郭 爽 ,劉 彬,李瑞光,王文生,李彥龍
(1.白音華金山發(fā)電有限公司,內蒙古 錫林郭勒 026200;2.華電電力科學研究院,遼寧 沈陽 110179)
隨著我國電力市場競爭日益激烈,新能源裝機容量逐漸增大,火力發(fā)電參與深度調峰,嚴重時火電機組調停調峰[1]。但是,對于已投運的大容量機組而言,啟停費用相當昂貴。針對上述問題,白音華發(fā)電廠利用2臺機組雙停、雙啟的機會,對機組的停運及啟動方式進行優(yōu)化,達到機組快速啟動及降低啟動成本的目的。
白音華發(fā)電廠2×600 MW機組鍋爐為北京B&W公司設計制造的B&WB-2080/17.5-M型亞臨界參數、一次中間再熱、平衡通風、前后墻對沖燃燒、單爐膛、尾部雙煙道結構的自然循環(huán)汽包爐。采用中速磨正壓直吹制粉系統(tǒng),并配置B&W標準的DRB-XCL低NOx雙調風旋流燃燒器,設計燃料為白音華煤礦褐煤??疹A器選用豪頓華公司設計生產的32.5VNT20000(150)型三分倉回轉式空氣預熱器,原設計旋轉方向選用煙氣/一次風/二次風。鍋爐主要設計參數見表1。
表1 鍋爐主要設計參數
常規(guī)停機方式為機組滑參數停機,一般主、再熱蒸汽溫度滑至360 ℃,主汽壓力降至5~5.9 MPa。停機過程中,機組負荷小于120 MW,機側低壓疏水門自動開啟;機組負荷小于60 MW,高壓疏水門自動開啟。機組停運后,送風機保持運行10 min,總風量保持750 t/h連續(xù)吹掃10 min后進行自然通風,給水泵保持運行,當汽包壓力降至1.7 MPa時,汽包位于高水位,停止給水泵運行。當汽包壓力降至0.8~0.6 MPa時,鍋爐進行帶壓放水。由于滑參數停機,并且進行帶壓放水,鍋爐自然通風等,鍋爐無蓄熱能力,因此機組啟動時均未冷態(tài)啟動[2]。
為縮短鍋爐啟動時間,本次機組停運時2號鍋爐主汽壓力保持高參數工況下停運,同時通過燜爐、關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門,降低鍋爐冷卻速度,保持鍋爐一定的蓄熱能力。6月14日17:20開始滑溫操作,根據負荷相繼停運磨煤機。20:58當SCR區(qū)A、B側入口煙溫降至320 ℃時,停止SCR區(qū)噴氨系統(tǒng)運行。20:59機組解列,此時主汽壓力為6.1 MPa,主汽溫度為454 ℃,再熱蒸汽溫度為453 ℃,鍋爐MFT動作,輔機設備聯(lián)鎖跳閘動作結果正常。保持送、引風機繼續(xù)運行10 min,對爐內進行吹掃后停止送、引風機運行,進入自然通風狀態(tài)(若燜爐過早,空預器電流將會擺動),汽包上水至340 mm后,保持給水流量150 t/h繼續(xù)上水2 min后,停止上水,21:22停止2A給水泵運行。
鍋爐停運后,為防止汽包水位下降過快,關閉連續(xù)排污手動門及電動調節(jié)門,關閉鍋爐疏水、放空氣手動門及鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門,6月15日7:14,空預器入口煙溫降至226 ℃,開始燜爐,燜爐過程中汽包壁溫差最大45 ℃,滿足規(guī)程要求。
6月18日10:00,鍋爐參數為汽包壓力0.06 MPa,主汽溫度135 ℃,再熱蒸汽溫度145 ℃,汽包下壁溫度平均值150 ℃,開啟爐本體疏水及放空氣手動門及電動門。10:04開始緩慢上水,上水溫度為120 ℃,10:52汽包見水,汽包水位高、低至MFT保護動作正常。本次補水大約100 t,鍋爐上水過程中汽包上、下壁溫差最大為52 ℃,汽包壁溫差小于規(guī)程規(guī)定值。
11:07啟動2B引風機、2B送風機,加送風機動葉,風量加至吹掃風量后爐膛開始吹掃,11:20吹掃結束,MFT復位。11:26啟動2A密封風機、2A一次風機運行。微油方式啟動2C磨煤機,鍋爐點火成功,根據升溫升壓速率,緩慢增加燃燒率。鍋爐點火正常后,開始對機組進行抽真空,真空建立后將鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門開啟,將管道疏水排凈。
