而汽輪機(jī)停機(jī)檢修時(shí)汽缸最高金屬溫度降到150℃下方可開工。若檢修工作不能及時(shí)開工，勢必增加了停機(jī)時(shí)間，降低了設(shè)備利用率。由于600MW機(jī)組容量大，縮短機(jī)組的檢修對(duì)于提高發(fā)電量、增加經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。因此就需要在機(jī)組大修停機(jī)時(shí)選擇合理、經(jīng)濟(jì)的停機(jī)方式，降低機(jī)組整體溫度水平，縮短機(jī)組的檢修的時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。尤其是在沒有安裝汽輪機(jī)快速冷卻裝置的機(jī)組，汽輪機(jī)停機(jī)方法的運(yùn)行優(yōu)化尤為重要。

寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司的2x600MW的亞臨界空冷燃煤機(jī)組，為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為NZK600-16.7-538/538，汽輪機(jī)出廠時(shí)未安裝快速冷卻裝置。兩臺(tái)機(jī)組在2013年、2014年分別進(jìn)行了A級(jí)檢修工作，6號(hào)機(jī)組于2013年8月3日18：00打閘停機(jī)，8月10日停運(yùn)盤車。5號(hào)機(jī)于2014年5月10日17：48打閘停機(jī)，5月16日停運(yùn)盤車。通過對(duì)停機(jī)方式和停機(jī)過程的運(yùn)行優(yōu)化，機(jī)組均實(shí)現(xiàn)了停機(jī)后一周內(nèi)停運(yùn)盤車、油系統(tǒng)的目標(biāo)，保證了機(jī)組大修中汽輪機(jī)揭缸、通流部分改造等工作的如期開工。同時(shí)結(jié)合歷次的啟停機(jī)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)停機(jī)過程中的公用的水汽、廠用電系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化實(shí)踐，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1 停機(jī)過程中的運(yùn)行優(yōu)化

1.1 深度滑參數(shù)停機(jī)，降低機(jī)組停運(yùn)時(shí)的整體溫度水平

汽輪機(jī)廠商給出的滑參數(shù)停機(jī)曲線規(guī)定打閘時(shí)的主再熱蒸汽參數(shù)為：主蒸汽8.62MPa/400℃、再熱蒸汽0.5MPa/325℃，如果按照正常滑參數(shù)停機(jī)方法，汽缸金屬溫度下降速度以不超過1℃/h的規(guī)定，則在汽輪機(jī)打閘后需要經(jīng)過240小時(shí)方可停運(yùn)停運(yùn)盤車和油系統(tǒng)等，嚴(yán)重制約了汽輪機(jī)本體檢修工作的展開。有鑒于此，在此基礎(chǔ)上將原滑參數(shù)停機(jī)曲線的打閘停機(jī)時(shí)的主再熱蒸汽參數(shù)進(jìn)行深度優(yōu)化，在保證汽輪機(jī)缸體冷卻、收縮變形、熱應(yīng)力變化穩(wěn)定的同時(shí)，通過降低主、再汽參數(shù)控制汽輪機(jī)膨脹系統(tǒng)各參數(shù)在合理的范圍內(nèi)將汽輪機(jī)金屬溫度降到目標(biāo)值水平，保證汽輪機(jī)本體檢修盡早開工，縮短機(jī)組停運(yùn)檢修的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

表1 滑停過程中不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)參數(shù)

機(jī)組停機(jī)前，制定了深度滑參數(shù)停機(jī)的技術(shù)措施和合理的停機(jī)計(jì)劃，明確停機(jī)過程中主再熱蒸汽參數(shù)變化率的控制標(biāo)準(zhǔn)： 主再熱汽溫降溫速度<1℃/min、主再熱汽壓降壓速度：<0.1MPa/分鐘、負(fù)荷下降速度：<9MW/min、汽缸金屬溫降率≤1℃/分鐘、汽溫每下降≤30℃左右時(shí)，應(yīng)穩(wěn)定30分鐘后再降溫、過熱、再熱蒸汽過熱度至少>56℃，高壓缸排汽過熱度大于20℃、上、下缸溫差小于35℃等一些要求，在機(jī)組打閘前要求將主再熱蒸汽降至2.0MPa、汽溫降至300℃，使汽輪機(jī)打閘前缸溫能下降至290℃。通過采取以上措施，并指導(dǎo)運(yùn)行人員結(jié)合仿真機(jī)開展實(shí)際操作演練，熟悉深度滑參數(shù)停機(jī)的各項(xiàng)操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，保證深度滑參數(shù)停機(jī)過程中汽輪機(jī)缸溫差、脹差、汽包壁溫差等重要參數(shù)均控制在安全范圍之內(nèi)，達(dá)到了有效縮短大修停機(jī)后至缸溫下降到150℃具備停運(yùn)盤車所用時(shí)間的目的，在2013年6號(hào)機(jī)大修停機(jī)和2014年5號(hào)機(jī)大修停機(jī)后到盤車具備停運(yùn)所用的時(shí)間分別為160小時(shí)和153小時(shí)。

