1. 設(shè)備概況
江蘇鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司三期機(jī)組鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，鍋爐型號：SG1913/25.40-M95，單爐膛、一次中間再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣鍋爐。燃燒系統(tǒng)為中速磨配正壓冷一次風(fēng)直吹式送粉系統(tǒng)，系統(tǒng)配套兩臺50％容量雙吸離心式變頻調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)，每爐有六臺磨煤機(jī)，與六層24個燃燒器相匹配，其中A層四只燃燒器為帶有等離子點(diǎn)火功能的燃燒器，每臺爐配有三層共12支油槍。機(jī)組配置2×50％BMCR調(diào)速汽泵和一臺30％的電動調(diào)速給水泵。
廠用蒸汽母管的汽源主要來自機(jī)組的四抽，當(dāng)四抽壓力過低不能滿足需要時可由高排供給、當(dāng)二臺機(jī)組均停運(yùn)時也可由＃3 機(jī)、＃4 機(jī)高排供給。
小機(jī)為雙汽源設(shè)計，當(dāng)主機(jī)負(fù)荷達(dá) 30％額定負(fù)荷以上時，采用四抽汽源為工作汽源驅(qū)動小機(jī)，由調(diào)門控制進(jìn)汽量，調(diào)節(jié)小機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)主機(jī)負(fù)荷在 30％額定負(fù)荷以下，調(diào)門開度 85％左右仍滿足不了功率要求時，高排蒸汽經(jīng)過高壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)入小機(jī)，通過控制高壓調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)小機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)機(jī)組在非運(yùn)行狀態(tài)，高排、四抽均無汽的情況下，廠母蒸汽通過調(diào)試用手動門，由低壓調(diào)門控制進(jìn)汽量，調(diào)節(jié)小機(jī)轉(zhuǎn)速。
2. 無輔助汽源啟動背景
#5機(jī)組調(diào)停，#6機(jī)組AGC方式、負(fù)荷538MW,機(jī)組正常運(yùn)行。
11月08日08:21#5、6機(jī)組同時發(fā)來"線路保護(hù)裝置異常"光字牌，子光字牌為"裝置閉鎖"、"差動保護(hù)通道故障"。
11月08日08:31因通訊故障我司與調(diào)度通訊中斷，穩(wěn)定負(fù)荷，待調(diào)度指令。
11月08日09:07因上黨變通訊模塊電源故障，調(diào)度令#6機(jī)組緊急停機(jī)，5min內(nèi)完成操作。
11月08日9:10 手動緊急停機(jī)。
此時全廠所有機(jī)組停運(yùn)，輔助汽源失去，從啟動蒸汽的用途分析可以知道，缺少啟動啟動汽源的機(jī)組是無法安全啟動的，這種情況下，分析探討如何利用鍋爐滋生蒸汽作為機(jī)組的啟動汽源，安全快速恢復(fù)機(jī)組運(yùn)行是一個重要、迫切的現(xiàn)實問題。
3. 可行性分析
3.1 鍋爐水質(zhì)問題：極熱態(tài)情況下水質(zhì)要求鍋爐上水水質(zhì)要求除氧器的水溫不低于100--120℃，除氧器出水含鐵量＜200μg/L,點(diǎn)火水質(zhì)省煤器入口水質(zhì)含鐵量＜50μg/L，分離器出口含鐵量＜100μg/L。機(jī)組在發(fā)生異常跳閘后，水質(zhì)含鐵量不受影響，由于沒有外來熱源，主要解決水溫問題，從系統(tǒng)設(shè)計來看，可以開啟鍋爐啟動分離器至除氧器疏水門，利用鍋爐余熱，回收蒸汽以提高除氧器水溫。
