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[摘 要]针对660 MW超超临界辅机单列空冷机组冷态启动过程时间长的问题，提出有效利用等离子点火装置、提高高压缸预暖温度、缩短冷态冲洗时间等冷态启动优化措施，分析优化效果，认为这些措施在保障安全的前提下，缩短了机组启动时间。
[关键词]超超临界；等离子；单列机组；点火装置
中图分类号：TU85；TU113.66 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0318-01
【分类号】：TM31
随着能源价格的上涨，火力发电的经济效益出现很大程度的压缩，提高发电效率和降低厂用电率成为提高火电机组运行经济性的重要途径，机组的快速启动很大程度上可以降低发电成本。传统的火电机组均是风机双列配置，机组的启动时间已经缩短到难以逾越的极致。布连电厂一期工程2×660 MW等级机组在国内首次采用了风机单列配置方案。相对于双列配置方案快速启动的优点，如何保证单列机组稳定快速启动成为摆在运行人员眼前的难题。
1.机组主要设备及风烟系统简介
布连电厂一期锅炉采用北京巴布科克·威尔科克斯有限公司设计、制造的B&WB-2082/28-M型超超临界直流、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、紧身封闭的π型锅炉，锅炉送风机、引风机、一次风机以及空预器采用单列布置，增压风机与引风机串联布置，其中空气预热器为亚洲最大，其转子直径超过20m。
汽轮机为上海汽轮机厂引进西门子技术，生产的ZKN660-27/600/600一次中间再热、单轴、三缸两排汽、中低压缸双流、直接空冷凝汽式汽轮机，调速系统采用数字式电液调节（DEH）系统。（西门子T3000）
发电机为QFSN-660-2型发电机，采用全封闭、自通风、强迫润滑、水氢氢冷却，自并励静止励磁形式。
2.影响单列机组快速启动的因素
（1）布连电厂空预器直径为亚洲最大，机组点火后随着尾部烟道气温的上升将会导致空预器受热膨胀，如果烟温上升过快将会导致空预器膨胀不均，严重时将会导致空预器发生动静卡涩，进而导致空预器马达跳闸，锅炉MFT。所以如何使空预器能够快速膨胀而又不发生动静卡涩将会缩短机组启动时间。
（2）布连电厂汽机调速系统采用的是西门子T3000系统，该系统能够实现一键启动，同时也受内部逻辑的限制，当条件不满足时将无法实现步序启动，很大的一个因素就是汽机暖阀的程度，当逻辑检测到阀门及缸体温度不满足条件时将会停止步序，所以缩短汽机暖阀的时间也会加快机组启动时间。
3.提高高压缸预暖温度
冷态启动时，高压缸调节级金属温度低于150℃，需进行高压缸倒暖，按规程规定当高压缸第一级下半内壁金属温度暖至150℃并保持一段时间后即倒暖结束；实际操作中可选择将倒暖投人状态保持到汽轮机冲车前再解除，这样高压缸调节级金属温度能暖至约200℃，而且倒暖时间足够充分，缸体温差缩小，为后期冲车奠定了良好的基础。调节级温度的提升有效的缩短了中速暖机时间，可缩短启动时间30 min，降低启动能耗。
对应中速暖机工况，运行30 min。在保证设备安全的前提下，适当提高高压缸的预暖温度，达到了降低启动能耗的目的。
（1）制造厂在设计锅炉时根据各个受热面的温度不同所选材质也不同，每一种材质都会对应一定的工作温度，在这个温度以下管材具有一定的刚性，管材过热或者温度变化率过快均会导致管材热应力下降，缩短锅炉使用寿命，所以一定要按照厂家给出的说明规范进行升温升压。
（2）汽轮机冲转前对蒸汽汽水指标有严格的要求，所以加快锅炉洗硅、洗铁时间也会缩短机组启动时间。当锅炉分离器出口介质温度在150～170℃之间，铁离子在水中的溶解度最大。
4.缩短冷态冲洗时间
在锅炉的冷态冲洗过程中，大量的水被直接排放至机组排水槽（约500 t/h）。当水质合格后（铁离子质量浓度小于500 mg /L）方可进行回收。由此可见，取样的及时性与水质化验的速度，直接影响着炉水的排放量。
一般情况下，从炉水取样，到得出化验结果需1h左右的时间，而实际操作中，运行人员可根据机组停运时间长短、汽水系统是否经过检修等情况，对锅炉的冲洗时间进行估算，适当增加炉水取样频率，缩短取样间隔，以便在水质合格后及时进行回收，尽最大能力减少除盐水的浪费，并缩短冷态冲洗时间。按此操作，虽然增加了化学工作人员的劳动强度及化验材料的消耗量，但节水效果明显。
