600MW超临界机组汽泵代替电泵启动分析
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摘 要：文章介绍了金湾发电公司两台600mw超临界机组采用汽泵代替电泵全程启动操作实践，分析了采用这种操作方法的要点及存在问题，对机组节能降耗和同类型机组具有借鉴意义。
关键词：超临界机组；汽泵代替电泵；启动；节能
1 系统简介
广东珠海金湾发电有限公司3、4号机组为600WM国产燃煤超临界机组，其三大主机采用上海三大动力厂生产的设备。锅炉由上海锅炉厂生产的超临界螺旋管圈、一次中间再热、平衡通风、四角切圆燃煤直流炉。汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的N600-24.2/566/566超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。每台机组配有两台50%容量汽动给水泵和一台25%容量的电动给水泵。汽动给水泵小汽机是由上海汽轮机有限公司提供的ND（Z）84/79/07型13.5MW变转速凝汽式汽轮机，汽动给水泵是由沈阳水泵厂提供的14×14×16A-5STGHDB型。电动给水泵是由沈阳水泵厂提供，型号为8×10×14-6STGHDB：电动给水泵额定功率和额定电流分别为8000KW、858A。
供小汽轮机的汽源有：主机四抽汽源、再热冷段、邻机辅助汽源（包括珠海电厂1、2号机辅助汽源）。邻机辅助汽源作为小机的调试及启动用汽，机组正常运行中小机的汽源通常是本机的四段抽汽，再热冷段汽源作为小机的高压备用汽源。
2 使用汽动给水泵代替电泵启动的原因
为配合海国甲、乙线防风加固工作，金湾电厂3、4号机组于2015年12月9日至23日全停，22至23日，3、4号机组陆续启动机组。启动时厂用电由启备变供。电泵额定电流为800A，机组启动时运行时间长。前置泵额定电流63A，若能代替电泵将能节省不少厂用电。
从操作安全角度分析，汽泵组启动上水减少了电泵的启停和电泵/汽泵切换过程，减少了运行人员的操作量，减小了操作风险，减小了电泵启停对其他6kV厂用设备的冲击；同时电泵启停速度快，作为备用比汽泵备用的可靠性大大提高。
3 汽泵代替电泵启动可行性分析
3.1 锅炉冷态上水
单台汽泵前置泵给锅炉上水，用汽泵出口电动阀节流控制流量。
上水完成后，用两台汽泵前置泵并列运行，通过汽泵再循环阀及省煤器进口电动阀配合完成锅炉变流量冲洗。并控制流量500-550T/h，建立启动流量。
3.2 锅炉升温升压时的给水
随着锅炉压力的上升，当前置泵无法满足给水流量的要求时，冲转小汽机。此时由于锅炉处于升温升压过程，因此凝汽器真空已经建立，小汽机具备冲转条件。通过汽动给水泵的升速，让给水泵建立足够的压头。
3.3 给水流量的控制
锅炉冷态上水时，由于前置泵的额定流量远大于锅炉启动流量，因此需要对前置泵流量进行节流。在系统注水初期，使用汽泵出口电动阀进行节流，实现给水系统和锅炉本体的注水。注水完毕，通过省煤器入口电动阀节流，全开汽泵出口电动阀，控制给水流量在500t/h或600t/h。锅炉升温升压过程中，通过汽泵转速、省煤器入口电动阀来控制给水流量在500t/h或600t/h。在此之前，省煤器入口电动阀为精调，汽泵转速为粗调。升速至2300rpm后，汽泵转速投自动。
3.4 汽源
机组启动初期汽泵可使用辅汽蒸汽冲转，蒸汽压力可满足要求。
3.5 汽泵冲转与流量控制的矛盾
汽泵原设计只能在600rpm、1800rpm停留，不能在临界转速2154rpm停留。因此汽泵冲转过程中，目标值600rpm、1800rpm需根据锅炉压力来决定何时冲转及停留的时间。冲转、升速会造成给水流量发生变化，此过程中需操作汽泵再循环阀配合。
4 纯汽泵机组启动过程
（1）单台汽泵前置泵给锅炉上水，用汽泵出口电动阀节流控制流量。（2）上水完成后，用两台汽泵前置泵并列运行，通过汽泵再循环阀及省煤器进口电动阀配合完成锅炉变流量冲洗。并控制流量500吨-550吨/小时，建立启动流量。（3）锅炉点火，烘干，烘干期间将一台汽泵用辅汽冲转至600RPM（单前置泵运行时，汽泵也会被水流带至450RPM左右）。（4）锅炉烘干后，起压，期间通过省煤器进口电动阀全开和两台汽泵再循环阀控制给水流量500吨-550吨左右。（5）当给水母管1MPa时，主汽压力0.3MPa左右，通过省煤器进口电动阀全开和两台汽泵再循环阀已不能满足550吨给水流量，此时将一台汽泵转速继续升高至1500RPM左右，单独带水，退出另一台前置泵。能满足550吨左右给水流量，小机排汽温度也能控制在80度以下。（6）锅炉继续升压，通过控制单台汽泵转速为主、再循环阀为辅控制给水流量，特别是注意避开小机临界转速2150RPM。（7）完成锅炉吹管操作。（8）机组并网，负荷250MW，SCR投入后，用四抽启动第二台汽泵，并入给水。（9）将用辅汽冲转的第一台汽泵退出，汽源切换为四抽后并入给水。（因担心汽源切换期间转速不稳，发生抢水）（10）启动完成。
5 存在问题及建议
因汽泵启动时采用辅助蒸汽，机组带负荷后需要切换小机汽源，因辅助蒸汽压力0.75MPa，切换时四抽汽源仅0.2-0.3MPa左右，两路汽源不匹配，为保证给水流量稳定，目前采用先退出淅泵，切换汽源后再并入汽泵，操作量大，也不利于机组快速带负荷。建议在两台机组辅汽供小机调试汽源管路上（手动总阀后）增加压力调节阀及压力变送器，好处有以下三点：一是方便汽源切换，直接远方操作即可，汽泵转速控制稳定，不用退出汽泵。二是启动时可以降低压力冲转，有利于控制小机排汽温度。三是增加调阀后第一台汽泵启动时可以降低压力至0.1MPa左右冲转，可能可以控制排汽温度至120℃以下，机组提前抽真空后，全程可以用单台汽泵控制，可能不用启动每二台前置泵。
6 结束语
两台机组启动过程全程均由汽动给水泵完成，未启动电动给水泵，节约了大量的厂用电，对于现在日益频繁调峰机组的节能效果更加明显，提高了机组的经济性；同时减少了对电泵使用，减少了操作风险，实现电泵可靠备用，提高启动安全系数，提高了机组的运行安全性。为同类型机组提供借鉴意义。
参考文献
[1]广东珠海金湾发电公司集控运行手册[Z].
[2]沈阳水泵股份有限公司[Z].