1.2 充分利用鍋爐等離子助燃，鍋爐低負(fù)荷少油或無油助燃，停機(jī)不停爐

鍋爐A層制粉系統(tǒng)的等離子點(diǎn)火裝置自機(jī)組調(diào)試起開始使用，多次驗(yàn)證機(jī)組啟停過程可以做到完全不需要投油，故在每次機(jī)組停機(jī)前對(duì)A層等離子裝置運(yùn)行情況認(rèn)真檢查，保證可靠備用，同時(shí)機(jī)組停運(yùn)前調(diào)整鍋爐配煤方式，保證下層A、B、C制粉系統(tǒng)相應(yīng)的煤倉配上高熱值、高揮發(fā)份煤，結(jié)合等離子點(diǎn)火助燃燃燒穩(wěn)定的特點(diǎn)，隨著鍋爐降負(fù)荷時(shí)投入等離子拉弧助燃，可實(shí)現(xiàn)鍋爐的無油啟停機(jī)，節(jié)約了停機(jī)過程使用的燃油成本。同時(shí)結(jié)合等離子點(diǎn)火助燃燃燒穩(wěn)定的特點(diǎn)，在汽輪機(jī)打閘后鍋爐不滅火，投入高低壓旁路，鍋爐采用A磨煤機(jī)等離子運(yùn)行方式不熄火，汽輪機(jī)不破壞真空，通過高、低壓旁路系統(tǒng)進(jìn)行降溫降壓，以進(jìn)一步穩(wěn)定、均勻地降低鍋爐受熱面金屬溫度，有效提前鍋爐受熱面檢修開工的工作時(shí)間。

1.3 合理利用汽動(dòng)給水泵，無電泵停機(jī)

停機(jī)過程中合理使用汽動(dòng)給水泵，電動(dòng)給水泵在停機(jī)過程中全程備用，節(jié)約廠用電。機(jī)組設(shè)計(jì)為30%的電泵容量，常規(guī)停機(jī)時(shí)考慮到低負(fù)荷時(shí)汽動(dòng)給水泵的工作汽源四段抽汽參數(shù)較低，不能保證機(jī)組停機(jī)過程的正常使用，故在負(fù)荷降至150MW 時(shí)就啟動(dòng)電泵與汽泵并列運(yùn)行。經(jīng)過歷次的啟停機(jī)的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定在深度滑參數(shù)停機(jī)時(shí)當(dāng)機(jī)組減負(fù)荷至300MW，投入一臺(tái)汽泵的輔助調(diào)試汽源（來自鄰機(jī)供汽），停運(yùn)另一臺(tái)汽泵，再繼續(xù)減負(fù)荷直至機(jī)組打閘，停機(jī)的全過程中保持電動(dòng)給水泵全廠備用。通過采用此項(xiàng)措施，在深度滑參數(shù)停機(jī)過程中可減少電泵運(yùn)行時(shí)間約2小時(shí)，節(jié)約廠用電6400千瓦時(shí)。

1.4 大膽停運(yùn)開式水泵，節(jié)約廠用電

結(jié)合本廠開式水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，仔細(xì)研究、大膽嘗試，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)開啟開式水泵的旁路門，停運(yùn)兩臺(tái)開式水泵，并將其出口開啟，利用輔機(jī)循環(huán)水的壓頭直接冷卻開式水系統(tǒng)的各用戶，實(shí)踐開式水系統(tǒng)的各用戶溫升均滿足要求，此項(xiàng)措施在停機(jī)檢修過程中實(shí)施，停機(jī)過程可節(jié)約廠用電2520千瓦時(shí)，節(jié)能效果顯著。

2 停機(jī)后的運(yùn)行優(yōu)化

2.1 合理倒換公用負(fù)荷，節(jié)約外購電

合理倒換公用系統(tǒng)負(fù)荷，減少檢修期間的外購電量。當(dāng)單臺(tái)機(jī)組需要停機(jī)檢修時(shí)，全廠的公用系統(tǒng)如檢修、照明、綜合水、輸煤、化水、除灰、廠前區(qū)等仍然需要保持連續(xù)運(yùn)行，由于停機(jī)后廠用電源需要切換至啟備變，因此需要在機(jī)組停運(yùn)后，根據(jù)各公用段的負(fù)荷情況進(jìn)行系統(tǒng)倒換，將停運(yùn)機(jī)組的檢修、照明、綜合水、輸煤、化水、除灰、廠前區(qū)等母線上所帶的負(fù)荷倒空，通過公用段母線的母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)將兩臺(tái)機(jī)組的兩段母線倒換至并列運(yùn)行方式，利用運(yùn)行機(jī)組的廠用電提供全廠的公用系統(tǒng)負(fù)荷，以節(jié)約單臺(tái)機(jī)組停機(jī)檢修期間的外購電量。采取此項(xiàng)措施后，可有效減少單臺(tái)機(jī)組停機(jī)檢修期間的外購電量約18000千瓦時(shí)。