为降低机组启动的成本，各新建的电厂多数采用在原煤燃烧器设计的基础上加装等离子点火装置的方法。布连电厂锅炉在A、C、F层燃烧器加装等离子点火装置，但在冷态启动投入等离子磨时一次热风温度较低，使磨的出口风粉温度提高困难，从而影响启动初期的燃烧，影响锅炉的升温升压速度。引人等离子装置后，可以实现在启动初期投入煤粉，但是也带来了启动初期主蒸汽温度偏高的问题，国内的同类机组中均出现过类似的现象。主蒸汽温度偏高造成汽轮机冲转后的胀差变大以及振动较大等不良影响，在机组升负荷过程中由于运行调节以及设备运行的特殊情况也会导致出现主蒸汽温度偏高或偏低，同时由于启动初期煤粉燃烧不充分，导致锅炉排烟温度偏高，而这恰恰又导致空预器受热不均，易产生空预器动静卡涩跳闸。总而言之，汽温偏离设计值会对机组的运行带来不利的影响。
5.有效利用等离子点火装置
等离子点火是一项新的锅炉点火及稳燃技术，使用等离子拉弧直接点燃煤粉来实现锅炉启动或锅炉稳燃，相对于燃油启动机组可以大大降低启动费用。但对于等离子点火初期磨煤机出口温度难以维持较高水平，导致燃烧器燃烧不稳定。针对此种情况，做出了以下几方面细节调整：
（1）等离子点火装置对煤质的要求较高，在停机前，将下层磨煤机煤仓中的煤彻底烧空，以便在机组启动时，上的优质煤能够及时燃烧。
（2）保证充足的暖磨时间，A、F磨煤机人口热一次风等离子暖风器投运后，利用磨煤机人口的热一次风调节挡板及冷风挡板，对磨煤机系统进行加热，目标为磨煤机出口风温85℃并维持5-10min，以保证加热充分。
结束语
随着社会经济的不断发展和进步，我国火电机组逐渐向大容量、超高参数等级发展。为了节省投资、节能降耗、降低发电成本，主要辅机单列布置的超超临界机组逐渐投入使用。总体来讲辅机单列机组配置方式启动便捷，调整灵活，稳定可靠，维护方便，运行效率有所提高，在660MW 超超临界机组建设中值得借鉴。
参考文献
[1]王丕洲，谷俊杰，秦达飞，曹晓威.600MW超临界直流锅炉两种给水控制系统分析[J]；电力科学与工程；2013年（04）.
[2]李克，张琛，许思龙，桂军.超超临界机组辅机单列配置对控制系统的影响及优化措施[J]；热力发电；2013年（07）.
[3]古郁.660MW超超临界机组直流锅炉煤水比控制策略[J].安徽电力.2011年（01）.
[4]宋立斌，刘兴辉. 600MW 超临界空冷机组冷态启动过程优化[J]；河北电力技术；2013年（12）.
[关键词]超超临界；等离子；单列机组；点火装置
中图分类号：TU85；TU113.66 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0318-01
【分类号】：TM31
随着能源价格的上涨，火力发电的经济效益出现很大程度的压缩，提高发电效率和降低厂用电率成为提高火电机组运行经济性的重要途径，机组的快速启动很大程度上可以降低发电成本。传统的火电机组均是风机双列配置，机组的启动时间已经缩短到难以逾越的极致。布连电厂一期工程2×660 MW等级机组在国内首次采用了风机单列配置方案。相对于双列配置方案快速启动的优点，如何保证单列机组稳定快速启动成为摆在运行人员眼前的难题。
1.机组主要设备及风烟系统简介
布连电厂一期锅炉采用北京巴布科克·威尔科克斯有限公司设计、制造的B&WB-2082/28-M型超超临界直流、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、紧身封闭的π型锅炉，锅炉送风机、引风机、一次风机以及空预器采用单列布置，增压风机与引风机串联布置，其中空气预热器为亚洲最大，其转子直径超过20m。
汽轮机为上海汽轮机厂引进西门子技术，生产的ZKN660-27/600/600一次中间再热、单轴、三缸两排汽、中低压缸双流、直接空冷凝汽式汽轮机，调速系统采用数字式电液调节（DEH）系统。（西门子T3000）
发电机为QFSN-660-2型发电机，采用全封闭、自通风、强迫润滑、水氢氢冷却，自并励静止励磁形式。
2.影响单列机组快速启动的因素
（1）布连电厂空预器直径为亚洲最大，机组点火后随着尾部烟道气温的上升将会导致空预器受热膨胀，如果烟温上升过快将会导致空预器膨胀不均，严重时将会导致空预器发生动静卡涩，进而导致空预器马达跳闸，锅炉MFT。所以如何使空预器能够快速膨胀而又不发生动静卡涩将会缩短机组启动时间。
