引言
華電國際電力股份有限公司奉節(jié)發(fā)電廠(以下簡稱奉節(jié)電廠）2M600Mw超臨界燃煤火力發(fā)電機組于2016年12月投產(chǎn),本廠鍋爐采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG-1852×25.31-118型超臨界w火焰燃燒直流爐,汽輪機采用上海汽輪機廠生產(chǎn)的N600-24.2×0.343×566×566型超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機。本廠設(shè)計的最獨特之處是每臺機組只設(shè)計一臺給水泵汽輪機(以下簡稱小汽輪機）,未設(shè)置電動給水泵。故每次單機啟動時,只能通過啟動鍋爐為小汽輪機提供蒸汽,因此燃油消耗相對于其他帶電動給水泵的電廠或有二期機組的電廠來說明顯偏多。如何在單機啟動過程中降低油耗,是本廠節(jié)能降耗的重點。本廠結(jié)合生產(chǎn)實際,采用了多種降低油耗的方法,逐步摸索出了較為節(jié)能的方法,本文主要介紹其中一種汽機側(cè)節(jié)油的方法,以供參考。
1系統(tǒng)介紹
1.1汽動給水泵及相關(guān)系統(tǒng)
機組的給水系統(tǒng)為單元制系統(tǒng)。每臺機組設(shè)置一臺汽動給水泵,不設(shè)電動給水泵:設(shè)置3臺高壓加熱器和#3高加前置式冷卻器,將給水加熱到所需溫度,送入鍋爐省煤器進口聯(lián)箱:3臺高加前置式冷卻器設(shè)置一個大旁路。
給水系統(tǒng)設(shè)有單臺100%容量的汽動給水泵作為工作用泵,汽動給水泵通過齒輪減速箱驅(qū)動給水泵前置泵,來提高給水泵進水壓頭。變速汽輪機(簡稱小機）設(shè)計有中、低壓兩路汽源進汽方式,機組啟動主要通過啟動鍋爐供汽或鄰機輔助汽源沖轉(zhuǎn)。小機排汽至獨立設(shè)置的小機凝汽器。主給水泵與其前置泵及給水泵小汽輪機組成汽動給水泵組。汽動給水泵組及前置泵同軸布置在汽機房機頭側(cè)6.9m層高處。汽動給水泵分別由小機驅(qū)動,前置泵通過齒輪減速器由小機帶動,向鍋爐連續(xù)供水并向鍋爐再熱器及汽輪機高壓旁路提供減溫水。正常運行時,由汽機四段抽汽作為小機的驅(qū)動汽源,再熱冷段蒸汽作為啟動和低負荷時的備用汽源。當主汽機負荷低于35%BMCR時,四段抽汽參數(shù)不能滿足小機要求,則自動切換為再熱冷段蒸汽供汽。輔助蒸汽汽源可作為小機調(diào)試及啟動汽源。首臺機組啟動時,由啟動鍋爐來汽作為調(diào)試用汽,沖轉(zhuǎn)小汽輪機,直接由汽動給水泵實現(xiàn)鍋爐啟動。
1.2小汽輪機設(shè)備規(guī)范
小汽輪機設(shè)備規(guī)范如表1所示。
2本廠機組啟動降低油耗的方法（汽機側(cè))
方法一:當有一臺機組運行,需要啟動另一臺機組時,可采用臨機供汽方式,即將運行機組輔汽聯(lián)箱的蒸汽通過輔汽聯(lián)絡(luò)管送至啟動機組的輔汽聯(lián)箱,進而驅(qū)動啟動機組的小汽輪機工作。由于不需要使用啟動鍋爐,故此方式下啟動機組的小汽輪機油耗為零,是小汽輪機最為節(jié)能、快速的啟動方式。
方法二:當單機啟動時,即另一臺機組也停運的情況,由于沒有外來蒸汽,只能采取投運啟動鍋爐來供給主廠房內(nèi)的輔汽聯(lián)箱母管,以此驅(qū)動小汽輪機工作。這種方法的特點是啟動耗時較長,小汽輪機的驅(qū)動全靠兩臺啟動鍋爐作功,以消耗燃油為代價,故十分不節(jié)能。