14:45鍋爐參數為主汽壓力6.4 MPa,主汽溫度400 ℃,再熱蒸汽溫度360 ℃,燃料量31 t/h,達到沖轉參數,汽輪機開始沖轉。15:12機組轉速2 000 r/min中速暖機,本次屬于溫態(tài)啟動,中速暖機時間為90 min。16:45暖機結束,此時主汽壓力為5.3 MPa,主汽溫度為416 ℃,再熱蒸汽溫度為402 ℃,機組升速至3 000 r/min,19:18機組并網成功。19:29機組負荷升至107 MW,進行廠用電切換,20:54機組負荷升至190 MW,機組全切油。
常規(guī)方式采用高參數停爐,停爐后進行燜爐并關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門,鍋爐進入保壓狀態(tài)。而本次優(yōu)化方式滑溫參數較低,停爐后一直采用自然通風方式,當汽包壓力降至0.7 MPa時,進行帶壓放水[3]。具體對比參數見表2。
a.由于鍋爐連續(xù)排污門、汽輪機本體及主、再熱蒸汽管道疏水門均已關閉,本次停爐汽包上至高水位后停止給水泵運行,比以往停爐電動給水泵少運行8 h,給水泵電壓為10 kV,運行電流為193 A,節(jié)省電量為24 068 kWh,電價按照0.3元/kWh計算可節(jié)省費用0.72萬元。
b.機組啟動時間明顯縮短,優(yōu)化方式從鍋爐點火到全切油共計5.23 h,比常規(guī)方式用時節(jié)約了2.36 h,且機組可多發(fā)電量70萬kWh,多盈利7萬余元。
c.由于優(yōu)化方式沒有帶壓放水,鍋爐點火時補水量只有100 t,比常規(guī)啟停方式節(jié)約除鹽水310 t,按20元/t除鹽水計算,共計節(jié)省費用0.62萬元。
d.由于采用優(yōu)化停爐方式,鍋爐蓄熱量較多,機組點火容易且?guī)ж摵伤俣容^快,因此節(jié)省啟動用油。據統(tǒng)計優(yōu)化啟動方式用油比常規(guī)方式減少6 t,輕柴油按8 000元/t計算,可節(jié)省用油費用4.8萬元。
表2 2種不同停運方式參數對比
e.由于優(yōu)化啟動后爐膛溫度較高,機組并網時SCR區(qū)入口煙溫已達到325 ℃,能與機組并網同步投入噴氨,脫硝投運率高。機組啟動方式優(yōu)化后比常規(guī)方式啟動共計節(jié)省費用13.14萬元。
a.若機組停運7~10天,如沒有檢修作業(yè),可采用高參數停機,進行燜爐及關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門前及高旁門前疏水手動門及氣動門進行鍋爐蓄熱,縮短機組啟動時間,使機組快速并網。
b.為保持鍋爐蓄熱,鍋爐停運后進行燜爐,疏水、放空氣開啟時間較晚,機組啟動抽真空后,高、低旁應隨機投運并緩慢開大,保證過熱器、再熱器內積水及時蒸發(fā),防止發(fā)生水沖擊現(xiàn)象。
c.機組啟動抽真空后,及時開啟鍋爐至汽輪機主、再熱汽門及高旁門前疏水手動門及氣動門進行疏水,保證疏水及時排至排汽裝置,防止機組沖轉時發(fā)生水沖擊事故。
d.鍋爐燜爐后,監(jiān)視空預器電流,如發(fā)現(xiàn)空預器電流增大并擺動,應及時將空預器人孔門打開進行冷卻,保證空預器運行正常。
電力市場競爭越來越激烈,深度調峰已成趨勢,必要時對機組進行調峰,因此機組停運7~10天,可以采取高參數停機方式。機組停運后,空預器入口煙溫降至250 ℃時,可采用燜爐及關閉鍋爐至汽輪機主、再熱汽門及高旁門前疏水手動門及氣動門進行鍋爐蓄熱。如機組沒有檢修作業(yè),機組可以不滑溫,保持汽包壓力10 MPa來提高機組蓄熱能力,控制汽輪機第1級金屬溫度大于260 ℃,汽輪機不用暖機,能有效縮短機組啟動時間,使機組快速并網,有效降低機組啟動成本,及時投入脫硝系統(tǒng),減少污染物排放量。