郭衍雯上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司

900MW機(jī)組汽泵啟動(dòng)方式優(yōu)化

郭衍雯
上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司

介紹了上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司2×900 MW 超臨界進(jìn)口燃煤發(fā)電機(jī)組，機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)采用汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)方式優(yōu)化，停用電泵節(jié)約廠用電，冷再蒸汽作啟動(dòng)汽源縮短啟動(dòng)時(shí)間，方案的確立、實(shí)施以及實(shí)施前后節(jié)能效果對(duì)比。

超臨界機(jī)組；汽泵啟動(dòng)；節(jié)能降耗

上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司2×900 MW超臨界進(jìn)口燃煤發(fā)電機(jī)組，是國(guó)內(nèi)首次引進(jìn)建設(shè)的百萬(wàn)千瓦等級(jí)機(jī)組。近年來，公司致力于節(jié)能降耗、環(huán)保減排工作，大膽謹(jǐn)慎挖潛、開拓思路攻堅(jiān)、敢為人先探索，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化、環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、碳排放交易的新突破，環(huán)保排放指標(biāo)均大大優(yōu)于超低排放國(guó)標(biāo)，處于世界最低水平。

給水系統(tǒng)主要設(shè)備包括兩臺(tái)50%汽動(dòng)給水泵及其前置泵，驅(qū)動(dòng)小汽輪機(jī)，一臺(tái)40%電動(dòng)給水泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)給水泵的前置泵。小汽輪機(jī)采用多汽源供汽的方式，使得小機(jī)具有比較靈活的啟動(dòng)和運(yùn)行方式。設(shè)置了高壓、低壓兩套獨(dú)立的配汽機(jī)構(gòu)，能在主機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)自動(dòng)進(jìn)行切換。當(dāng)主機(jī)高負(fù)荷正常運(yùn)行時(shí)，給水泵汽輪機(jī)以五級(jí)抽汽為工作汽源；主機(jī)低壓運(yùn)行時(shí)，由于低壓汽源參數(shù)隨主機(jī)負(fù)荷的降低而降低，當(dāng)負(fù)荷下降到額定負(fù)荷的40%及以下時(shí)，低壓蒸汽已經(jīng)不能滿足主給水泵功耗的需要，此時(shí)采用冷再蒸汽作為小汽輪機(jī)的補(bǔ)充汽源或獨(dú)立工作汽源。

1 汽泵啟動(dòng)的方式分析

機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，開電泵鍋爐上水，第一臺(tái)小汽輪機(jī)由輔汽暖機(jī)并作啟動(dòng)汽源沖轉(zhuǎn)，第二臺(tái)小汽輪機(jī)用五抽作啟動(dòng)汽源沖轉(zhuǎn)，啟動(dòng)成功后停用電泵。這種啟動(dòng)方式從機(jī)組投產(chǎn)開始延續(xù)至今，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，能量損耗大。首先，電給水泵的開啟時(shí)間很長(zhǎng)，廠用電消耗很大。其次，五抽蒸汽符合小機(jī)暖機(jī)啟動(dòng)條件要求的負(fù)荷較高，進(jìn)一步增加了電泵開啟時(shí)間，且延長(zhǎng)了機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間。

從小汽輪機(jī)的數(shù)字調(diào)節(jié)原理圖（圖1）中可以得知，調(diào)節(jié)小汽輪機(jī)進(jìn)汽的閥門開度，由主小選模塊的輸出信號(hào)給出指令。

圖1 小汽輪機(jī)的數(shù)字調(diào)節(jié)原理圖

參與主小選模塊比較的信號(hào)有：

（1）轉(zhuǎn)速控制模塊輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)；

（2）蒸汽壓力控制模塊輸出壓力信號(hào)；

（3）溫度控制模塊輸出蒸汽溫度信號(hào)；

（4）油溫度設(shè)定信號(hào)；

（5）小汽輪機(jī)暖機(jī)壓力信號(hào)；

（6）暖機(jī)壓力限值信號(hào)。

分析小汽機(jī)沖轉(zhuǎn)原理得出，只要小汽輪機(jī)的三種進(jìn)汽中的任意一種汽源，符合沖轉(zhuǎn)條件，理論上都可以作為小汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)汽源。其中，輔汽和五抽蒸汽已經(jīng)作為設(shè)計(jì)啟動(dòng)汽源在實(shí)際中得到運(yùn)用，而冷再蒸汽作為小機(jī)的多汽源之一，管道鋪設(shè)等硬件條件已經(jīng)具備，只需在邏輯中加以完善，理順汽泵啟動(dòng)走步的邏輯關(guān)系，便有可能作為啟動(dòng)汽源使用。