3.2 鍋爐給泵動力問題：在啟動初期，可以迅速啟動電泵，通過電泵向鍋爐上水，保證水循環(huán)。
3.3 油槍霧化蒸汽、軸封蒸汽問題：廠用蒸汽母管壓力可以通過利用鍋爐余熱，通過Ⅰ旁減壓閥→再熱器→高排供廠母調(diào)整門→廠母，維持廠母蒸汽參數(shù)正常，從而解決油搶霧化蒸汽和汽機(jī)軸封蒸汽問題。
4. 啟動方案實踐
4.1 點(diǎn)火前的準(zhǔn)備
1) 為了避免汽機(jī)汽缸進(jìn)冷氣的可能，在廠母壓力未能保證持續(xù)穩(wěn)定情況下，緊急停機(jī)后確認(rèn)真空破壞門開啟，真空下降，保證汽輪機(jī)安全，在廠母壓力能穩(wěn)定后，，恢復(fù)軸封，建立真空，為鍋爐點(diǎn)火、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備。
2) 迅速動電泵，維持給水流量大約230t/h，循環(huán)冷卻鍋爐之后降低給水流量，點(diǎn)火前提升給水流量至點(diǎn)火流量。
3) 再熱器出口壓力由停機(jī)前的3.2MPa在5min內(nèi)降至最低0.45Mpa，開啟高旁閥門開度在20%左右，再熱器出口壓力上升至4.7MPa，調(diào)整高旁開度，并稍開二旁減壓閥開度2%左右，最終維持高排壓力和再熱器出口壓力在3.0Mpa左右穩(wěn)定。
4) 廠母壓力由0.72Mpa下降至0.5Mpa，將#6機(jī)高排供廠母調(diào)整門由7%開至22%左右，維持廠母壓力在0.6Mpa左右穩(wěn)定。通過開啟廠母至軸封供汽，維持軸封母管壓力在33Kpa左右穩(wěn)定。
5) 廠母及軸封壓力能夠維持正常，關(guān)閉真空破門，真空泵A、B、C同時提高凝器真空，做好啟動準(zhǔn)備。
4.2 鍋爐點(diǎn)火
1) 鍋爐吹掃結(jié)束后，通過電動給水泵建立啟動流量，保證水冷壁水循環(huán)。
2) 確認(rèn)廠母壓力正常，保證霧化蒸汽可靠，投入最下層油槍。
3) 鍋爐啟動期間，按照極熱態(tài)啟動規(guī)定，控制主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，監(jiān)視各管壁溫度。
4) 鍋爐點(diǎn)火正常后，鍋爐產(chǎn)汽與啟動用氣能平衡，應(yīng)盡快投入空預(yù)器連續(xù)吹灰。
4.3 汽機(jī)沖轉(zhuǎn)
1) 沖轉(zhuǎn)參數(shù)：主汽壓10.6MPa，主再汽溫508℃/536℃，,調(diào)節(jié)級溫度454℃，#6汽輪機(jī)最低轉(zhuǎn)速160rpm ，汽機(jī)掛閘沖轉(zhuǎn)。高中壓主汽閥前蒸汽溫度要比高中壓內(nèi)下缸溫度高50~80℃，主汽溫度至少50℃以上過熱度。
2) 關(guān)注汽輪機(jī)各項參數(shù)，如高、低壓差脹的變化情況，汽機(jī)打閘后由于鼓風(fēng)摩擦原因，低壓缸差脹通常較大，為了避免延長啟動時間，應(yīng)該及時提早適當(dāng)降低凝器真空和低壓軸封蒸汽溫度。防止低差超限。盡早沖轉(zhuǎn)，沖轉(zhuǎn)后應(yīng)盡快升速，以300r/min的速度沖到3000r/min，注意汽機(jī)振動不超限。
3) 定速以后盡快并列，按缸溫對應(yīng)曲線快速帶負(fù)荷，升負(fù)荷至缸溫水平對應(yīng)的負(fù)荷，避免金屬冷卻出現(xiàn)負(fù)溫差。
圖1-旁路開度、廠母壓力、軸封壓力變化
圖2-主再蒸汽溫度、缸溫、轉(zhuǎn)速變化
5. 風(fēng)險探討與控制
5.1 防止汽輪機(jī)進(jìn)冷汽：極熱態(tài)情況下，在廠母壓力未能保證持續(xù)穩(wěn)定前，汽機(jī)應(yīng)迅速破壞真空，避免汽機(jī)汽缸進(jìn)冷氣的可能，保證主設(shè)備安全。
