300MW汽轮发电机组启动上水方式优化方案及分析.pdf

第l 9 卷 华 中 电 力 2 0 0 6 年第2 期 3 0 0 mw 汽轮发电机组启动上水方式 优化方案及分析 崔修 强 ( 华 电国际十里泉发 电厂 ， 山东 枣庄2 7 7 1 0 3 ) 摘要 ：针对 3 0 0 mw机组传统的上水方式存在的问题进行 了分析 。对机组启动上水进行了运行方式的优化研究， 提 出了一种机组冷态启动无凝结水泵、 电泵， 热态启动无电泵上水优化方案， 并对此上水方案优越性进行了分析。 关键 词 ： 上 水方式 ； 优 化方 案 ； 优越 性 中图分类号： t k 2 6 4 1 文献标识码： b 文章编号： 1 0 0 6 6 5 1 9 ( 2 0 0 6 ) 0 2 0 0 6 3 0 3 an a l y s i s o f op t i ma l op e r a t i o n s c h e me o f t h e f e e d i n g w a t e r f 0 r 3 0 0 mw s t e a m t u r b i n e ge n e r a t o r un i t cui xi u qi a n g 1 传统 的上水方式及存在的 问题 1 1 概述 十里泉发电厂 6 、 7号机组。 单机容量 3 0 0 mw： 锅炉采用哈尔滨锅炉厂生产的 ，型号为 hg 一 1 0 2 5 1 8 2 一 y m8 ， 设计额定蒸发量 9 1 0 t h ： 汽轮机采用哈 尔滨汽轮机厂生产的。型号为 n 3 0 0 1 6 7 5 3 7 5 3 7 。 具有八段不可调整抽汽 。系统配置 2 5 0容量汽 动给水泵组及 l x 5 0 o o 容量 电动给水泵组 ，单台机 组均设有独立的辅汽系统 ，两机辅汽采用母管连 接。 辅汽汽源可由两个方面提供 ： 邻机辅汽联箱 、 二 段抽汽( 冷再) ， 辅汽系统主要为满足机组启 、 停及非 正常t况下有关燃油雾化 、 汽机轴封 、 除氧器加热 等的用汽需要。 1 2 传统 上水 方式 小汽轮机有高压和低压两个相互独立的汽源， 低压汽源为主机四段抽汽或高压辅汽连箱来汽 ， 高 压汽源为新蒸汽 。 小汽轮机排汽到凝汽器。机组给 水系统设计原则为 ： 在开停机组时首先启 动凝结水 泵 ， 利用凝泵向除氧器上水 。 锅炉上水利用电动给 水泵组作为工作泵 。 机组负荷大于 9 0 mw 后 ， 随着 负荷 的增加 ， 投入 l套或 2套汽动给水泵组 ， 负荷 大于 1 5 0 mw 后退 出电泵组作为正常运行时 的备 用泵。 1 3 传统上水方式存在的问题 f 1 1 机组冷态启动时，从启动电动泵至负荷 l 5 0 m wf 即开启汽动泵时1 ， 需要 1 5 h甚至更长时 间。这段时间内， 电动泵要消耗大量的厂用 电。 f 2 12 汽动泵启动时 ， 暖机暖泵需要一段时间。 冈 此， 在机组负荷 1 5 0 mw 之前 ， 若 电动泵发生故 障 ， 汽动泵不能立即投运 。则势必要造成锅炉给水 巾 断 ， 从而使整个机组启动 作失败。 即 ， 使设备的可 靠性降低。 f 3 1除氧器上水采用凝结水泵上水 凝结水泵 要消耗大量的厂用 电。 如何使给水泵运行方式更加安全 、 经济 、 合理， 是必须考虑的问题 。机组启动时， 锅炉采用无 电泵 上水不失为一个可行的优化方案。 2 上水方式优化方案及可行性分析 2 1 上水方式优化方案 ( 1 1机组冷态( 或温态) 启动时不冉启动电动给 水泵 ， 而是首先采用 除氧器充压法( 温态时启 动汽 动泵的前置泵)向锅炉汽包进水代替电动给水泵向 锅炉上水。 当汽包起压 ， 静压上水闲难时， 可以启动汽 泵前置泵， 增加上水压头 ， 此方案可称为静压 水。 ( 2 )南于汽动泵前 置升压泵 的扬程低( 出 口压 力 1 3 4 mp a 1 ， 当汽包压力达到近 o 5 mp a时 ， 前置 升压泵无法进一步满足锅炉给水压力的需要 。