摘要：本文就1000MW机组超超临界直流燃煤锅炉有无BCP的优缺点进行了比较；重点对无BCP时，疏水回除氧器的启动系统展开了可行性分析，得出结论；对于带基本负荷并参与适当调峰的大型机组，年启停次数不多，选择不带BCP系统更为合理。
关键词：超超临界锅炉；BCP；凝汽器；除氧器；可行性
1.概述
某厂锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司引进的日本日立-巴布科克公司技术制造的超超临界锅炉变压运行直流炉。锅炉最低直流负荷不大于25％B-MCR。按照厂家设计，本工程带BCP启动方式，由分离器分离出来的水由BCP打入省煤器，在保证省煤器入口流量的前提下回收合格的高温高压水。由于BCP造价昂贵、系统复杂、操作困难，很多电厂已经取消了该泵，并且在无BCP启动方式下取得了成功，同时工质回收和热量的损失控制较为理想。例如国电铜陵、神火商丘、粤电汕尾、华电贵港电厂等600MW机组，另外广东平海电厂#1机组（上锅1000MW）、山东邹县电厂#7机组（东锅1000MW）因BCP延迟到货，成功实现了在无炉水循环泵条件下吹管的先例。在此后的商业运行中，广东平海电厂、浙江苍南电厂还实现了BCP故障情况下机组启动的案例。根据上述情况，本文重点就华润浙江苍南电厂取消BCP、工质回收至除氧器的可行性进行分析。
2.启动系统简介
为了在启动阶段为炉膛安全提供所需的给水量，超超临界压力滑压运行的本生锅炉均设置了启动系统，用此系统来获得良好的给水质量条件，以达到快速点火和升温的目的，在锅炉启动和低负荷运行时，汽水由分离器进行分离，蒸汽进入过热器，水进入储水罐内由启动系统管路回收、循环。启动系统管路有带锅炉再循环泵和不带锅炉再循环泵两种布置型式，锅炉再循环泵起把储水罐疏水送回到省煤器入口的作用。
3.带BCP启动系统锅炉的特点
3.1优点
3.1.1缩短启动时间。配置了循环泵的启动系统，可以提高省煤器入口的给水温度，因此可以缩短启动时间，对于经常启动的机组来说，缩短启动时间可带来良好的经济效益。
3.1.2在启动过程中回收热量，节约燃料。由于在启动过程中启动流量为25％B-MCR，在机组启动初期，25％B-MCR负荷前，汽水分离器分离出的20％B-MCR流量的饱和水(压力约9MPa，温度约300℃可通过BCP进行热量回收，否则只能扩容后进入凝汽器，造成大量的热量损失。
3.1.3在机组冷态清洗时，可以减少补给水。为了保证冷态清洗的效果，通常要求冷态清洗时水冷壁的流量为25%B-MCR，对于不带BCP的系统，这部分清洗水必须全部为补给水，造成制水设备的容量加大；而采用BCP以后，在清洗水质合格的前提下，锅炉清洗后期可以开启BCP，使用较少的清洗补给水量就可以在水冷壁系统中获得清洗所需的流量。
3.1.4在启动过程中回收工质。采用BCP后，分离器分离的饱和水通过再循环泵与给水混合后重新进入省煤器，可以避免这部分工质进入扩容器扩容而损失。
3.1.5启动过程中，能有效地控制蒸汽温度，较好满足汽机冲转参数的要求。
3.2缺点
3.2.1带BCP系统复杂。从系统组成可看出，系统管路多、设备多、阀门多，系统复杂，锅炉房布置拥挤。
3.2.2初投资大，增加厂用电耗，电厂的维护与运行成本高，并且BCP采购周期长，维护费用也高。
3.2.3系统复杂，水位不易控制，不利于全面自动化。带BCP的启动系统涉及参数与调节的阀门主要有BCP出口调阀、储水箱水位控制阀、BCP过冷调阀、BCP再循环阀，涉及到的保护有BCP最小流量保护，储水箱水位低保护，水冷壁最小流量保护。上述阀门互相之间偶合作用，自动控制参数不易整定。实际操作中往往需要人工干预，甚至纯手动运行，启动过程中容易因操作不当而造成锅炉MFT，甚至埋下超温损坏设备的隐患。