（2）布连电厂汽机调速系统采用的是西门子T3000系统，该系统能够实现一键启动，同时也受内部逻辑的限制，当条件不满足时将无法实现步序启动，很大的一个因素就是汽机暖阀的程度，当逻辑检测到阀门及缸体温度不满足条件时将会停止步序，所以缩短汽机暖阀的时间也会加快机组启动时间。
3.提高高压缸预暖温度
冷态启动时，高压缸调节级金属温度低于150℃，需进行高压缸倒暖，按规程规定当高压缸第一级下半内壁金属温度暖至150℃并保持一段时间后即倒暖结束；实际操作中可选择将倒暖投人状态保持到汽轮机冲车前再解除，这样高压缸调节级金属温度能暖至约200℃，而且倒暖时间足够充分，缸体温差缩小，为后期冲车奠定了良好的基础。调节级温度的提升有效的缩短了中速暖机时间，可缩短启动时间30 min，降低启动能耗。
对应中速暖机工况，运行30 min。在保证设备安全的前提下，适当提高高压缸的预暖温度，达到了降低启动能耗的目的。
（1）制造厂在设计锅炉时根据各个受热面的温度不同所选材质也不同，每一种材质都会对应一定的工作温度，在这个温度以下管材具有一定的刚性，管材过热或者温度变化率过快均会导致管材热应力下降，缩短锅炉使用寿命，所以一定要按照厂家给出的说明规范进行升温升压。
（2）汽轮机冲转前对蒸汽汽水指标有严格的要求，所以加快锅炉洗硅、洗铁时间也会缩短机组启动时间。当锅炉分离器出口介质温度在150～170℃之间，铁离子在水中的溶解度最大。
4.缩短冷态冲洗时间
在锅炉的冷态冲洗过程中，大量的水被直接排放至机组排水槽（约500 t/h）。当水质合格后（铁离子质量浓度小于500 mg /L）方可进行回收。由此可见，取样的及时性与水质化验的速度，直接影响着炉水的排放量。
一般情况下，从炉水取样，到得出化验结果需1h左右的时间，而实际操作中，运行人员可根据机组停运时间长短、汽水系统是否经过检修等情况，对锅炉的冲洗时间进行估算，适当增加炉水取样频率，缩短取样间隔，以便在水质合格后及时进行回收，尽最大能力减少除盐水的浪费，并缩短冷态冲洗时间。按此操作，虽然增加了化学工作人员的劳动强度及化验材料的消耗量，但节水效果明显。
为降低机组启动的成本，各新建的电厂多数采用在原煤燃烧器设计的基础上加装等离子点火装置的方法。布连电厂锅炉在A、C、F层燃烧器加装等离子点火装置，但在冷态启动投入等离子磨时一次热风温度较低，使磨的出口风粉温度提高困难，从而影响启动初期的燃烧，影响锅炉的升温升压速度。引人等离子装置后，可以实现在启动初期投入煤粉，但是也带来了启动初期主蒸汽温度偏高的问题，国内的同类机组中均出现过类似的现象。主蒸汽温度偏高造成汽轮机冲转后的胀差变大以及振动较大等不良影响，在机组升负荷过程中由于运行调节以及设备运行的特殊情况也会导致出现主蒸汽温度偏高或偏低，同时由于启动初期煤粉燃烧不充分，导致锅炉排烟温度偏高，而这恰恰又导致空预器受热不均，易产生空预器动静卡涩跳闸。总而言之，汽温偏离设计值会对机组的运行带来不利的影响。
5.有效利用等离子点火装置
等离子点火是一项新的锅炉点火及稳燃技术，使用等离子拉弧直接点燃煤粉来实现锅炉启动或锅炉稳燃，相对于燃油启动机组可以大大降低启动费用。但对于等离子点火初期磨煤机出口温度难以维持较高水平，导致燃烧器燃烧不稳定。针对此种情况，做出了以下几方面细节调整：
（1）等离子点火装置对煤质的要求较高，在停机前，将下层磨煤机煤仓中的煤彻底烧空，以便在机组启动时，上的优质煤能够及时燃烧。
（2）保证充足的暖磨时间，A、F磨煤机人口热一次风等离子暖风器投运后，利用磨煤机人口的热一次风调节挡板及冷风挡板，对磨煤机系统进行加热，目标为磨煤机出口风温85℃并维持5-10min，以保证加热充分。
结束语
随着社会经济的不断发展和进步，我国火电机组逐渐向大容量、超高参数等级发展。为了节省投资、节能降耗、降低发电成本，主要辅机单列布置的超超临界机组逐渐投入使用。总体来讲辅机单列机组配置方式启动便捷，调整灵活，稳定可靠，维护方便，运行效率有所提高，在660MW 超超临界机组建设中值得借鉴。
参考文献
[1]王丕洲，谷俊杰，秦达飞，曹晓威.600MW超临界直流锅炉两种给水控制系统分析[J]；电力科学与工程；2013年（04）.
[2]李克，张琛，许思龙，桂军.超超临界机组辅机单列配置对控制系统的影响及优化措施[J]；热力发电；2013年（07）.
[3]古郁.660MW超超临界机组直流锅炉煤水比控制策略[J].安徽电力.2011年（01）.
[4]宋立斌，刘兴辉. 600MW 超临界空冷机组冷态启动过程优化[J]；河北电力技术；2013年（12）.