这 时 ， 仍然不启动 电动给水泵 ， 而是直接启动汽动主 给水泵f 这 时小机汽源为高压辅汽联箱来 汽) ， 利用 汽泵小汽轮机升速暖机的机会进一步提 高给水压 收稿 日期 ： 2 0 0 5 1 2 1 6 作者简介 ： ( 1 9 7 2 一 ) 。 男。 工程师， rt程硕士， 主要从事火力发电厂节能和辅机运行方式优化的研究 一 6 3 维普资讯 2 o 0 6 年第2 期 华 中 电 力 第1 9 卷 力以满足锅炉供水 的需要 。当负荷升至 1 2 0 mw 时 。 进行小汽轮机汽源的切换 ， 即从高压辅汽连箱 来汽切换到四段抽汽直至满负荷。 ( 3 )机组热态( 或极热态) 启动时， 直接利用高辅 汽源冲动小汽轮机 ， 启动汽动主给水泵向锅炉汽包 上水。 ( 4 )机组冷态( 或温态) 启动时 ， 除氧器利用凝结 水上水泵进行上水 到凝 汽器抽真空前方启动凝结 水泵。 2 2除氧器加压向锅炉上水可行性分析n 除氧器加压 向锅炉上水示意见图 1 。 围 1 除氧 器 加 压 向 锅 炉 上 水 示 意 如图 1所示 。 由理想流体的伯努里方程有： z i + + ： z 2 + + 一 c 2 y z g y z g 式中z i = 2 3 5 m， z 2 = 6 4 5 m， p 2 为 大气压力 ， c l = 0和 c 2 = 0 ( 静止状态) ， 则： p i = 一 五) + = 0 5 1 m p a 由此理论计算可知 。 只要除氧器水位表面蒸汽 压力达到 0 5 1 mp a 。 即可将除氧器水箱的水压至锅 炉汽包 。为克服沿程阻力和局部节流损失 ， 将除氧 器压力提高至 0 6 mp a ， 就能克服上述阻力。 因此理 论上采用除氧器加压向锅炉上水是可行的。 2 3 机组启动中采用汽泵组上水可行性分析 小汽轮机及汽动给水泵在设计工况下的运行 参数见表 1 。 裹 1 小 汽 轮 机 爱给 水 泵 技 术 规 范 项 目 参 数 小汽轮机型号 连续运行转速范围 r - mi n 一 低压侧进汽压力 mp a 低压侧进汽温度， 排汽压力， l【 p a 汽耗量， l【 g ( k w h ) 一 l 汽动给水泵型号 汽动给水泵调速范围 r m i n n g z 8 4 6 8 3 5 0 6型双汽源 冷凝式调速 汽轮机 3 1 0 o 一 5 9 0 0 07 9 3 4 3 3 3 4 7 1 53 6 8 5 0 c h i ia 6 s p - 3简式 多级离心泵 l 5 o 0 6 l o 0 64 辅汽正常运行中由冷再供汽。 机组启停中由邻 机供汽， 其压力定值为 0 8 5 mp a ， 温度为 3 5 0。 运 行规程要求锅炉开始点火升压前半小时， 汽机侧投上 真空及轴封系统 ，使凝结器真空逐渐提高到一 8 5 k p a 左右。因此 锅炉点火升压前小汽轮机 已具备冲转 条件 。 从热力系统及汽泵组本身 的特性来分析 。 小机 辅汽联箱来汽完全可以满足小机冲转所需蒸汽量 。 因此 ， 可以看 出只要通过有关试验 ， 在运行操作上 加以补充 。 机组热态启动或冷态启动当汽包压力达 到近 0 5 mp a时 ， 利用汽泵组作为开机的工作泵也 应该是完全可行的。 2 4机组启动前利用凝结水上水泵向除氲器上水 的可行性分析 上水泵技术规范见表 2 。 表 2上水泵技 术规范 利用由理想流体 的伯努里方程 由热力系统及 上水泵泵组本身 的特性来分析计算 。 若除氧器压力 降到 0 4 mp a以下时，利用上水 泵作为机组启动时 除氧器的的工作泵也应该是完全可行 的。 3 锅炉启动无 电泵上水具体优 化方案 3 1 点火前利用除氧器加压向锅炉上水 ( a )锅炉汽包压力为零时 ， 采用静压上水方法 ； ( b )高加水侧走旁路 ； ( c )开启除盐水上水泵 ， 向除 氧器补水 ； 除氧器水位达 2 3 0 0 m m时 停止上水泵 运行 ； ( d )开启除氧器再沸腾门， 利用辅汽将 除氧器 加热使其压力达到 0 7 5 mp a ，温度 6 0 9 0； f e ) 开启主给水 电动门， 向汽包上水 ； 上水期间利用辅汽 加热 ， 保持除氧器压力在 0 6 5 0 7 5 mp a之间 ， 上水 过程要保持除氧器汽源稳定， 压力稳定， 避免超压 ； ( f ) 当除氧器水位降至 1 8 0 0 m m 时， 暂停除氧器加热 ， 开启排氧门 ， 将除氧器压力降至 0 3 m p a ； ( g )启动 上水泵向除氧器补水至 2 3 0 0 mm。