3節(jié)能效果分析
本廠作為全國首臺未設(shè)電泵的w火焰機組,機組啟動油耗是每次技術(shù)、經(jīng)營部門重點關(guān)注的指標。結(jié)合以往本廠的啟動經(jīng)驗,冷態(tài)啟動時一般油耗是80～l00t,熱態(tài)啟動時一般油耗是40～60t。本廠共配備兩臺啟動鍋爐,在單機啟動前期,只沖轉(zhuǎn)小汽輪機的話,僅需投運一臺啟動鍋爐即可滿足需求。
從上述降低油耗的方法來看,方法二由于本廠客觀條件的限制,不可避免地產(chǎn)生燃油消耗。由于該油耗因小汽輪機的工作而產(chǎn)生,故需要對小汽輪機進行改進。目前基于運行方面的方法就是提前將小汽輪機進行低速盤車,以此減少小汽輪機暖機時間,即減少小汽輪機的啟動時間,從而達到節(jié)省燃油的目的。
本廠小汽輪機為單臺設(shè)置,對于國內(nèi)單臺機組雙汽泵設(shè)置的600Mw機組,其最大功率達到了53.4Mw,且小汽輪機、給水泵、前置泵均為同軸,故整個給水泵組的長度相對于普通給水泵組要長,轉(zhuǎn)動部件要重得多。若停運時間過長,則會導(dǎo)致像發(fā)電用汽輪機那樣存在一定的熱彎曲而造成偏心度升高,偏心度過高的危害就是沖轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)動部件振動過大或發(fā)生動靜摩擦。對于偏心度升高問題,本廠之前的應(yīng)對措施就是增加暖機時長,使小汽輪機轉(zhuǎn)子部件受熱更均勻,以此降低偏心度。查看以往本廠的機組啟動過程,小汽輪機由冷態(tài)靜止狀態(tài)直接啟動,沖轉(zhuǎn)時的初始偏心值高達l90～500ur,當轉(zhuǎn)速升至l500～/rin以上時,小機會因為振動大,保護動作而跳閘（本廠小汽輪機軸承振動保護報警值是76ur,動作值是l50ur。保護動作邏輯是當任一軸承一向達l50ur且另一向達76ur,則保護跳閘小汽輪機）。為了降低偏心度（本廠經(jīng)驗值是<40ur）,避開小汽輪機振動保護值,之前只能將小汽輪機轉(zhuǎn)速維持在600～800～/rin進行低速暖機,故暖機時間延長,燃油消耗增加。經(jīng)過后期運行摸索,在小汽輪機啟動前＋h人工盤車一次,利用小汽輪機大軸自身重量減少熱彎曲,提前降低轉(zhuǎn)子偏心。在沖轉(zhuǎn)時就能順利越過l500～/rin這個轉(zhuǎn)速點,不會因為振動大而跳閘。相對于之前未提前盤車時的啟動,暖機時間節(jié)省約lh。按單臺啟動鍋爐標準油耗57＋0kg/h計算,共節(jié)省燃油5.7＋t。按全年兩臺機組小汽輪機共計啟動8次計算,共節(jié)約燃油約55t,按目前市場上燃油（#0輕柴油）單價7000元/t計算,全年僅此一項節(jié)省燃油成本l＋萬元。同時,還縮短了小汽輪機的啟動時間,有利于推進整個機組的啟動工作,使機組啟動的時間節(jié)點得到優(yōu)化,效率更高。
4結(jié)語
火力發(fā)電廠是能耗大戶,在燃煤價格居高不下的市場背景下,電廠降低自身的成本消耗尤為重要。節(jié)能降耗的舉措之一就是降低燃油消耗,油耗是每個電廠的重要指標,尤其是機組啟停的油耗問題尤為重要。本文降低機組啟動油耗的案例就是在這樣的背景下形成的,在機組啟動前,在保障設(shè)備安全的前提下,通過提前對小汽輪機進行低速盤車,降低給水泵組的偏心度,以此降低小汽輪機的啟動能耗,達到節(jié)油省時的目的。
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