0、引言
某廠600 MW超臨界機(jī)組鍋爐給水系統(tǒng)選用2臺(tái)50% BMCR容量的汽動(dòng)給水泵和l臺(tái)30% BMCR容量的電動(dòng)調(diào)速給水泵，每臺(tái)泵均配有同容量的前置泵。機(jī)組啟動(dòng)階段需要的輔助蒸汽（包括汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)汽源）來自電廠的啟動(dòng)鍋爐或鄰機(jī)，正常工作汽源來自四段抽汽或再熱蒸汽冷段。
在600 MW超臨界機(jī)組鍋爐的啟、停過程中，通常都是用電動(dòng)給水泵向鍋爐供水，一般待機(jī)組負(fù)荷達(dá)到180 MW后才啟動(dòng)汽動(dòng)給水泵并入系統(tǒng)向鍋爐供水。該廠2臺(tái)600 MW機(jī)組汽動(dòng)給水泵采用杭州汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的NK63/71/0型，單軸單缸單流純凝汽反動(dòng)式汽輪機(jī)，工作汽源為四段抽汽、輔汽、冷再汽源，給水泵型號(hào)為14×14×16A - 5stgHDB5，汽動(dòng)給水額定人口流量1092 t/h，出口流量l024 t/h，前置泵為QC400/300C型，水平單級(jí)軸向分開式離心泵，前置泵電動(dòng)機(jī)功率560 kW。電動(dòng)給水泵型號(hào)為8 x10 x14HDB -5．額定入口流量682.3 Uh，出口流量613.7t/h，電動(dòng)給水泵電動(dòng)機(jī)功率8200 kW。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
機(jī)組正常運(yùn)行負(fù)荷大于330 MW以上時(shí)，A，B汽動(dòng)給水泵各帶50%負(fù)荷，A，B小汽輪機(jī)汽源均為四段抽汽汽源供，自輔助蒸汽聯(lián)箱來汽并入系統(tǒng)熱備用狀態(tài)，輔助蒸汽聯(lián)箱由冷段再熱汽供汽。四段抽汽至小汽機(jī)汽源電動(dòng)閥和輔汽至小汽機(jī)電動(dòng)閥保持開啟位，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低四抽汽源壓力低于輔汽壓力后，小汽輪機(jī)汽源將自動(dòng)逐漸切至輔汽汽源帶，四段抽汽至小汽機(jī)汽源逆止閥將自動(dòng)關(guān)閉，冷段再熱器汽源供汽高壓調(diào)閥只有在小汽機(jī)低壓調(diào)閥開度大于70%以上時(shí)才會(huì)逐漸自動(dòng)開啟供汽，均能實(shí)現(xiàn)汽源無擾動(dòng)切換。
1、優(yōu)化方案
機(jī)組在正常啟、停過程中，原采用電動(dòng)給水泵為鍋爐上水，負(fù)荷到300 MW后才完全切換為汽動(dòng)給水泵為鍋爐上水，由于電動(dòng)給水泵電動(dòng)機(jī)功率容量很大（達(dá)8 200 kW），啟動(dòng)電動(dòng)給水泵運(yùn)行時(shí)消耗大量電能，使機(jī)組啟、停過程成本較高。經(jīng)過分析比較，在機(jī)組啟、停全過程中，采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水，電動(dòng)給水泵處于緊急備用狀態(tài)，可以大量節(jié)省廠用電，減少了機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)成本，特別在電動(dòng)給水泵故障失去備用作用時(shí)，機(jī)組順利啟動(dòng)能有可靠保證。由于汽動(dòng)給水泵基本出力較大，汽動(dòng)給水泵處于無汽壓或較低汽壓以及給水切為主路運(yùn)行時(shí)，直流爐給水流量的控制難度很大，容易引起水量、汽溫、汽壓大幅的波動(dòng)，給機(jī)組運(yùn)行帶來一定的影響，因此，在試驗(yàn)過程中，一定要注意在上述情況下的運(yùn)行調(diào)整并做出相應(yīng)的預(yù)案。
2、試驗(yàn)過程
(1)在機(jī)組停運(yùn)全過程中，采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水。該廠利用機(jī)組一次滑參數(shù)停運(yùn)機(jī)會(huì)，在停機(jī)全過程中，采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水試驗(yàn)并獲得了成功。