停止上水泵运 行 ， 继续利用辅汽将除氧器 加热至 0 7 5 mp a 。 向汽 包上水。重复上述除氧器补水 、 加热 、 汽包上水过 程 ， 直至汽包达到正常水位。 维普资讯 g 1 9 卷 3 0 0 mw 汽轮发 电机组启动上水方式优化 方案及 分析 2 0 0 6 年第2 期 3 2 真空泵启动前 。 启动凝结水泵运行 。 之后利用 凝结水泵对除氧器上水 3 3 投入临炉加热后利用前置泵上水 锅炉水至正常水位后 ， 关闭锅炉给水旁路调节 门 ， 根据需要投入临炉加热 ， 汽包压力上升后f 或温 态汽包压力较高时) ，利用除氧器压力不能满足锅 炉供水要求 ， 可启动汽泵前置泵 ， 增加上水压头 。 锅 炉点火后可利用炉水温度升高时的膨胀 开启锅炉 侧放水门来保持汽包水位。 3 4 锅炉 升压 后 利用汽 泵上 水 按运行规程要求锅炉开始升压前半小时， 汽机 侧投上真空及轴封系统 ，使凝结器真空逐渐提高 到一 8 5 k p a左右 ，利用辅汽联箱汽源冲动一组汽动 给水泵组。提速到 l 5 0 0 r rai n 暖机 3 0 rai n 持 锅炉 升压至 0 5 mp a ， 旁路开启后锅炉蒸发加强 ， 汽泵前 置泵出力不能满足锅炉供水要求 ， 汽包水位开始降 低时 ， 将汽泵组升速至 3 0 0 0 r m i n ， 对锅炉进行供 水。 在此种情况下 ， 锅炉升温升压到满足主机冲转参 数 = 3 5 4 2 mp a $ = 3 2 0 3 6 0) 需要用时 3 5 h 。汽泵 组的实际特性范围为 ： 通过再循环系统 ， 在维持最 小流量 1 6 0 t h以上 。同时为锅炉提供受热面蒸发 及升温升压发生的疏放水消耗所需的供水量 出口 扬程压力在 4 0 9 0 mp a范围， 耗功不大。 锅炉汽包 水位的调节靠小机转速与主给水旁路 门开度大小 联合调节 直到机组负荷达 9 0m w 时 。 将给水控制 由旁路门切至主给水门。 3 5分阶段逐渐提压及升温 主汽轮机冲转 、 升速 、 暖机及并 网后到带负荷 至 1 2 0 mw。 在这个过程中 按运行规程要求锅炉分 阶段逐渐提压及升温。并 网以后 汽机在 1 5 0 mw 负荷以下按滑压运行 汽泵组随着给水量的增加及 压力的提高，需分阶段逐渐提升汽泵组的转速 ， 这 样靠通过开大小汽轮机调门增加进汽量来实现 。 随着机组负荷的增加 ， 给水量 不断增大 ， 由于 辅汽联箱至小汽机的蒸汽系统管路所限 。 小汽机用 汽量的增加使小汽机进口压力不断降低 。 从最开始 的接近辅汽联箱处压力逐渐降低至 0 4 mp a以下 ， 由辅汽联箱处蒸汽驱动 的汽动给水泵组承担锅炉 的上水任务与主机对照存在一个极限负荷点。 试验 表明 。 此点在 主机负荷约 1 2 0 mw 附近 ， 这时主机 四段抽汽压力达 0 4 mp a以上 。 应迅速进行小汽机 的汽源切换工作 ， 运行的汽泵组工作汽源由辅汽联 箱供汽切换到四段抽汽上来。随后 ， 按运行规程要 求开出第二组汽泵组。 电动给水泵组一直作备用状 态 机组继续升负荷到调度要求 的水平上。 4 优化启动上水方案优越性 分析 ( 1 )机组冷态启 动 ， 真空泵启动前利用上水泵 代替 1台凝结水泵运行节约厂用 电， 凝结水泵功率 为 1 0 0 0k w、 上水泵功率 9 0 k w， 冷态开机一次， 可 减少凝泵运行 3 h左右， 节约厂用电 2 7 0 0 k w h 。 ( 2 )从锅炉上水至锅炉点火升压至汽包 压力达 0 5 mp a这个阶段 和传统方法相比 ， 利用除氧器压 力或用一 台小泵( 前 置泵) 代替一台大泵( 电动给水 泵) 完成了锅炉供水任务 ， 节省了厂用电。采用除氧 器加压向锅炉上水的方法可充分利用现有设备 ， 不 需要任何改动和投资。