1000MW超超临界机组无炉水循环泵启动

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摘要：介绍了我厂1000 MW超超临界机组锅炉无炉水循环泵(boiler circulating pump, BCP)工况下的机组启动经验，给出了机组启动时工质和热量损失大、锅炉补给水能力不足等问题的解决方案，为1000 MW超超临界锅炉设计是否取消BCP提供实践依据。

关键词：超超临界机组；炉水循环泵；机组启动

中图分类号：U664.111文献标识码：A 文章编号：

1．机组概况

广东平海发电厂有限公司一期工程1号、2号机组为国产1000mw超超临界压力燃煤发电机组，主要是带基本负荷运行，同时具有一定的调峰能力，热力系统为单元制系统，循环冷却水取自海水，为开式循环，三大主设备由上海电气集团公司制造,容量及参数相互匹配。

锅炉型号为SG-3093/27.46-M533，型式为∏型布置、单炉膛、一次中间再热、尾部双烟道结构、八角双切圆燃烧方式、平衡通风、机械干式排渣、全钢构架、全悬吊结构露天布置、采用带BCP泵的内置式启动分离系统、三分仓回转式空气预热器、采用正压冷一次风机直吹式制粉系统、超超临界参数变压直流锅炉。

汽轮机型号为N1000-26.25/600/600（TC4F），型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机、采用八级回热抽汽。机组设置一套55%容量的高压和55%容量低压两级串联汽轮机旁路系统。

2．锅炉启动系统简介

锅炉启动系统采用带BCP泵的内置式启动系统。锅炉炉前沿宽度方向垂直布置4 只外径为Φ711mm 的汽水分离器，其进出口分别与水冷壁和顶棚过热器相连接。每个分离器筒身上切向布置8 根不同径的进出口管接头、顶部布置有2 根径为Φ187.2mm 至顶棚过热器的管接头、中部布置有6 根管接头，与水冷系统出口的管道相连，下部布置有一个径为Φ241.6mm 疏水管接头，与储水箱相连。当机组启动，锅炉负荷低于最低直流负荷30%BMCR 时，蒸发受热面出口的介质流经分离器进行汽水分离，蒸汽通过分离器上部管接头进入顶棚过热器，而水则通过两根外径为Φ356mm 疏水管道引至储水箱并汇合至一个连接球体，连接球体下方设有两根管道分别通至BCP泵的入口和大气扩容器。

在炉水循环中，由分离器分离出来的水往下流到锅炉BCP泵的入口，通过BCP泵提高压力来克服系统的流动阻力和省煤器最小流量控制阀的压降。水冷壁的最小流量是通过省煤器最小流量控制阀来实现控制的。从控制阀出来的水通过省煤器，再进入炉膛水冷壁，在启动时不合格的疏水及汽水膨胀阶段部分疏水被引入大气扩容器中，减压后产生的蒸汽通过管道在炉顶上方排向大气，水进入下部的集水箱。

在启动系统管道进入大气扩容器前布置有2 只液动调节阀，称为高水位调节阀（HWL），当分离器储水箱中的水质不合格或分离器储水箱水位过高时，通过该阀将分离器储水箱中大量的疏水排入大气扩容器。

在启动系统设计中，最低直流负荷的流量是根据炉膛水冷壁足够被冷却所需要的量来确定的。即使当一次通过的蒸汽量小于此数值时，炉膛水冷壁的质量流速也不能低于此数值。炉水再循环提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量，选用的BCP泵能提供锅炉冷态和热态启动时所需的体积流量。在启动过程中，并不需要像简单疏水系统那样往大气扩容器进行连续的排水，BCP泵提供了足够的压头来建立冷态和热态启动时循环所需的最小流量。

在炉水循环泵未到货的情况下，我们只能尝试无炉水循环泵启机。

3．无炉水循环泵开机可行性分析

本工程配置两个3000t的除盐水箱，单台机一个1000t的凝补水箱，化学制水能力为220t/h,锅炉启动最小安全流量为800t/h，可见不是吹管情况下补水还是足够的。

炉水循环泵最大限度的回收了启动时的工质及其热量，由于它提高了省煤器入口温度而使产汽量大增，从而有效降低汽温缩短启动时间。如果保证水冷壁的最小安全流量并且通过各种手段能控制主再热汽温不超限，那么无炉水循环泵启机是可行的。

4．控制策略

a)点火后通过电泵勺管和上水旁路调阀建立给水流量830t/h，HWL阀投自动设定储水箱水位7m，多余水通过HWL阀排至大气扩容器。为了避免启动初期过多工质和热量浪费，应在热态冲洗合格后尽早回收工质，启动疏水泵将水打至凝汽器，不足的是这部分能量中很大一部分被循环水带走了。由于储水罐的水经过HWL阀降压后进入大气扩容器，大气扩容器与大气相通，压力与大气压几乎相同，如果将这部分95℃左右的疏水打至除氧器，不仅不会汽化给除氧器及给水泵造成危险，而且还能比打到凝汽器回收更多的热量，提高给水温度，产汽更多。

b)在转直流前，尽量维持安全的最低给水流量，提高产汽量。

c)控制燃料增加速率不得过快，防止汽温上涨过快难以控制。

d)不影响辅汽压力的情况下最大可能的增加除氧器进汽量以增加给水温度。e)当蒸汽流量达到300t/h后适当开启减温水配合高低旁调节汽温,注意减温水用量和压力变化，防止过热器进水。

f)调节二次风配风，A磨的周界风和辅助风适当开小点，以使火焰中心不致过高，远离A磨的二次风门，如CCOFA,SOFA可以开大点，可以带走多的热量使过热器高温再热器等管屏冷却。

g)尽量提高磨出口温度，使煤粉尽早燃烧。

h)设定高旁后的蒸汽温度靠近低值280℃（1.5MPa对应的饱和温度仅为198℃），以降低再热器入口温度，防止再热汽超温。

i)可以适当降低冲转压力，规程要求的是8.5MPa,如果温度不好控制选择在5~6MPa左右就冲转也可以。

j)升温升压过程连续进行，不要停留过久，以免温升相对于压升过快。

k)高低旁开度和燃烧率的调整都会导致主汽压力变化，压力上涨的同时，给水流量会因阻力变大自动减少，应注意调节以免触发最小流量保护。

l)注意电泵出力，电泵额定流量1007t/h，电流670A

5．结论

无炉水循环泵开机存在一定安全风险，浪费工质和热量，延长了启机所需时间，无论如何都是不经济的，经过实践证实，本厂1000MW机组无炉水循环泵启机可以实现。相对于炉水循环泵的高成本，如果带基本负荷的机组启停次数少可以考虑建设无炉水循环泵的机组，工质回收方面增加一路从大气扩容器回收至除氧器，总体经济性更高。

参考文献：

[1]SG-3093/27.46-M533锅炉安装说明书编 制：洪斐2009.10.26.

[2]超超临界锅炉调节控制系统的基本技术要求编 制：张文杰2009.11.17.

[3]SG-3093/27.46-M533烟风道说明书 编 制：邹定宏2009.10.21.

[4]SG-3093/27.46-M533燃烧设备说明书编 制：李洪涛2009.11.24.

[5]SG-3093/27.46-M533锅炉说明书编 制：洪斐2009.11.05.