摘要：汽轮机长期低负荷运行，在变负荷运行时可采用定压和滑压两种运行方式，介绍了这两种运行方式的特点，分析比较了它们对热经济性的影响。通过热经济性数学模型的计算，以热耗率作为汽轮机定压和滑压运行热经济性比较指标，指出了某超超临界机组低负荷时的经济运行方式。
关键词：火力发电厂；超超临界；电站机组；运行方式
引言：
我国要实现节能减排的有效技术途径之一是发展超超临界发电技术。当前我国已投入运行的超超临界百万机组近50台，平均煤耗为290.36g/kW•h。对国内外同类型的先进机组的运行经验进行研究后发现，出于机组建设的实际情况及建成后的运行的要求对机组进行设计初始优化及运行优化是十分必要的。同时也需要对机组的启动系统的特点进行分析。
1超超临界机组启动过程及特点
直流锅炉启动系统按分离器正常运行时是否参与汽水系统工作可以分为外置式分离器启动系统和内置式分离器启动系统。外置式启动分离器只在启动和低负荷时投用，而在直流运行中切除，适用于定压运行机组。设计制造简单，投资成本低，对于定压运行的基本负荷机组，有可取之处。但系统控制复杂，对机组启停不利。内置式分离器启动系统是指在正常运行时，从水冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器，进入过热器，此时分离器仅起到连接通道作用。内置式分离器系统一般可分为：扩容器式（大气式、非大气式两种）、启动疏水热交换器式、再循环泵式（并联和串联两种）。内置式启动分离器系统在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均投入运行，所以该系统具有控制简便，避免过热器带水运行等优点，所以目前超超临界机组大部分采用内置式启动分离器。
通过在1000MW机组仿真机上完成机组冷态（汽轮高压缸第一级内部金属温度＜240℃，停机超过150h）启动仿真过程，先后完成了机组就地操作、投运汽机辅助系统、投运锅炉辅助系统、汽机冲转、800rpm暖机、发电机并网、升负荷至满负荷过程。
在与汽包锅炉的启动过程对比的基础上，得出以下结论：
1)直流锅炉较汽包锅炉启动系统简单，造价低，系统维护量小，人工操作量小；
2)系统汽水分离器结构简单，操作简易，热量损失小，启动初期至满负荷操作步骤小，监视量少；
3)直流锅炉启动系统安装有启动循环泵，水循环特性较汽包炉好，启动用水量及工质损失小；
4)水冷壁下部采用内螺纹管螺旋管圈水冷壁，不设任何节流圈，安全裕度大，可靠性高；
2优化机组启动流程,缩短机组启动时间
2.1启动前的准备阶段即要合理安排好机组的系统恢复及检查工作
检修工作后期尽可能多的恢复基础系统运行，比如循环水、工业水等，减少启机前工作量，而不应该去等开机指令才去恢复。不管是计划检修的机组还是调停机组，一旦具备条件就应对系统进行冲洗，合格后备用，特别是凝结水、除氧器水质。电气设备绝缘应在开机启动前，并在规程规定的绝缘有效期内安排测绝缘合格并送电备用，避免启机过程中安排大量人力和时间做这个工作。同时相关管道的预暖应该尽量在此时进行。
2.2合理安排系统启动顺序，并同步安排能同时进行恢复的系统
1）统筹安排各项操作任务，以机、炉、电三条主线构成，基于启动操作票，以机组启动过程重要节点和逻辑顺序，优化启动程序。使一些操作同步进行，特别是在必须等待的时间段内提前做一些操作，有利于整个启动过程更加紧凑、合理。减少“人员个体水平偏差和个体因素”引起的启机延时，使整个启动过程条理清晰，运行人员能有目的的去组织各项操作。
2）凝补水系统启动，凝汽器上水、热井冲洗、除氧器冲洗的同时即展开BCP(炉水循环泵)注水管路冲洗并注水，避免BCP注水水质不合格造成的时间延误。
3）上水水质合格时通过前置泵上水。小机冲转后通过小机上水，减少上水时间。利用锅炉上水和水质化验期间对风烟、制粉系统进行启动前检查和准备工作。
