給水泵汽輪機(jī)盤(pán)車(chē)對(duì)機(jī)組啟動(dòng)節(jié)油的影響

引言

華電國(guó)際電力股份有限公司奉節(jié)發(fā)電廠(以下簡(jiǎn)稱(chēng)奉節(jié)電廠）2M600Mw超臨界燃煤火力發(fā)電機(jī)組于2016年12月投產(chǎn),本廠鍋爐采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG-1852×25.31-118型超臨界w火焰燃燒直流爐,汽輪機(jī)采用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N600-24.2×0.343×566×566型超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)。本廠設(shè)計(jì)的最獨(dú)特之處是每臺(tái)機(jī)組只設(shè)計(jì)一臺(tái)給水泵汽輪機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)小汽輪機(jī)）,未設(shè)置電動(dòng)給水泵。故每次單機(jī)啟動(dòng)時(shí),只能通過(guò)啟動(dòng)鍋爐為小汽輪機(jī)提供蒸汽,因此燃油消耗相對(duì)于其他帶電動(dòng)給水泵的電廠或有二期機(jī)組的電廠來(lái)說(shuō)明顯偏多。如何在單機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中降低油耗,是本廠節(jié)能降耗的重點(diǎn)。本廠結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,采用了多種降低油耗的方法,逐步摸索出了較為節(jié)能的方法,本文主要介紹其中一種汽機(jī)側(cè)節(jié)油的方法,以供參考。

1系統(tǒng)介紹

1.1汽動(dòng)給水泵及相關(guān)系統(tǒng)

機(jī)組的給水系統(tǒng)為單元制系統(tǒng)。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一臺(tái)汽動(dòng)給水泵,不設(shè)電動(dòng)給水泵:設(shè)置3臺(tái)高壓加熱器和#3高加前置式冷卻器,將給水加熱到所需溫度,送入鍋爐省煤器進(jìn)口聯(lián)箱:3臺(tái)高加前置式冷卻器設(shè)置一個(gè)大旁路。

給水系統(tǒng)設(shè)有單臺(tái)100%容量的汽動(dòng)給水泵作為工作用泵,汽動(dòng)給水泵通過(guò)齒輪減速箱驅(qū)動(dòng)給水泵前置泵,來(lái)提高給水泵進(jìn)水壓頭。變速汽輪機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)小機(jī)）設(shè)計(jì)有中、低壓兩路汽源進(jìn)汽方式,機(jī)組啟動(dòng)主要通過(guò)啟動(dòng)鍋爐供汽或鄰機(jī)輔助汽源沖轉(zhuǎn)。小機(jī)排汽至獨(dú)立設(shè)置的小機(jī)凝汽器。主給水泵與其前置泵及給水泵小汽輪機(jī)組成汽動(dòng)給水泵組。汽動(dòng)給水泵組及前置泵同軸布置在汽機(jī)房機(jī)頭側(cè)6.9m層高處。汽動(dòng)給水泵分別由小機(jī)驅(qū)動(dòng),前置泵通過(guò)齒輪減速器由小機(jī)帶動(dòng),向鍋爐連續(xù)供水并向鍋爐再熱器及汽輪機(jī)高壓旁路提供減溫水。正常運(yùn)行時(shí),由汽機(jī)四段抽汽作為小機(jī)的驅(qū)動(dòng)汽源,再熱冷段蒸汽作為啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)的備用汽源。當(dāng)主汽機(jī)負(fù)荷低于35%BMCR時(shí),四段抽汽參數(shù)不能滿(mǎn)足小機(jī)要求,則自動(dòng)切換為再熱冷段蒸汽供汽。輔助蒸汽汽源可作為小機(jī)調(diào)試及啟動(dòng)汽源。首臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)時(shí),由啟動(dòng)鍋爐來(lái)汽作為調(diào)試用汽,沖轉(zhuǎn)小汽輪機(jī),直接由汽動(dòng)給水泵實(shí)現(xiàn)鍋爐啟動(dòng)。

1.2小汽輪機(jī)設(shè)備規(guī)范

小汽輪機(jī)設(shè)備規(guī)范如表1所示。

2本廠機(jī)組啟動(dòng)降低油耗的方法（汽機(jī)側(cè))

方法一:當(dāng)有一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行,需要啟動(dòng)另一臺(tái)機(jī)組時(shí),可采用臨機(jī)供汽方式,即將運(yùn)行機(jī)組輔汽聯(lián)箱的蒸汽通過(guò)輔汽聯(lián)絡(luò)管送至啟動(dòng)機(jī)組的輔汽聯(lián)箱,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組的小汽輪機(jī)工作。由于不需要使用啟動(dòng)鍋爐,故此方式下啟動(dòng)機(jī)組的小汽輪機(jī)油耗為零,是小汽輪機(jī)最為節(jié)能、快速的啟動(dòng)方式。

方法二:當(dāng)單機(jī)啟動(dòng)時(shí),即另一臺(tái)機(jī)組也停運(yùn)的情況,由于沒(méi)有外來(lái)蒸汽,只能采取投運(yùn)啟動(dòng)鍋爐來(lái)供給主廠房?jī)?nèi)的輔汽聯(lián)箱母管,以此驅(qū)動(dòng)小汽輪機(jī)工作。這種方法的特點(diǎn)是啟動(dòng)耗時(shí)較長(zhǎng),小汽輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)全靠?jī)膳_(tái)啟動(dòng)鍋爐作功,以消耗燃油為代價(jià),故十分不節(jié)能。