2.2 廠用母線互為聯(lián)絡(luò)，節(jié)約大修停機(jī)的外購電

當(dāng)單臺(tái)機(jī)組停機(jī)A級(jí)檢修期間，停運(yùn)機(jī)組的汽機(jī)、鍋爐、脫硫等重要系統(tǒng)的保安電源需保持連續(xù)運(yùn)行，由于機(jī)組大修歷時(shí)時(shí)間比較長，可以考慮將此類負(fù)荷通過廠用母線的聯(lián)絡(luò)方式倒換至運(yùn)行機(jī)組提供。經(jīng)過歷年的運(yùn)行數(shù)據(jù)積累和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在兩臺(tái)機(jī)組的6KV A段母線間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)機(jī)組的6KV A段母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)及母線均保持冷備用，當(dāng)單臺(tái)停運(yùn)機(jī)組的6kV A段母線負(fù)荷倒空后，可通過相鄰機(jī)組的6kV母線聯(lián)絡(luò)方式維持停運(yùn)機(jī)組的單段6kV母線運(yùn)行，可節(jié)約單臺(tái)機(jī)組停運(yùn)期間的外購電量。

2.3 優(yōu)化閉式水系統(tǒng)，提前停運(yùn)

優(yōu)化閉水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使單臺(tái)機(jī)組停運(yùn)后全廠閉式水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。機(jī)組停運(yùn)后及時(shí)安排進(jìn)行系統(tǒng)倒運(yùn)，盡早停運(yùn)閉式水系統(tǒng)，節(jié)約啟備變外購電量，保證檢修工作提前開工。由于機(jī)組停運(yùn)后廠用電取自啟備變外購電源，廠用電的大量使用勢必增加外購電量，因此在機(jī)組停運(yùn)后及時(shí)將公用系統(tǒng)尤其是空壓機(jī)的冷卻水倒至相鄰機(jī)組帶，在凝泵、給水泵、爐側(cè)風(fēng)機(jī)等重要的輔機(jī)停運(yùn)后可立即停運(yùn)閉式水系統(tǒng)。

2.4 汽機(jī)冷油器加裝臨時(shí)冷卻水源，系統(tǒng)靈活倒換

我公司的輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為3臺(tái)輔機(jī)循環(huán)水泵，正常情況下為兩運(yùn)一備，輔機(jī)循環(huán)冷卻水為機(jī)組的開式循環(huán)水和小機(jī)循環(huán)水等提供冷卻水源。在機(jī)組停運(yùn)后，機(jī)爐側(cè)重要輔機(jī)停運(yùn)后，由于汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)保持需保持連續(xù)運(yùn)行，為保持潤滑油溫正常，開式水及輔機(jī)循環(huán)水均不能停運(yùn)。

所以在單臺(tái)機(jī)組停運(yùn)時(shí)，可將鄰機(jī)的輔機(jī)循環(huán)水聯(lián)絡(luò)門節(jié)流，提供停運(yùn)機(jī)組的輔機(jī)冷卻水。但是當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組全停時(shí)，就需要長時(shí)間的維持輔機(jī)循環(huán)水泵運(yùn)行，直至汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)停運(yùn)，大大增加了停機(jī)后所需的外購電量。有鑒于此，考慮在汽輪機(jī)潤滑油冷卻器加裝臨時(shí)冷卻水源，機(jī)組停運(yùn)后投入潤滑油冷卻器的臨時(shí)冷卻水，維持停機(jī)后的潤滑油溫度不超過45℃，為開式水、輔機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)的提前停運(yùn)提供了條件，有效節(jié)約外購電量。在對(duì)潤滑油冷卻器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上，決定在汽輪機(jī)潤滑油冷卻器的冷卻水管上加裝服務(wù)水源，臨時(shí)冷卻水升溫后排入附近的精處理廢水池。由于全廠服務(wù)水系統(tǒng)整體系統(tǒng)龐大，且為良好的高壓、低溫水源，在實(shí)際投入的檢驗(yàn)時(shí)停機(jī)后潤滑油冷卻器冷卻所需的冷卻水量不大，對(duì)服務(wù)水系統(tǒng)的整體壓力穩(wěn)定基本沒有影響，不影響服務(wù)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，符合使用條件。當(dāng)機(jī)組停運(yùn)后，提前停運(yùn)輔機(jī)循環(huán)水泵，可減少循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)間約150小時(shí)，節(jié)約外購電量135000千瓦時(shí)。

3 結(jié)論

通過機(jī)組停運(yùn)時(shí)的運(yùn)行優(yōu)化與檢修相結(jié)合，不僅縮短了機(jī)組檢修工作的工期，而且在節(jié)能方面也做了貢獻(xiàn)，經(jīng)過實(shí)踐，我公司的兩臺(tái)機(jī)組的A級(jí)檢修在進(jìn)行了汽輪機(jī)汽封改造、汽輪機(jī)通流部分清洗、鍋爐受熱面改造、空預(yù)器更換等工作后，高效地完成了機(jī)組的A級(jí)檢修工作。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]