經(jīng)過分析和篩選，汽泵啟動(dòng)方式優(yōu)化主要有兩個(gè)方向：

（1）減少啟動(dòng)時(shí)電泵的開啟時(shí)間，節(jié)約廠用電；

（2）用冷再蒸汽做汽泵啟動(dòng)汽源，縮短啟動(dòng)時(shí)間。

2 優(yōu)化方案的確定與實(shí)施

公司從2015年開始嘗試停用電泵上水，改用第一臺(tái)汽泵輔汽沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)后上水，電泵只在緊急情況下開啟。但在理論上，不開電泵的啟動(dòng)時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，實(shí)際情況中啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)并不明顯。

2016年開始嘗試探索汽泵的冷再啟動(dòng)方案。用冷再蒸汽做汽泵啟動(dòng)汽源的實(shí)施方案中涉及到的熱力學(xué)參數(shù)，如沖轉(zhuǎn)時(shí)的所需的蒸汽溫度、壓力，同時(shí)期三種小汽輪機(jī)汽源的溫度壓力值，主汽閥金屬溫度，汽缸上下溫差和升溫速度等需要通過熱態(tài)試驗(yàn)來確定。另外，啟動(dòng)邏輯涉及的三方控制系統(tǒng)之間的步序和走步條件的調(diào)整也需要通過試驗(yàn)來確定。

2016年3月11日20：00，5號(hào)機(jī)組調(diào)停前，停用汽泵5 A，進(jìn)行5號(hào)機(jī)汽泵冷再?zèng)_轉(zhuǎn)試驗(yàn)，嘗試不用五抽和輔汽，僅利用本機(jī)冷再對(duì)其中一臺(tái)汽泵進(jìn)行沖轉(zhuǎn)至3 065 r/min后并入系統(tǒng)的能力，以確定在TXP中實(shí)現(xiàn)冷再啟動(dòng)汽泵的具體實(shí)施方案。

2.1 試驗(yàn)步驟

（1）5號(hào)機(jī)負(fù)荷降至400 MW，先將一臺(tái)汽泵的汽源由五抽切至輔汽（切換前汽泵輔汽管道必須暖管）；

（2）將電泵聯(lián)鎖退出，程控停用另一臺(tái)汽泵；

（3）將停用汽泵的五抽進(jìn)汽門手動(dòng)關(guān)閉并LOCK；

（4）在DEH中對(duì)停用汽泵狀態(tài)進(jìn)行復(fù)置，“WARM UP WITH CRV”模塊切至“1”狀態(tài)，在DCS中對(duì)停用汽泵進(jìn)行SGC程控走步，觀察走步情況；

（5）汽泵冷再調(diào)壓門原設(shè)計(jì)控制汽泵進(jìn)汽壓力為0.4 MPa，建議將其定值提高至0.8 MPa，避免沖轉(zhuǎn)升速過程中進(jìn)汽壓力下跌過低；

（6）汽泵沖轉(zhuǎn)至3 065 r/min后將轉(zhuǎn)速自動(dòng)切至手動(dòng)，避免汽泵并入系統(tǒng)；

（7）開啟該汽泵五抽進(jìn)汽門，將汽泵冷再調(diào)壓門設(shè)定值降低至低于五抽壓力，觀察汽泵汽源由冷再自動(dòng)切至五抽，冷再調(diào)壓門逐漸關(guān)至0；

（8）汽源切換正常后停用該汽泵，試驗(yàn)結(jié)束。

由于前期做了充分的準(zhǔn)備工作，冷再啟動(dòng)試驗(yàn)一次成功，經(jīng)發(fā)電部、設(shè)備部認(rèn)可后，確立實(shí)施方案。

2.2 實(shí)施方案

（1）沖轉(zhuǎn)前，warm up SLC（10XAY11EE009）至“ON”位置投入；

（2）DCS側(cè)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出，SGC開始走步；

（3）啟動(dòng)SGC中（汽泵5A：10XAC11EC001/汽泵5A：10XAC12EC001），step 3、step 13增加冷再?zèng)_轉(zhuǎn)滿足條件CRH SUP BFPT為正常走步條件。該條件從DCS側(cè)來，汽泵5A取信號(hào)10LBC00EU001XV32，汽泵5B取信號(hào)10LBC00EU002 XV32；

（4）避免沖轉(zhuǎn)過程中，冷再減溫水噴入，step 10中取消開冷再減溫水隔離門的指令，但仍保留超溫開減溫水門的所有邏輯及功能。

隨后利用檢修機(jī)會(huì)，根據(jù)試驗(yàn)確定的實(shí)施方案，進(jìn)行了5號(hào)機(jī)組小機(jī)5A/5B冷再啟動(dòng)方式相關(guān)邏輯更改。