3節(jié)能效果分析

本廠作為全國(guó)首臺(tái)未設(shè)電泵的w火焰機(jī)組,機(jī)組啟動(dòng)油耗是每次技術(shù)、經(jīng)營(yíng)部門(mén)重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。結(jié)合以往本廠的啟動(dòng)經(jīng)驗(yàn),冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)一般油耗是80～l00t,熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)一般油耗是40～60t。本廠共配備兩臺(tái)啟動(dòng)鍋爐,在單機(jī)啟動(dòng)前期,只沖轉(zhuǎn)小汽輪機(jī)的話(huà),僅需投運(yùn)一臺(tái)啟動(dòng)鍋爐即可滿(mǎn)足需求。

從上述降低油耗的方法來(lái)看,方法二由于本廠客觀條件的限制,不可避免地產(chǎn)生燃油消耗。由于該油耗因小汽輪機(jī)的工作而產(chǎn)生,故需要對(duì)小汽輪機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。目前基于運(yùn)行方面的方法就是提前將小汽輪機(jī)進(jìn)行低速盤(pán)車(chē),以此減少小汽輪機(jī)暖機(jī)時(shí)間,即減少小汽輪機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間,從而達(dá)到節(jié)省燃油的目的。

本廠小汽輪機(jī)為單臺(tái)設(shè)置,對(duì)于國(guó)內(nèi)單臺(tái)機(jī)組雙汽泵設(shè)置的600Mw機(jī)組,其最大功率達(dá)到了53.4Mw,且小汽輪機(jī)、給水泵、前置泵均為同軸,故整個(gè)給水泵組的長(zhǎng)度相對(duì)于普通給水泵組要長(zhǎng),轉(zhuǎn)動(dòng)部件要重得多。若停運(yùn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則會(huì)導(dǎo)致像發(fā)電用汽輪機(jī)那樣存在一定的熱彎曲而造成偏心度升高,偏心度過(guò)高的危害就是沖轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)部件振動(dòng)過(guò)大或發(fā)生動(dòng)靜摩擦。對(duì)于偏心度升高問(wèn)題,本廠之前的應(yīng)對(duì)措施就是增加暖機(jī)時(shí)長(zhǎng),使小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子部件受熱更均勻,以此降低偏心度。查看以往本廠的機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程,小汽輪機(jī)由冷態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)直接啟動(dòng),沖轉(zhuǎn)時(shí)的初始偏心值高達(dá)l90～500ur,當(dāng)轉(zhuǎn)速升至l500～/rin以上時(shí),小機(jī)會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)大,保護(hù)動(dòng)作而跳閘（本廠小汽輪機(jī)軸承振動(dòng)保護(hù)報(bào)警值是76ur,動(dòng)作值是l50ur。保護(hù)動(dòng)作邏輯是當(dāng)任一軸承一向達(dá)l50ur且另一向達(dá)76ur,則保護(hù)跳閘小汽輪機(jī)）。為了降低偏心度（本廠經(jīng)驗(yàn)值是<40ur）,避開(kāi)小汽輪機(jī)振動(dòng)保護(hù)值,之前只能將小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速維持在600～800～/rin進(jìn)行低速暖機(jī),故暖機(jī)時(shí)間延長(zhǎng),燃油消耗增加。經(jīng)過(guò)后期運(yùn)行摸索,在小汽輪機(jī)啟動(dòng)前＋h人工盤(pán)車(chē)一次,利用小汽輪機(jī)大軸自身重量減少熱彎曲,提前降低轉(zhuǎn)子偏心。在沖轉(zhuǎn)時(shí)就能順利越過(guò)l500～/rin這個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn),不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)大而跳閘。相對(duì)于之前未提前盤(pán)車(chē)時(shí)的啟動(dòng),暖機(jī)時(shí)間節(jié)省約lh。按單臺(tái)啟動(dòng)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)油耗57＋0kg/h計(jì)算,共節(jié)省燃油5.7＋t。按全年兩臺(tái)機(jī)組小汽輪機(jī)共計(jì)啟動(dòng)8次計(jì)算,共節(jié)約燃油約55t,按目前市場(chǎng)上燃油（#0輕柴油）單價(jià)7000元/t計(jì)算,全年僅此一項(xiàng)節(jié)省燃油成本l＋萬(wàn)元。同時(shí),還縮短了小汽輪機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間,有利于推進(jìn)整個(gè)機(jī)組的啟動(dòng)工作,使機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)得到優(yōu)化,效率更高。

4結(jié)語(yǔ)

火力發(fā)電廠是能耗大戶(hù),在燃煤價(jià)格居高不下的市場(chǎng)背景下,電廠降低自身的成本消耗尤為重要。節(jié)能降耗的舉措之一就是降低燃油消耗,油耗是每個(gè)電廠的重要指標(biāo),尤其是機(jī)組啟停的油耗問(wèn)題尤為重要。本文降低機(jī)組啟動(dòng)油耗的案例就是在這樣的背景下形成的,在機(jī)組啟動(dòng)前,在保障設(shè)備安全的前提下,通過(guò)提前對(duì)小汽輪機(jī)進(jìn)行低速盤(pán)車(chē),降低給水泵組的偏心度,以此降低小汽輪機(jī)的啟動(dòng)能耗,達(dá)到節(jié)油省時(shí)的目的。