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【摘要】该厂两台300MW循环流化床锅炉(以下简称CFB)机组给水泵系统配置有两台汽动给水泵和一台电动给水泵。两台汽动给水泵并列运行时,可供给锅炉100%BMCR的给水量;一台50%BMCR容量的电动给水泵作备用。2号机组在一次启动过程中,由于本机电动给水泵故障无法投运,相邻1号机组也处于停机检修状态,为实现机组启动利用启动炉汽源作为除氧器加热和机组轴封汽源,以及汽动给水泵的备用汽源。锅炉升压后通过汽轮机高、低压旁路配合调节,控制再热蒸汽压力保持0.6-0.8Mpa之间,利用再热冷段蒸汽作为一台汽动给水泵的汽源使其转动向锅炉汽包上水,顺利完成了机组的启动工作。
【关键词】循环流化床机组; 给水泵;启动;实践
前言
该厂两台300MW CFB锅炉发电机组,分别于二零零六年六月三日和八月二十七日通过168h试运行后正式投入商业运营。投产以来两台机组运行情况较好。二零零九年五月六日接调度命令进行2号炉正常启动时遇到了以前没有遇到過的难题:二零零九年四月二十九日2号机停机过程中,电动给水泵电机启动中烧损,被迫返湘潭电机厂检修,有无备用电机更换,造成该机组电动给水泵在此次启动过程中不能投用;且1号机组也由于锅炉设备故障停机处理,仅启动炉能提供2号机组的启动汽源,而机组启动过程中,启动炉提供的蒸汽不能同时满足除氧器加热、机组轴封汽源、单台汽动给水泵汽源,这就出现了锅炉升压过程中如何解决汽动给水泵的汽源保证锅炉正常供水问题的技术难题。
通过现场技术人员的分析论证,决定采用启动锅汽源作为除氧器加热和机组轴封汽源,作为汽动给水泵的备用汽源,锅炉升压后通过汽轮机高、低压旁路配合调节,控制再热蒸汽压力保持0.6-0.8Mpa之间,利用再热冷段蒸汽作为一台汽动给水泵的汽源使其转动向锅炉汽包上水。
1.机组配置的给水泵系统简介
该厂300MW CFB锅炉机组给水泵系统配置有两台汽动给水泵和一台电动给水泵。机组正常运行时两台汽动给水泵并列运行,为机组锅炉100%BMCR提供给水量;一台50%BMCR容量的电动给水泵作备用;当一台汽动给水泵退出运行时,由一台汽动给水泵和一台电动给水泵并列运行供给锅炉100%BMCR的给水;当一台汽动给水泵退出运行时,另一台汽动给水泵单独运行,可保证锅炉50%BMCR的给水量;当两台汽动给水泵同时退出运行时,由电动给水泵保证锅炉50%BMCR的供水。
驱动汽动给水泵的小机工作汽源由本机四段抽汽供给,低压辅助汽源作为备用汽源。工作汽源和备用汽源之间的汽源切换需手动操作执行。
2.机组启动实践
二00九年五月六日,该厂接到调度下发的启动2号机组命令后,按照机组正常启动操作的顺序,首先对机侧凝汽器、除氧器进行冲洗,水质合格后将凝汽器、除氧器依次补水至正常水位,五月七日00时30分,对启动炉进行点火、升压,对启动炉到2号机辅汽系统进行暖管升压,投入2号机除氧器加热。04时00分,依次启动两台汽动给水泵前置泵同时向锅炉汽包上水至可见水位,并进行换水至水质合格。10时00分,依次投入一、二号风道燃烧器四只油枪运行,完成锅炉点火开始升温升压。11时00分,用启动炉汽源对汽轮机主机轴封进行暖管和投入轴封汽源,同时启动真空泵对系统进行抽真空。13时50分,锅炉炉膛中部床温升至350℃,具备投煤条件启动给煤机向锅炉间断供煤继续升温升压,燃烧稳定后逐渐退出风道燃烧器全部油枪运行。通过调节汽轮机高、低压旁路开度,控制再热蒸汽压力保持0.6-0.8Mpa之间,将冷段再热蒸汽切换为辅汽联箱的汽源,将启动炉汽源切为辅汽联箱的备用汽源。17时15分,用辅汽对驱动2号汽动给水泵的2号小机冲转,随着汽包压力的不断升高,逐步提高2号小机转速带动汽动给水泵向锅炉汽包上水,并将驱动1号汽动给水泵的1号小机升速至1800r/min暖机备用。20时21分,锅炉蒸汽参数满足汽轮机主机冲转条件开始冲转、暖机。五月八日01时45分,汽轮机暖机结束并网,逐步关闭高旁和汽轮机高排通风阀,将汽轮机冷段再热汽源由高压旁路过度为汽轮机高压缸排汽供汽。负荷升至80MW时,将2号小机汽源切为本机四段抽汽供,升速后投入遥控调节对锅炉汽包上水,将1号小机汽源也切换为本机四段抽汽供汽,两台汽动给水泵并列运行后逐步将机组负荷升至300MW,完成机组全过程启动。
