刘刚
通辽霍林河坑口发电有限责任公司 内蒙古霍林郭勒市 029200
摘要：600 MW 亚临界机组的给水系统是机组工艺流 程的关键环节, 而给水泵又是电厂中最重要的辅助 设备之一, 投资在全厂中占有较大的比例, 泵组的运行可靠性与经济性显得尤为重要, 而给水系统泵组的选型及布置的优劣不仅直接影响其自身的安全性和经济性, 而且对整个工程的初投资与安全经济运行都会产生十分重要的影响。通过对 600 MW 亚临界机组给水泵组配置方案在功能、型式及运行方式等方面进行分析,优化方案即给水系统配置 2×50%汽动泵、给水泵汽轮机配带各自独立的小凝汽器的方案，不仅能满足机组正常运行、启停, 而且也能满足汽轮机事故停机而锅炉突然切掉燃料时, 为使锅炉受热面能得到足够冷却所需保证的给水量。
关键词：亚临界锅炉；给水控制；系统
近年来，国内新建机组多为600MW直流锅炉机组，蒸汽压力等级高，多为亚超界机组。超临界机组具有耦合性强、蓄热能力差的问题，常规的控制方案很难取得满意的控制效果。采用先进的控制策略，对于提高系统的调节品质，保证系统能够实现平稳运行，减少跳车发生的几率，降低相应的事故损失具有重要意义，给水系统的调节品质的好坏直接关系着锅炉汽水系统的稳定运行。因此，必须增加对热工特性的了解，提高给水控制系统的控制水平。在 600MW 亚临界锅炉的协调控制过程中，通过给水系统调整煤水比是给水控制的核心任务。在锅炉运行过程中，给水控制系统主要是实现锅炉煤水控制，通过控制汽水分离器出口温度保证分离器入口的过热度在可控的范围内变化，实现对蒸汽温度的粗调节，对设备的性能要求很高，是锅炉给水控制的重要内容之一。
一、给水系统常规配置方案
600 MW 机组给水系统常规为单元制, 据国内的有关资料, 实践经验400 MW 以上机组亚临界的给水泵已稳定地趋向于采用冷凝式汽轮机传动。其主要原因在于冷凝式汽轮机传动使主汽轮机的净热耗率得到改善, 使机组的综合经济技术指标为最佳。600 MW 机组泵组采用 2×50%, 即由 2 台半容 量的主给水泵并列运行, 另设 1 台半容量或更小的启 动备用电动泵组。这种配制方式的优点是运行灵活, 不因泵组故障或检修影响主机运行。国内600MW 机组,以 600 MW 机组其典型的泵组形式, 就是采用这种配置方式。另一种是采用 1×100%的主给水泵, 另设1 台小容量的启动备用电动泵。这种方式的优点是设备初投资少, 可靠性高运行维护方便。某公司提供小汽机的给水泵组电厂中, 采用 100%汽 动泵方案, 占 38%, 单机最大机组容量达 800 MW; 单机容量为 1300 MW 和 900 MW 的 超临界机组也多采用 100%汽动泵方案。 随着泵组可靠性的提高, 1×100%的方案增多, 这是发展的趋势。 已建电厂的电动泵绝大多数只作为启动给水泵, 因此, 最近新建的和待建的电厂, 工程,均设置 30%容量 的定速电动给水泵, 只作启动用, 不作备用。 电动定速给水泵如果只作启动用, 对于有可靠辅助蒸汽汽源的电厂, 就可以利用由小汽轮机 驱动的汽动给水泵直接启动, 从而彻底取消 30%容 量的电动泵。
二、给水系统的优化方案
根据电动泵的备用功能已经可以不予考虑, 而启动功能又可以由汽动泵实现, 使30% 容量的电动泵取消成为可能。 机组正常启动时都是先建立真空, 600 MW机组一般安装有3台 50%容量的机械水环式真空泵, 启动时全部投入运行, 满足快速建立真空的需要。真空建立后, 由辅助蒸汽母管来的蒸汽驱动小汽 机, 其排汽排到主机凝汽器内, 小汽机带动给水泵, 给水系统开始供给锅炉给水。机组降负荷正常停机时, 随着机组负荷逐渐降低, 给水泵维持低负荷运行, 小汽机的排汽仍进入主凝汽器, 直到负荷降到一定程度时, 主汽轮机解列, 给水泵停运。