带BCP启动系统锅炉的流程如下图所示：
4.不带BCP启动系统锅炉的特点
4.1优点
4.1.1初投资小，维护简单，维护成本低。由于取消BCP，初期投资大大减少，且维护费用也将大大降低，并节约厂用电。
4.1.2系统简单，容易操作，运行可靠。取消BCP后，给水流量由给水泵控制，储水罐水位由361阀控制，没有阀门互相之间偶合作用，很容易实现自动控制。
4.2缺点
4.2.1启动过程中热量不能回收。启动疏水经扩容后进入凝汽器，造成大量的热量损失。
4.2.2启动时间相对延长，燃油消耗量相对增加。
4.2.3启动时容易超温，需进行精心调整使机炉参数匹配。由于不带BCP的系统25％B-MCR的疏水全部经扩容器后进入凝汽器，热量损失较大，导致产汽量不足而容易造成过热器超温。
4.2.4在锅炉热态清洗及以后的启动过程中工质损失较大。不带BCP的系统，25％B-MCR的疏水，全部经扩容器扩容后损失的工质较多，需补充较多给水。
不带BCP启动系统锅炉的流程如下图所示：
5.取消BCP方案及可行性分析
5.1启动流程
5.1.1冷态开式清洗：储水罐见水之后，不合格水质通过361阀流入锅炉疏水扩容器，去除氧器和凝汽器这一路属于关闭状态。
5.1.2冷态闭式清洗：开式清洗结束后，打开至凝汽器这一路，关闭至锅炉疏水扩容器这一路。
5.1.3热态清洗：打开361阀至除氧器这一路，关闭至凝汽器这一路，用#2高加加热给水，使其给水温度达到要求。
5.2可行性分析
5.2.1根据东方锅炉的启动系统设计，不管启动系统是否带BCP或疏水扩容器，其容量及设备选型都是按照锅炉最低直流负荷来进行设计，因此，当没有BCP时，启动系统能够满足最低直流负荷疏水的要求。
5.2.2取消BCP，疏水回除氧器方式的经济性分析。无BCP方式下，通过给水泵来维持省煤器入口最小流量，从启动至转干态期间给水量基本维持不变，约30%B-MCR，疏水排放量随着产汽量的增加而逐渐减少。因此，不同工况下的热损失也不一样，详见表一。
表一：点火至转干态不同参数下的疏水量及热损失
对表一的计算做如下说明：
a）某厂锅炉热态冲洗采用#2高加加热方式，热态冲洗合格后锅炉点火，因此从冷态冲洗至锅炉点火前不列入计算；
b）除氧器在冷态冲洗至转干态期间参数维持在0.2MPa，120℃；
c）启动过程中蒸汽进入凝汽器造成的热量损失对于有无BCP时均一样，只有疏水产生的热损失不同；
d）有无BCP时，锅炉的排烟损失、散热损失相同；
e）由于锅炉转干态时间相对于中速暖机、低负荷暖机时间来说较短，所以从冲转到转干态的疏水量均以150t/h计，时间约为4h；
f）启动流量按30%B-MCR计算；
g）由于疏水回除氧器，不经大气式疏水扩容器，所以工质损失与带BCP方式一样。
从表一可知，机组一次冷态启动要比有BCP多损失约42吨标准煤，按煤价800元/吨，低位发热量5000大卡来估算，折合人民币约5万元，一年按机组4次启动，每年损失20万左右。按照一台BCP600万元算，年利息6%，10年还清，还款总额约为800万，带BCP运行至少要40年才能收回其成本。
5.2.3取消BCP，疏水回凝汽器方式的经济性分析。在疏水无法回除氧器的情况下，疏水经疏水扩容器减温减压后进入凝汽器，此运行方式的热损失最大。据某锅炉厂计算，不采用#2高加加热，冷态冲洗合格后即点火，疏水全部回凝汽器的启动方式下，从点火到转纯直流比带BCP方式多消耗约91吨标准煤，按煤价800元/吨，低位发热量5000大卡来估算，折合人民币约11万元；工质损失约2200吨（扩容器排大气部分加凝汽器热负荷高时工质外排部分），折合人民币约2.2万元；一年按机组4次启动，每年损失53万左右。按以上计算，带BCP运行至少要15年才能收回其成本。