3.机组启动过程中存在的问题及解决措施
本次机组启动电泵无法正常投运,属于非常规方式启动,在启动过程中出现了一些正常启动中未出现过的问题,主要有以下几点:
(1)汽轮机主机在2040r/min暖机时,暖机效果不好。本厂2号汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动凝汽式汽轮机,型号是N300-16.7/537/537,启动方式为高中压缸联合启动,高、中压缸同时进汽。机组正常启动时,再热蒸汽压力控制在0.1Mpa左右,目的就是减少汽轮机中压缸的做功,增大高压缸的进汽量,使汽轮机高压缸第一级金属温度在中速暖机结束后达到270℃左右,机组胀差和缸胀均匀胀出。
本次启动使用汽动给水泵向锅炉供水,冷段再汽蒸汽作为驱动汽动给水泵的小机的汽源必须一直维持在0.6-0.8Mpa之间,致使汽轮机转速达升至2040r/min中速暖机时,汽轮机高压主汽门和中压调速汽门开度很小,高压缸进汽量小,高压缸第一级蒸汽温度和高压缸第一级金属温度基本一致,导致机组在2040r/min时暖机效果不好。
(2)机组并网带初负荷时汽轮机高排温度高。机组在并网后逐步升负荷到50MW时,由于需要维持再热蒸汽压力0.6-0.8Mpa之间,保证小机的汽源稳定,所以升负荷后继续用高压旁路和低压旁路配合调节来维持再热蒸汽压力,机组负荷升至50MW时,由于汽轮机高排通风阀至凝汽器管道的通流蒸汽量有限,造成汽轮机高压缸末几级处蒸汽密度大,且启动过程中主蒸汽温度比滑参数启动对应温度高,没有提前控制,导致高压缸排汽温度升高,最高升至420℃,汽轮机ETS保护中“高压缸排汽温度高”的跳闸动作温度为427℃,险些造成汽轮机保护动作跳闸。发现高排温度高后,迅速开大锅炉过热器减温水,关小左二、右二外置床锥阀来降低过热蒸汽温度(保证主蒸汽过热度大于50℃以上),降低机组负荷至15MW等措施,高压缸排汽温度逐步下降至400℃以下。
(3)机组初负荷暖机结束升负荷时,小机汽源切换过程要点。从锅炉升压、汽轮机冲转、并网到带初负荷暖机过程中,由于使用汽动给水泵向锅炉供水,其驱动装置的小机汽源一直由高旁和低旁配合调节维持定压的再热蒸汽供汽,当机组低负荷暖机结束升负荷时,必须要关闭高压旁路使高压缸排汽通过高排逆止门进入再热蒸汽管道,恢复主、再热蒸汽的正常流程。在此操作过程中,如果控制不当,就会造成小机汽源压力不稳定使小机转速出现大幅波动而进入不稳定运行区间,出现小机振动大跳机的威胁,引起锅炉汽包断水、干烧,汽包水位保护动作使锅炉跳闸,汽轮机跳闸等事故。
因此,在进行小机汽源切换操作时,先安排启动炉投入全部油枪,按照最大出力供机组辅汽汽源。汽源保持稳定后,逐步关闭汽轮机高压旁路和高排通风阀,再热蒸汽压力将随之下降,汽轮机中压缸做功比例也减少,高压缸做功比例增大,高压缸进汽量逐步增大,高压缸排汽压力升高,此时小机汽源自动切换为辅汽带,当高压缸排汽压力大于高旁后压力时,高排逆止门被逐步顶开,然后将高压旁路和高排通风阀全部关闭,完成机组主、再热蒸汽的正常流程操作。操作过程中高压缸排汽温度将由396℃逐步下降至300℃。继续对机组升负荷,高压缸排汽压力也随之升高,切换辅助汽源至冷段再热蒸汽供,并逐步将启动炉燃烧降至最低备用。当机组负荷升至80MW时将1号小机汽源切为本机四段抽汽供,升负荷至120MW时将另一台小机汽源也切为本机四段抽汽供,完成两台小机汽源全部切换。
4.综述
该厂2号机组在此次电动给水泵无法投运、且1号机组也处于停机检修状态,仅靠启动炉提供2号机组的启动汽源(轴封汽源及除氧器加热汽源),用锅炉点火后维持再热汽压力0.6-0.8Mpa之间来提供小机汽源来带动汽动给水泵运行保证锅炉供水,顺利完成了机组的启动工作,此种启动方式将为其他同类型机组遇到同样情况时提供很好的借鉴作用。
参考文献
[1]300MW循环流化床锅炉运行说明书[R].哈尔滨:哈尔滨锅炉厂有限责任公司,2007.