除了正常启动和正常停机情况外, 还有一种工况必须考虑, 即汽轮机事故停机时, 锅炉突然切掉燃料, 此时为保证锅炉受热面能够得到足够的冷却, 需提供一定的给水量, 这部分给水流量, 在BMCR 工况, 根据锅炉设计要求, 应不低于 10%BMCR 的流量。另外, 锅炉安装、检修后, 机组起动前的锅炉吹管, 也需要一 部分的给水量, 大约为15%BMCR 的流量。 为实现功能, 增设15%BMCR 容量的定速电动给水泵, 作为紧急事故用给水泵; 给水泵汽轮机配置凝汽器, 因为当汽轮机事故停机时, 主机的凝汽器要破坏真空快速停机, 给水泵汽轮机的排汽不能排至主凝汽器, 汽动泵无法工作, 也就不能满足锅炉切燃料后所需的 10%BMCR 流量的给水量。
1、扩建600 MW 亚临界燃煤机组及相关配套设施，工程采用主机制造厂设备。高压给水系统采用单元制, 配50%容量的汽动泵, 用于机组起动及正常运行, 汽动泵不设凝汽器, 其排汽排到主机凝汽器内, 给水系统另设15%容量的事故电动给水泵。锅炉给水泵汽轮机是双汽源内切换式，机组负荷在 40%以上时, 由 抽汽作为给水泵汽轮机的汽源, 抽汽供到给水泵汽轮机的低压进汽接口。在停机过程或低负荷运行时, 抽汽压力较低不能满足给水泵汽轮机用汽要求时, 汽源 切至再热蒸汽。从一个汽源到另一个汽源的切换是逐渐完成的。一般在接近机组 40%负荷时, 即用调节高压和低压控制阀来达到平滑的过渡切换。机组在启动, 辅助蒸汽有足够的压力及流量, 可以满足小汽机汽源的要求。机组启动都必须先建立真空,安装50%容量的机械水环式真空泵, 在机组任何一种启动过程中, 都可以全部投入运行, 满足快速建立真空的需要。真空建立后, 由汽母管来的蒸汽 驱动小汽机, 其排汽排到主机凝汽器内, 小汽机带动 给水泵, 给水系统开始供给锅炉给水。汽轮机事故停机工况由增设的 15%容量的事 故给水泵满足锅炉受热面的冷却要求。
2、 2×50%汽动给水泵汽轮机配置小凝汽器的原始条件, 主机情况不变, 给水系统仍是单元制, 而驱50%容量给水泵的小汽轮机均配置独立的凝汽器, 不另设电动给水泵。给水泵汽轮机完整的系统, 与其配套的有独立的凝结水系统、抽真空系统、循环水系统等, 它可以不依赖主机的运行条件而独立运行。无论是机组启动、正常运行、事故停机, 还是给水泵汽轮机单独运行, 汽动给水泵都能满足系统的要求, 前提条件仍然是有参数稳定、可靠的辅助蒸汽汽源。给水泵汽轮机凝结水系统100%容量立式定速凝结水泵, 每台小汽机对应凝结水泵, 不设备用。机组正常运行时, 小汽机凝结水由小汽机凝汽器自流至主凝汽器, 再通过主凝结水泵经低压加热器进入除氧器。主汽轮机起动前及主机事故快速停机时, 小汽机凝结水通过小汽机凝结水泵直接进入除氧器。给水泵汽轮机凝汽器的抽真空系统,设有100%容量的机械真空泵, 机组正常运行时, 小汽机凝汽器与主机一起由主机真空泵抽真空。主机停机而小汽机单独启动时, 小汽机真空泵投入运行。汽动给水泵的工作情况, 在正常运行、机组启动时, 而在主汽轮机事故停机工况,仍然依靠辅助蒸汽来驱动小汽机, 并带动锅炉给水泵来满足锅炉受热面的冷却要求。
通过以上的分析,无论从启动、正常运行还是事故停机, 都能满足要求系 统也都可行, 从投资方面考虑相差不大。但与常规配置 30%容量的调速电动泵, 带液力偶合器的调速电动泵组的价方案投资高, 同时, 6 kV 厂用电容量增大, 电气的一些配套设施也需扩容, 如厂用变压器、起/备变压器的规格提高, 价格差为 300 万元, 6 kV 开关柜的总差价大约为700 万元, 即如果按配置30%容量的调速电动泵,从节省投资方面来看,给水泵汽轮机配带自己独立的凝汽器,业主有这方面的运行经验, 并综合采用此方案。
参考文献：
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