5.2 防止低壓缸工況惡化：破壞真空過程，主要注意真空下降速度，此時大量高溫疏水、旁路蒸汽進(jìn)入凝器，造成低壓缸工況惡化，容易導(dǎo)致低壓缸超溫超壓。能采取手段有：○1：提高凝水壓力，加大低壓缸的噴水，降低低壓缸溫度。○2：控制真空下降速度，下降速度取決于軸封壓力下降速度以及排汽缸溫度上升情況?！?：當(dāng)調(diào)整后廠母參數(shù)確保能穩(wěn)定，應(yīng)停止破壞真空，為后續(xù)機(jī)組快速啟動做好準(zhǔn)備。
5.3 防止鍋爐快速冷卻：盡快完成鍋爐點(diǎn)火工作，投用燃料，維持廠母壓力，如果不能立即啟動，應(yīng)迅速停運(yùn)送、吸風(fēng)機(jī)避免鍋爐冷卻過快，不能維持軸封用汽。
5.4 防止鍋爐發(fā)生爆燃：○1：極熱態(tài)且無輔助蒸汽鍋爐啟動時，由于爐膛溫度很高，配置等離子點(diǎn)火器鍋爐，禁止無油點(diǎn)火，避免燃燒不充分，爐內(nèi)燃料積聚，在特定情況下產(chǎn)生爆炸。故障發(fā)生后，首要任務(wù)是利用余熱恢復(fù)輔助汽源，保證點(diǎn)火時油槍能投用用?！?：啟動第一臺磨煤機(jī)時，由于跳閘磨煤機(jī)內(nèi)部大量存煤，磨煤機(jī)啟動風(fēng)量、啟動風(fēng)壓應(yīng)控制在下限，其它跳閘磨煤機(jī)各角出口禁止開啟，有需要開啟原備用磨煤機(jī)，避免大量煤粉瞬間進(jìn)入爐膛內(nèi)部，發(fā)生爆燃。
5.5 防止受熱面應(yīng)力大：鍋爐啟動過程，為了保證水質(zhì)和降低受熱面應(yīng)力，除氧器水溫要求不低于100--120℃，在無輔助汽源啟動情況下，如何提高除氧器水溫是一個關(guān)鍵問題。主要通過以下措施來實現(xiàn)：○1：在保證升溫升壓速率不超限的情況下，加快燃料投入，汽水分離器排出工質(zhì)及時回收，加熱除氧器水溫?！?：鍋爐點(diǎn)火穩(wěn)定后，先投用#2高壓加熱器，蒸汽通過Ⅰ旁→再熱器→高排→二抽→#2高加加熱給水，提高給水溫度?！?：鍋爐濕態(tài)運(yùn)行，為了提高鍋爐產(chǎn)汽量，維持啟動蒸汽，在保證升溫升壓速率不超限的情況下，啟動給水流量維持在下限。
6. 結(jié)束語
6.1 江蘇鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司630MW超臨界機(jī)組無輔助汽源啟動方案，經(jīng)過現(xiàn)場實踐證明確實可行，在無輔助汽源的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)極熱態(tài)啟動，既節(jié)約了生產(chǎn)成本，又縮短了啟動時間，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
6.2 無輔組汽源啟動，機(jī)組存在風(fēng)險點(diǎn)，實施過程中，要做好操作配合，加強(qiáng)對風(fēng)險點(diǎn)的分析和監(jiān)視，避免發(fā)生汽機(jī)進(jìn)冷汽、鍋爐爆燃等損壞主設(shè)備事例發(fā)生。
6.3 在火力發(fā)電廠利用小時數(shù)逐年下降情況下，電廠單臺機(jī)組運(yùn)行頻率越來越高，單機(jī)運(yùn)行發(fā)生機(jī)組故障，探索如何充分利用鍋爐余熱迅速恢復(fù)系統(tǒng)，將是火電廠要面臨的新課題。本文實例有一定代表性，有現(xiàn)實指導(dǎo)意義，供同行參考。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉應(yīng)問，王樹懷，孫寶華，直流鍋爐熱態(tài)啟動問題及優(yōu)化[J].華北電力技術(shù)，2007
[2] 600MW機(jī)組運(yùn)行規(guī)程(第二版)，2015江蘇鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