具體操作過程：當(dāng)時(shí)負(fù)荷為600 MW，A，B汽動(dòng)給水泵各帶50%負(fù)荷，A，B小汽輪機(jī)汽源均為四段抽汽汽源供汽，輔助蒸汽熱備用狀態(tài)，輔助蒸汽由冷段再熱器汽源供汽。在負(fù)荷由600 MW滑至330 MW時(shí)，逐漸將B汽動(dòng)給水泵所帶負(fù)荷出力全部轉(zhuǎn)移到A汽動(dòng)給水泵并減負(fù)荷至300 MW。穩(wěn)定運(yùn)行10min左右，觀察B汽動(dòng)給水泵所帶負(fù)荷出力確已全部轉(zhuǎn)移到A汽動(dòng)給水泵，A汽動(dòng)給水泵運(yùn)行無異常，給水流量穩(wěn)定，B汽動(dòng)給水泵最小流量再循環(huán)閥已全開，將B汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速降低，維持出口壓力比A汽動(dòng)給水泵出口壓力低1.5~2.0 MPa作為A汽動(dòng)給水泵故障跳閘后的緊急備用上水。逐漸降負(fù)荷，相應(yīng)調(diào)整A，B汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速，當(dāng)負(fù)荷降至200 MW后，將鍋爐上水由主路切至旁路供水，通過上水旁路調(diào)節(jié)閥控制鍋爐調(diào)整給水流量，保持鍋爐最低啟動(dòng)流量直致鍋爐磨煤機(jī)吹空后停運(yùn)。
由于小汽機(jī)汽源在四抽汽源壓力低于輔汽壓力后自動(dòng)切至輔汽汽源帶，而在低負(fù)荷時(shí)由于輔汽汽源壓力較高會(huì)導(dǎo)致2臺(tái)小汽機(jī)轉(zhuǎn)速偏低或調(diào)整轉(zhuǎn)速時(shí)給水流量波動(dòng)較大，因此，在滿足輔汽其他用戶汽壓要求的基礎(chǔ)上，盡量降低輔汽聯(lián)箱蒸汽參數(shù)(約0.7 MPa、270℃)，特別在150 MW負(fù)荷以下時(shí)以防汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速過低不好控制。
(2)在機(jī)組啟動(dòng)全過程中，采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水。在機(jī)組停運(yùn)全過程中，采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水運(yùn)行成功后，在隨后機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中，進(jìn)行啟動(dòng)全過程采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水試驗(yàn)并獲得成功。
具體操作過程：鍋爐上水之前，利用鄰機(jī)供輔汽汽源沖轉(zhuǎn)A，B小機(jī)，利用A汽動(dòng)給水泵和鍋爐上水旁路調(diào)節(jié)閥控制上水流量給鍋爐上水，B汽動(dòng)給水泵上水結(jié)束后維持給水流量450 t/h進(jìn)行冷態(tài)清洗，合格后進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火、熱態(tài)清洗、升溫升壓、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、機(jī)組并網(wǎng)直至機(jī)組負(fù)荷達(dá)180 MW時(shí)將鍋爐上水由旁路切至主路，開主路電動(dòng)截閥時(shí)，根據(jù)給水流量的增大情況，提前將A汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速降低，可結(jié)合降低輔汽壓力或切至MEH來適當(dāng)降低汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速（大于2 600 r/min）來控制給水流量。在A汽動(dòng)給水泵出力逐漸增大時(shí)，B汽動(dòng)給水泵的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)提升，但保持不上水狀態(tài)，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于300 MW以上時(shí)，逐漸將B汽動(dòng)給水泵并入系統(tǒng)接帶負(fù)荷。在啟動(dòng)過程中，當(dāng)四抽汽源壓力較低時(shí)，要注意確認(rèn)逆止閥嚴(yán)密可靠后才可以開啟四抽汽源電動(dòng)閥，以防小機(jī)進(jìn)汽汽源壓力突降引起轉(zhuǎn)速和給水流量突降。