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4）锅炉冷态清洗分为开式清洗（清洗水全部通过361阀后经疏水泵排出系统外）和循环清洗（炉水循环泵启动，仅7%BMCR流量的清洗水通过361阀排出）两个阶段，热态清洗清洗过程中炉水循环泵再循环管路流量维持在20％BMCR，360阀全开，在保证锅炉清洗效果的同时，可以增加蒸汽产量，缩短了机组冷态启动时间，同时节约了煤、水、汽及厂用电。
5）风烟系统的启动应安排在轴封系统投入后。风烟系统启动时一般是两侧送引风机同时启动。从风烟系统启动到汽机冲转耗时达9h，若汽机是冷态启动，加上暖机时间风烟系统从启动到负荷250MW需约15h。实际只需要单侧风组即可满足锅炉启动要求。因此锅炉点火前只启动单侧风组，负荷>250MW时再启动另一侧风组。
3运行优化方面采取措施
3.1启停机过程节能优化
3.1.1机组启、停全程汽泵上水
机组启动前，使用汽动给水泵前置泵给锅炉上水，上至正常水位后，并维持较高水位。机组建立真空，提前进行管道疏水，充分暖管，用辅助蒸汽汽源冲转一台汽动给水泵满足锅炉上水需求。机组并网带负荷后，待机组四段抽汽压力满足给水泵汽轮机供汽条件时，缓慢切换给水泵汽轮机汽源为四段抽汽供。
3.1.2降低机组补水率
补水率是反映机组汽水损失大小的主要指标，启停及运行中应注意以下几个方面。
1）机组并网后应按机组启动后阀门检查卡要求对疏放水阀门内漏情况进行认真检查，发现内漏时应立即隔离处理。
2）机组运行中按定期工作要求每月对疏放水阀门内漏情况进行认真检查，发现内漏时应立即联系处理。
3）运行中发现补水率＞0.8%时，应认真分析、排查，并及时对疏放水系统阀门进行认真检查。
3.2优化循环水泵运行方式
根据实验循环水泵的优化运行对降低循泵耗电率及提高机组效率有较大意义，运行中根据季节特点、环境温度、负荷计算最佳真空，合理优化循环水泵运行方式，并遵守如下规定：
1）设置三台循环水泵，其中#1机1C、#2机2A循泵技改为高低速泵，设计冬天二运一备，夏季考虑三台并列运行。
2）运行中应重点关注低压凝汽器进口温度和机组负荷情况，及时做好循泵的启停准备。
3）所在机组运行人员应加强真空泵电流的监视，真空泵电流不正常下降进应及时关闭入口门倒换真空泵，同时检查分离器水位及工作水温度，严控真空急剧下降。
4）循环水温升＞12℃或高、低压侧凝汽器差压＞2.5KPa，增启第二台循环水泵一般可以提高凝汽器真空1-1.5KPa，对厂用电率影响可根据循环水泵电流估算循环水泵耗电量及发电量计算厂用电率变化情况。
3.3优化凝结水泵运行方式
1000MW的超超临界机组需要设置独立的凝结水系统，采用3×50%容量的变频凝结水泵，A凝结水泵设计为一拖一变频器，可实现远方“工切变”或“变切工”切换；B/C凝泵公用一套变频器（即一拖二），不能直接实现工频和变频之间的切换，正常运行中2台运行，1台备用。凝结水泵的耗电比较多，在夜间的低负荷时间过久，则会随着负荷的降低，水流量越来越小，可只保留1台凝结水泵运行，这样既能保证低负荷时凝结水系统的安全运行，又能最大限度的节能。
结束语：
(1)采取有效措施对机组启动过程进行优化后，火力发电厂的运行成本明显地降低，由于对机组启动方式、辅机运行方式进行优化，使能源的消耗得到降低，提高了经济效益，在降低能耗的同时减少了废弃物的排放，减少了对环境的影响。事实证明该机组的优化措施可为同类型机组提供借鉴。
(2)超超临界机组进行滑压运行对热经济性有益。对于不同型式的机组，应该采取不同调节阀全开数的滑压运行方式，以提高机组的运行经济性。
参考文献：
[1]王小龙.1000MW超超临界机组燃烧印尼煤控制策略探讨[J].锅炉制造.2017(04)
[2]孙月亮,董泽,亢猛.1000MW超超临界机组协调控制策略分析[J].河北电力技术.2016(03)
[3]刘少军,陈玉和.1000MW超超临界机组脱盐系统的配置与应用[J].电力建设.2017(07)
论文作者:郑秀广,杨峥
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：机组论文; 系统论文; 锅炉论文; 负荷论文; 水泵论文; 分离器论文; 超临界论文; 《电力设备》2018年第22期论文;