可节约启动给水泵所消耗的 电能。3 0 0mw 机组给水泵功率为 5 0 0 0 k w， 开机一 次， 从锅炉进水至锅炉点火给水泵需运行 5 6 h ， 耗电 约为 2 5 0 0 0 3 0 0 0 0 k w h ，因此采用除氧器加压 向 锅炉上水 的方法机组一次冷态启动就可节约厂用 电 2 _ 2万 k w h ，并且避免多次启停 给水泵 给厂用 电系统造成冲击 ，避免给水泵长期处于低负荷运 行， 延长给水泵寿命。 ( 3 )从锅炉点火至机组带上负荷 1 5 0 mw 电汽 泵切换完毕阶段， 上述过程需 时约 7 5 h 。传统启动 方式采用调速 电动泵向锅炉上水 ， 但是由于液力偶 合器的效率在低负荷时 比小汽轮机的效率低得多， 并且还有机电损失和输变电损失 。 因此所损失的能 量较多 ， 采用 电泵组作工作泵 ， 要耗 厂用电 4 0 4 2 万 k w h 。改进后启动方式 中， 由于小 汽机在负荷 变化时效率变化较小 ， 又是直接驱动给水 泵， 中间 能量转换的环节少 ，辅助汽量计算只有 1 0 t 左右 ， 按热值折合成约 3 2 5万 k w h ， 除了降低厂用 电以 上， 单从 能源 消耗上 比较 ， 采用 汽泵组 比采用 电泵 组每次要少耗 0 8 l 万 k w h 因而热经济性好。 ( 4 )从安全性上分析 ， 由于整个启动过程 中电 动给水泵组始终处于备用状态 ， 并且其启动速度非 常快 故开机过程 中对 给水 系统来说 ， 用汽泵组也 比用电泵组的可靠性要更高， 因而也提高了启动的 可靠性。 ( 5 )运行操作上二者比较 ， 用 汽泵组开机增加 的操作量为辅汽联箱至小机 调试汽源系统的操作 而减少了开停电泵组的操作 所以二者没有太大的 差别。从时问上来看 ， 锅炉点火时就开 出 l 套汽泵 组 ，比等主机负荷到 9 0 m w 以上再接着连投 2套 汽泵组 对减少运行人员集中在一段时间内完成的 操作更有利 。 一 6 5 维普资讯 2 0 0 6 年第2 期 华 中 电 力 第1 9 卷 钢球磨煤机反标定工作转向运行的可行性论证 杨 开 国 f 郑 州新力 电力有 限公 司 ， 河 南 郑州4 5 0 0 1 3 ) 摘要： 为解决现场筒式钢球磨煤机传动部齿轮副调面造成费工费时， 检修费用高的问题 ， 提 出了齿轮副不调面， 而 采用磨煤机反标定工作转向运行的课题， 并详细分析论证了改变磨煤机转向对磨煤机的工作性能、 安全可靠性的 影响。对筒式钢球磨煤机反标定工作转向运行的可行性得 出了结论， 提出了建议。 关键词 ： 钢球磨煤机 ； 转向； 受力分析 中图分类号： t m6 2 1 7 文献标识码： b 文章编号： 1 0 0 6 6 5 1 9 ( 2 0 0 6 ) 0 2 0 0 6 6 0 3 f e a s i b i l i t y de mo n s t r a t i o n o n t u r n i n g t h e ba l l c o a l gr i n d i n g s c a l i b r a t i o n wo r k di r e c t i o n yang ka i - g u o 筒式钢球磨煤机( 以下简称球磨机) 广泛应用于 火力发电厂的制粉系统中， 是火力发 电厂的重要辅 机之一。 郑州新力电力有限公司 3 x 2 0 0m w 机组安 装有 l 2台 mg 3 2 0 4 7 0型球 磨机( 单驱动) ， 图 1为 球磨机结构示意图。其主要性能参数如下 ： 筒体有效直径 长度 m m 3 2 0 0 4 7 1 0 筒体转速 r m i n 1 8 4 6 出力 t h 2 0 开式齿轮参数 标准渐开线直齿轮， m= 2 4； a= 2 0。 ； z1 = 2 6 ： z 2 = 2 1 6 减速器传动比 6 4 2 电动机型号 j s q 1 5 1 0 6 电动机功率， k w 6 5 0 额定转速 r mi n 9 8 5 额定电压， 、 ， 6 0 0 0 该型磨煤机在