(3)隨后在熱態(tài)啟動(dòng)及停運(yùn)過程中，全過程均采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐上水，電動(dòng)給水泵只作為緊急備用，其運(yùn)行方式證明采用汽泵進(jìn)行熱態(tài)啟停是完全可行的。
3、經(jīng)濟(jì)性分析
目前，600 MW超臨界機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)過程一般使用電動(dòng)給水泵向鍋爐上水，在180 MW以上負(fù)荷才切換為汽動(dòng)給水泵供水，甚至電動(dòng)給水泵在300MW后才停運(yùn)投備用。電動(dòng)給水泵運(yùn)行期間消耗電量很大，機(jī)組啟、停過程的耗電量均為外購(gòu)電量，電費(fèi)較高。經(jīng)過運(yùn)行分析，在機(jī)組啟、停過程中，采用鄰機(jī)提供的輔助汽源沖轉(zhuǎn)小機(jī)，使用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水，電動(dòng)給水泵處于備用狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)約廠用電，降低機(jī)組啟、停成本的目的，多次操作實(shí)踐證明，該廠2臺(tái)機(jī)組采用了汽動(dòng)給水泵運(yùn)行方式有明顯的節(jié)能效果。
3.1冷態(tài)啟動(dòng)
600 MW超臨界機(jī)組從鍋爐上水、冷態(tài)沖洗、冷態(tài)啟動(dòng)到機(jī)組帶180 MW負(fù)荷，約需12 h。
(1)在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過程中，電動(dòng)給水泵平均耗電量約12 x6000 =72000 (kW．h)，外購(gòu)電電價(jià)按0. 60元／(kW．h)計(jì)算，則電動(dòng)給水泵耗費(fèi)成本約72 000×0.60= 43 200（元）。
(2)在機(jī)組啟動(dòng)過程中，汽動(dòng)給水泵耗汽量12 x16—192 (t)蒸汽參數(shù)：0.7 MPa，270℃，焓值^為2 980 kj/kg，根據(jù)鍋爐效率93. 46%、蒸汽管道損失1.5%、原煤低位發(fā)熱量23 100 U/kg計(jì)算，每噸0.7 MPa、270℃的蒸汽所消耗的原煤約為2 980÷[23 100×93. 46%×(1-1.5%)]=0.1401(t)．啟動(dòng)過程耗汽所耗原煤量192×0.1401= 26.9(t)，按原煤到廠價(jià)600元／t計(jì)算，折合費(fèi)用為16 140（元）。
(3)汽動(dòng)給水泵前置泵耗電量約12×300=3600 (kW．h)，外購(gòu)電電價(jià)按0.60元／(kW．h)計(jì)算，則電動(dòng)給水泵耗費(fèi)成本約3 600 x0.60 =2160(元)。
因此，機(jī)組一次冷態(tài)啟動(dòng)將節(jié)省費(fèi)用43 200 -16140 -2 160= 24 900（元）。以裝機(jī)容量為2臺(tái)600 MW機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)次數(shù)各按3次計(jì)算，則該廠全年冷態(tài)啟動(dòng)采用汽動(dòng)給水泵替代電動(dòng)給水泵向鍋爐上水，可節(jié)約24 900×3×2=149 400（元）。
3.2熱態(tài)啟動(dòng)
600 MW超臨界機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)到機(jī)組帶180 MW負(fù)荷，約需4h。
(l)在機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)過程中，電動(dòng)給水泵平均耗電量約4×6 000= 24 000( kW·h)，外購(gòu)電電價(jià)按0. 60元／(kW．h)計(jì)算，則電動(dòng)給水泵耗費(fèi)成本約24 000×0.60 =14 400（元）。
(2)在機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)過程中，汽動(dòng)給水泵耗汽量4 x16 =64 (t)，蒸汽參數(shù)：0.7 MPa、270℃’、焓值h為2 980kj/kg，根據(jù)鍋爐效率93.46%、蒸汽管道損失1.5%、原煤低位發(fā)熱量23 100 kj/kg計(jì)算，每噸0.7 MPa、270℃的蒸汽所消耗的原煤約為2 980÷[23100×93.46%×(1-1. 5%)]=0.140 l(t)，啟動(dòng)過程耗汽所耗原煤量64×0.1401=8.97(t)，按每噸原煤到廠價(jià)600元計(jì)算，折合費(fèi)用為5 382元。