2.3 冷再啟動(dòng)汽泵

2016年6月20日5號(hào)機(jī)啟動(dòng)，啟用全新的冷再啟動(dòng)汽泵方式。

（1）第一臺(tái)汽泵用輔汽沖轉(zhuǎn)方式方法均不變；

（2）第二臺(tái)汽泵待主蒸汽流量達(dá)到116 kg/ s（一般在機(jī)組并網(wǎng)前即達(dá)到）冷再汽泵總門自動(dòng)開足后即采用冷再汽進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，升至3 065 r/min后切除轉(zhuǎn)速自動(dòng)不并入系統(tǒng)待用；

（3）當(dāng)?shù)谝慌_(tái)汽泵控制方式由壓力控制切換到流量控制后，給水自動(dòng)投入正常后將第二臺(tái)汽泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)投入，觀察其自動(dòng)并入系統(tǒng)；

（4）隨著負(fù)荷上升五抽壓力上升第二臺(tái)汽泵汽源自動(dòng)由冷再切換至五抽，觀察冷再調(diào)壓門逐步關(guān)至0；

（5）將第一臺(tái)汽泵的汽源由輔汽切至五抽。

啟動(dòng)過程順利，參數(shù)控制準(zhǔn)確，邏輯走步正常，啟動(dòng)時(shí)間縮短，決定在6號(hào)機(jī)組推廣。

2016年6月27日，6號(hào)機(jī)組調(diào)停。期間，修改6號(hào)機(jī)組汽泵6A/6B冷再啟動(dòng)汽泵方式相關(guān)邏輯。

2016年7月4日，6號(hào)機(jī)組啟動(dòng)，新汽泵啟動(dòng)方式再次得到驗(yàn)證。

2016年8月9日，5號(hào)機(jī)組跳閘，雙給水泵運(yùn)行的情況下，冷再減溫水隔離門、冷再減溫水調(diào)節(jié)門正常開啟，參與小汽輪機(jī)溫度調(diào)節(jié)。

3 結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化方案實(shí)施前后數(shù)據(jù)對(duì)比，以5號(hào)機(jī)為例。

采用開電泵啟動(dòng)時(shí)，每次冷態(tài)啟動(dòng)電泵的平均開啟時(shí)間為902 min，從汽輪機(jī)全速運(yùn)行到第二臺(tái)汽泵并入的平均耗時(shí)為325 min，停開電泵啟動(dòng)時(shí)電泵的平均開啟時(shí)間為0 min。停開電泵后，采用五抽蒸汽啟動(dòng)第二臺(tái)汽泵時(shí)，從汽輪機(jī)全速運(yùn)行到第二臺(tái)汽泵并入的平均耗時(shí)為183 min，采用冷再蒸汽啟動(dòng)第二臺(tái)汽泵時(shí)，平均耗時(shí)147 min。汽泵啟動(dòng)方式的兩次優(yōu)化效果達(dá)到預(yù)期，既節(jié)約了大量的廠用電，又縮短了機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間。

節(jié)能信息與動(dòng)態(tài)

普陀區(qū)召開重點(diǎn)用能企業(yè)計(jì)量認(rèn)證核查會(huì)議

近日，普陀區(qū)商務(wù)委組織召開2017年度重點(diǎn)用能企業(yè)計(jì)量認(rèn)證核查會(huì)議，會(huì)上普陀區(qū)市場(chǎng)監(jiān)管局對(duì)本區(qū)重點(diǎn)用能單位能源計(jì)量審查工作進(jìn)行了布置，區(qū)商務(wù)委結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展，圍繞區(qū)政府中心工作，對(duì)相關(guān)節(jié)能政策進(jìn)行了宣講。

（朱春香）

Starting Mode Optim ization of Steam Pumpat 900 MW Unit

Guo Yanwen
Shanghai Waigaoqiao No.2 Power Generation Limited Company

The article introduces 2×900 MW super critical im ported coal-fired power generators at Shanghai waigaoqiao No.2 power generation lim ited company. Unit applies steam driven feed water pump instead of electric pump to start up optim ization mode when unit is cold. It not only saves electric power but a lso reduces starting up tim e with steam d riven pum p. The author puts forward so lution design and analyzes energy saving benefit before and after implementation.

Super Critica l Unit, Steam Pum p Starting up, Energy Saving and Consum p tion Reduction

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.07.012

郭衍雯（1982-），女，本科，工程師，從事發(fā)電廠熱控工作。