作者简介
董志明(1973-)男,汉族,河北省张家口人,大学本科,工程师,原云南大唐国际红河发电有限责任公司发电部副部长。
【关键词】循环流化床机组; 给水泵;启动;实践
前言
该厂两台300MW CFB锅炉发电机组,分别于二零零六年六月三日和八月二十七日通过168h试运行后正式投入商业运营。投产以来两台机组运行情况较好。二零零九年五月六日接调度命令进行2号炉正常启动时遇到了以前没有遇到過的难题:二零零九年四月二十九日2号机停机过程中,电动给水泵电机启动中烧损,被迫返湘潭电机厂检修,有无备用电机更换,造成该机组电动给水泵在此次启动过程中不能投用;且1号机组也由于锅炉设备故障停机处理,仅启动炉能提供2号机组的启动汽源,而机组启动过程中,启动炉提供的蒸汽不能同时满足除氧器加热、机组轴封汽源、单台汽动给水泵汽源,这就出现了锅炉升压过程中如何解决汽动给水泵的汽源保证锅炉正常供水问题的技术难题。
通过现场技术人员的分析论证,决定采用启动锅汽源作为除氧器加热和机组轴封汽源,作为汽动给水泵的备用汽源,锅炉升压后通过汽轮机高、低压旁路配合调节,控制再热蒸汽压力保持0.6-0.8Mpa之间,利用再热冷段蒸汽作为一台汽动给水泵的汽源使其转动向锅炉汽包上水。
1.机组配置的给水泵系统简介
该厂300MW CFB锅炉机组给水泵系统配置有两台汽动给水泵和一台电动给水泵。机组正常运行时两台汽动给水泵并列运行,为机组锅炉100%BMCR提供给水量;一台50%BMCR容量的电动给水泵作备用;当一台汽动给水泵退出运行时,由一台汽动给水泵和一台电动给水泵并列运行供给锅炉100%BMCR的给水;当一台汽动给水泵退出运行时,另一台汽动给水泵单独运行,可保证锅炉50%BMCR的给水量;当两台汽动给水泵同时退出运行时,由电动给水泵保证锅炉50%BMCR的供水。
驱动汽动给水泵的小机工作汽源由本机四段抽汽供给,低压辅助汽源作为备用汽源。工作汽源和备用汽源之间的汽源切换需手动操作执行。
2.机组启动实践
二00九年五月六日,该厂接到调度下发的启动2号机组命令后,按照机组正常启动操作的顺序,首先对机侧凝汽器、除氧器进行冲洗,水质合格后将凝汽器、除氧器依次补水至正常水位,五月七日00时30分,对启动炉进行点火、升压,对启动炉到2号机辅汽系统进行暖管升压,投入2号机除氧器加热。04时00分,依次启动两台汽动给水泵前置泵同时向锅炉汽包上水至可见水位,并进行换水至水质合格。10时00分,依次投入一、二号风道燃烧器四只油枪运行,完成锅炉点火开始升温升压。11时00分,用启动炉汽源对汽轮机主机轴封进行暖管和投入轴封汽源,同时启动真空泵对系统进行抽真空。13时50分,锅炉炉膛中部床温升至350℃,具备投煤条件启动给煤机向锅炉间断供煤继续升温升压,燃烧稳定后逐渐退出风道燃烧器全部油枪运行。通过调节汽轮机高、低压旁路开度,控制再热蒸汽压力保持0.6-0.8Mpa之间,将冷段再热蒸汽切换为辅汽联箱的汽源,将启动炉汽源切为辅汽联箱的备用汽源。17时15分,用辅汽对驱动2号汽动给水泵的2号小机冲转,随着汽包压力的不断升高,逐步提高2号小机转速带动汽动给水泵向锅炉汽包上水,并将驱动1号汽动给水泵的1号小机升速至1800r/min暖机备用。20时21分,锅炉蒸汽参数满足汽轮机主机冲转条件开始冲转、暖机。五月八日01时45分,汽轮机暖机结束并网,逐步关闭高旁和汽轮机高排通风阀,将汽轮机冷段再热汽源由高压旁路过度为汽轮机高压缸排汽供汽。负荷升至80MW时,将2号小机汽源切为本机四段抽汽供,升速后投入遥控调节对锅炉汽包上水,将1号小机汽源也切换为本机四段抽汽供汽,两台汽动给水泵并列运行后逐步将机组负荷升至300MW,完成机组全过程启动。
3.机组启动过程中存在的问题及解决措施
本次机组启动电泵无法正常投运,属于非常规方式启动,在启动过程中出现了一些正常启动中未出现过的问题,主要有以下几点:
(1)汽轮机主机在2040r/min暖机时,暖机效果不好。本厂2号汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动凝汽式汽轮机,型号是N300-16.7/537/537,启动方式为高中压缸联合启动,高、中压缸同时进汽。机组正常启动时,再热蒸汽压力控制在0.1Mpa左右,目的就是减少汽轮机中压缸的做功,增大高压缸的进汽量,使汽轮机高压缸第一级金属温度在中速暖机结束后达到270℃左右,机组胀差和缸胀均匀胀出。
本次启动使用汽动给水泵向锅炉供水,冷段再汽蒸汽作为驱动汽动给水泵的小机的汽源必须一直维持在0.6-0.8Mpa之间,致使汽轮机转速达升至2040r/min中速暖机时,汽轮机高压主汽门和中压调速汽门开度很小,高压缸进汽量小,高压缸第一级蒸汽温度和高压缸第一级金属温度基本一致,导致机组在2040r/min时暖机效果不好。
(2)机组并网带初负荷时汽轮机高排温度高。机组在并网后逐步升负荷到50MW时,由于需要维持再热蒸汽压力0.6-0.8Mpa之间,保证小机的汽源稳定,所以升负荷后继续用高压旁路和低压旁路配合调节来维持再热蒸汽压力,机组负荷升至50MW时,由于汽轮机高排通风阀至凝汽器管道的通流蒸汽量有限,造成汽轮机高压缸末几级处蒸汽密度大,且启动过程中主蒸汽温度比滑参数启动对应温度高,没有提前控制,导致高压缸排汽温度升高,最高升至420℃,汽轮机ETS保护中“高压缸排汽温度高”的跳闸动作温度为427℃,险些造成汽轮机保护动作跳闸。发现高排温度高后,迅速开大锅炉过热器减温水,关小左二、右二外置床锥阀来降低过热蒸汽温度(保证主蒸汽过热度大于50℃以上),降低机组负荷至15MW等措施,高压缸排汽温度逐步下降至400℃以下。
(3)机组初负荷暖机结束升负荷时,小机汽源切换过程要点。从锅炉升压、汽轮机冲转、并网到带初负荷暖机过程中,由于使用汽动给水泵向锅炉供水,其驱动装置的小机汽源一直由高旁和低旁配合调节维持定压的再热蒸汽供汽,当机组低负荷暖机结束升负荷时,必须要关闭高压旁路使高压缸排汽通过高排逆止门进入再热蒸汽管道,恢复主、再热蒸汽的正常流程。在此操作过程中,如果控制不当,就会造成小机汽源压力不稳定使小机转速出现大幅波动而进入不稳定运行区间,出现小机振动大跳机的威胁,引起锅炉汽包断水、干烧,汽包水位保护动作使锅炉跳闸,汽轮机跳闸等事故。
因此,在进行小机汽源切换操作时,先安排启动炉投入全部油枪,按照最大出力供机组辅汽汽源。汽源保持稳定后,逐步关闭汽轮机高压旁路和高排通风阀,再热蒸汽压力将随之下降,汽轮机中压缸做功比例也减少,高压缸做功比例增大,高压缸进汽量逐步增大,高压缸排汽压力升高,此时小机汽源自动切换为辅汽带,当高压缸排汽压力大于高旁后压力时,高排逆止门被逐步顶开,然后将高压旁路和高排通风阀全部关闭,完成机组主、再热蒸汽的正常流程操作。操作过程中高压缸排汽温度将由396℃逐步下降至300℃。继续对机组升负荷,高压缸排汽压力也随之升高,切换辅助汽源至冷段再热蒸汽供,并逐步将启动炉燃烧降至最低备用。当机组负荷升至80MW时将1号小机汽源切为本机四段抽汽供,升负荷至120MW时将另一台小机汽源也切为本机四段抽汽供,完成两台小机汽源全部切换。
4.综述
该厂2号机组在此次电动给水泵无法投运、且1号机组也处于停机检修状态,仅靠启动炉提供2号机组的启动汽源(轴封汽源及除氧器加热汽源),用锅炉点火后维持再热汽压力0.6-0.8Mpa之间来提供小机汽源来带动汽动给水泵运行保证锅炉供水,顺利完成了机组的启动工作,此种启动方式将为其他同类型机组遇到同样情况时提供很好的借鉴作用。
参考文献
[1]300MW循环流化床锅炉运行说明书[R].哈尔滨:哈尔滨锅炉厂有限责任公司,2007.
作者简介
董志明(1973-)男,汉族,河北省张家口人,大学本科,工程师,原云南大唐国际红河发电有限责任公司发电部副部长。