(3)汽動(dòng)給水泵前置泵耗電量約4×300 =1200(kW·h)，外購(gòu)電電價(jià)按0. 60元／(kW．h)計(jì)算，則電動(dòng)給水泵耗費(fèi)成本約1200×0.60= 720（元）。
因此，機(jī)組一次冷態(tài)啟動(dòng)將節(jié)省費(fèi)用14 400 -5 382 - 720=8 298（元）。以裝機(jī)容量為2臺(tái)600MW機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)次數(shù)各按6次計(jì)算，則該廠全年冷態(tài)啟動(dòng)采用汽動(dòng)給水泵替代電動(dòng)給水泵向鍋爐上水，可節(jié)約8298 x6 x2 =99567（元）。
3.3滑參數(shù)停機(jī)
600 MW超臨界機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)（180 MW負(fù)荷以下啟電動(dòng)給水泵）約需3h。
(1)在機(jī)組滑停過程中，電動(dòng)給水泵平均耗電量約3×6 000 =18 000( kW．h)，外購(gòu)電電價(jià)按0.60元／(kW“)計(jì)算，則電動(dòng)給水泵耗費(fèi)成本約18000 x0.60 =10800（元）。
(2)在機(jī)組滑停過程中，汽動(dòng)給水泵耗汽量3×16 =48 t蒸汽參數(shù)：0.7 MPa、270℃、焓值h為2980kj/kg，根據(jù)鍋爐效率93.46%、蒸汽管道損失1.5%、原煤低位發(fā)熱量23 100 kj/kg計(jì)算，每噸0.7 MPa、270℃的蒸汽所消耗的原煤約為2 980÷[23 100×93,46%×（1-1. 5%）]=0, 140 l (t)，啟動(dòng)過程耗汽所耗原煤量48 x0.1401t =6.72 (t)，按原煤到廠價(jià)600元／t計(jì)算，折合費(fèi)用為4032元。
(3)汽動(dòng)給水泵前置泵耗電量約3×300= 900(kW·h)，外購(gòu)電電價(jià)按0,60元／(kW．h)計(jì)算，則電動(dòng)給水泵耗費(fèi)成本約900×0.60= 540（元）。
因此，機(jī)組一次滑參數(shù)停機(jī)將節(jié)省費(fèi)用10 800 -4 032 - 540=6228（元）。以裝機(jī)容量為2臺(tái)600 MW機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)次數(shù)各按9次計(jì)算，則公司全年滑參數(shù)停機(jī)采用汽動(dòng)給水泵替代電動(dòng)給水泵向鍋爐上水可節(jié)約6228 x9 x2=112104（元）。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
4、結(jié)論
綜上所述，該廠2臺(tái)機(jī)組在冷、熱態(tài)啟動(dòng)及滑參數(shù)停機(jī)過程中，采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐上水比用電動(dòng)給水泵向鍋爐上水每年（按單機(jī)3次冷態(tài)啟、停和6次熱態(tài)啟、停計(jì)算）可以降低機(jī)組啟、停成本約36.1萬(wàn)元，
通過不斷摸索和調(diào)整總結(jié)，該廠已在2臺(tái)機(jī)組啟、停過程中全部采用汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水，電動(dòng)給水泵處于停運(yùn)備用狀態(tài)，達(dá)到了降低機(jī)組啟、停成本的目的，有效地提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。若該種運(yùn)行方式能加以總結(jié)推廣，各個(gè)電廠成本的累積效應(yīng)是相當(dāng)顯著的，這也是在國(guó)家節(jié)能減排的大趨勢(shì)下各個(gè)電廠應(yīng)在生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)上積極思考的問題，這種上水方式在取得較好的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也有較好的社會(huì)效益。