5.2.4运行实绩。通过东方锅炉厂众多超超临界锅炉的运行情况，不管汽轮机采取何种冲转方式，不论是东汽、哈汽还是上汽的汽轮机，不管启动疏水采取的何种方式（直接排凝汽器或者通过疏水扩容器进凝汽器），都有相对成熟的运行经验以供参考，可以在没有BCP的条件下实现启动机组。
5.2.5取消BCP后启动时间增加和主蒸汽温度难控制问题的分析。取消BCP后，由于热量和工质损失较大，点火初期产汽量较少，容易造成主蒸汽温度难控制的问题，且启动时间会增加。实践证明，采取以下措施后，以上问题将迎刃而解：降低启动给水流量至21%B-MCR；将启动疏水回收到除氧器，以达到回收部分热量和工质的目的，减少热损失；启动初期控制加煤速度；控制锅炉总风量，控制在35％B-MCR，若汽温还是偏高，还可降低总风量，但要大于30％B-MCR，适当增加燃尽风流量；通过启动炉或者辅汽或者临机对#2高加进行加热，提高给水温度，降低炉水欠焓，增加启动初期的产汽量，同时可以大大缩短启动时间；在启动初期尽量通过燃烧来控制汽温，若投减温水要注意减温水量，防止因为启动阶段过热汽过热度较小，造成过热蒸汽带水。
6.总结
通过上述分析，带BCP启动系统锅炉在启动过程中能够缩短启动时间、减少热量损失、减少补给水量，能更有效地控制蒸汽温度，易满足汽机冲转参数的要求。由于BCP仅在启动过程中使用，因此该系统更适合于频繁启动、带循环负荷和二班制运行机组。而不带BCP启动系统锅炉的优点是系统本身简单可靠，运行维护方便，初投资小，因而对于长期高负荷运行机组选择不带BCP系统更为经济。另外，实际运行中在没有BCP的条件下，通过疏水回收至除氧器来回收工质和热量、控制启动速度、优化调整，完全能够实现机组的正常启动。
综上所述，对于某厂带基本负荷并参与适当调峰的大型机组，年启停次数不多，选择不带BCP启动系统更为合理。
参考文献
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[2]张小明,何江涛.1000MW机组锅炉取消启动循环泵可行性研究.中国新技术新产品，2011，第22期：170.
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[5]赵志丹,党黎军,刘超等.超（超）临界机组启动运行与控制[M].北京:中国电力出版社.2012.
作者简介
付光辉（1981－）.男.湖南人.毕业于武汉大学.工程师.现从事1000MW超超临界燃煤发电机组电厂运行管理工作.
E_mail地址:66922654@qq.com.
联系电话:13989717822.
工作单位：华润电力（温州）有限公司.
单位地址：浙江省温州市苍南县龙港镇巴曹华润路1号.
邮编：325805.
陆勤飞（1987－）.男.浙江人.毕业于华北电力大学.助理工程师.现从事1000MW超超临界燃煤发电机组电厂集控运行工作.
龙立义（1981－）.男.贵州人.毕业于上海交通大学.工程师.现从事1000MW超超临界燃煤发电机组电厂运行管理工作.
论文作者:付光辉,陆勤飞,龙立义
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/16
标签：疏水论文; 锅炉论文; 凝汽器论文; 机组论文; 系统论文; 工质论文; 损失论文; 《电力设备》2016年第24期论文;