300mw机组给水泵代电泵运行方式的选择

300mw机组给水泵代电泵运行方式的选择

1机组启动方案给排水系统是家庭供水系统的重要组成部分。丰城发电有限责任公司4×300MW机组在设计上采用了2台50%容量的汽动给水泵配1台50%容量的电动给水泵的方式(其中50%容量的电动给水泵用以机组启动及正常备用)。每台汽动给水泵分别由1台变转速、大功率的凝汽式小汽轮机驱动。主汽轮机正常投运时,2台汽动给水泵并列运行。单台小汽轮机运行,最大可以驱动给水泵供给锅炉60%的额定水量。该公司电泵调速液力偶合器型号为YOT46-550(R16K-550),调速范围为25%—100%额定转速,电机为YKS5500-4型。驱动汽动给水泵的小汽轮机型号为ND(G)83/83/07-6,单轴、单缸、内切换双汽源变转速、冲动、纯凝汽式,最大功率为6MW,运行转速范围为3000—6000r/min,其驱动汽源分别为高、低压供汽,高压汽源引自主蒸汽,低压汽源取自四段抽汽。考虑到机组投产、调试要求,在辅汽联箱取出部分蒸汽供低压汽源,见表1、图1所示。设计机组常规启动方法为:使用电泵向锅炉供水直至负荷达到30%左右时启动第一台汽泵,达40%负荷左右时启动第二台汽泵,之后逐步将电泵转速降低后停运备用。这种常规的启动运行方式有如下优点:电泵系统相对简单,启停操作简单;电泵调速范围相对较宽,从1500—6000rpm,而汽泵调速范围相对较小;给水泵小汽轮机是厚壁部件,冷态汽动需要在1800rpm下暖机20分钟,调节不如电泵灵活。但是,这种运行方式也存在缺点,因为给水泵耗电在厂用电中占较大比重(如果电泵运行,约占该台机组40%的厂用电),而且运行时间长,对电泵的可靠性要求相对比较高,一旦电泵组故障,机组启动就被迫延长或终止。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,汽泵代电泵运行不失为一个可行方案。2001年6月,该公司1号机组电泵电机因设备原因不能正常备用,在这种情况下采用了无电泵运行方式进行机组启动。22.1低压汽源、电泵汽泵代电泵运行是:机组启动时,用辅汽联箱蒸汽作为小汽轮机低压汽源,驱动汽动给水泵,电泵停运备用。并网后,当四抽压力大于辅汽压力时,切换驱动汽源为四抽供给,电泵不运行(如电泵无故障可列作备用)。2.2启动时，代扣电泵运行相对安全由于有两台汽轮泵同时运行,可以达到互为备用的目的,相对安全和可靠。2.3水在经济上的性能对于调峰电厂,机组启停频繁。如果采用常规的先一台电泵、后两台汽泵方式,无疑使得电泵运行时间拉长,而且并网后,机组带初负荷阶段时整机效率较低,厂用电消耗大,此时单用电泵上水在经济上较差。同样是300MW机组,采用不同驱动方式时厂用电相差较大,因为电泵相对汽泵在功耗方面存在发电机、变压器、电动机、液力联轴器、变速箱损失等情况,额定情况下,这个差值接近30%。如果我们采用汽泵代电泵运行方式,即启动时用辅汽供小汽轮机去驱动给水泵,可以将厂用电降低一定幅度。一次冷态启动,电厂由此可以节约电量约70MWh。另外小汽轮机和给水泵独立于电网之外,不受电网频率的影响,可以保持给水泵转速的稳定;小汽轮机轴可以与给水泵直接相连,而小汽轮机的内效率稍高于液力联轴器的效率,减少了传动过程中的能量损失。3辅助蒸汽冲转汽泵组如图1所示,辅汽供小机调试用Φ89mm的汽管,不可能将汽泵组冲转至带负荷,所以我们采取拆除本机四段抽汽供辅汽联箱逆止门门芯、由邻机供应的辅汽倒回四段抽汽的办法冲转小汽轮机,这根管子Φ325mm,通过相邻运行机组二段或四段抽汽提供辅汽母管汽源以保证足够的汽量,并且这样不会影响到辅助蒸汽供应轴封等其它用户。汽泵设计工况下的运行参数:低压进汽压力:0.762MPa;低压进汽温度:335.5℃;额定背压:6.25kPa;额定转速:5425rpm;额定进汽量:15.527t/h。因此,理论上用辅助蒸汽冲转汽泵组是可行的。操作上,我们采用了汽泵定转速、给水小差阀和汽泵再循环联合调节汽包水位的方法。在低负荷利用小机向锅炉给水的过程中,如利用汽泵定转速小差阀调节方法还不足以调节汽包水位的话,可另行选择转速,但应避免转速在2300—2600rpm(共振区)之间停留,综合利用锅炉给水小差阀进行水位调节(转速在3000rpm以下用DEH控制转速,3000rpm以上可用DEH控制转速,也可利用CCS将汽泵转速定在需要的值)。4低压汽源接带负荷从实际的开机情况看,辅汽的汽源可供足够的汽量冲转小机。冷再供辅助汽源调节阀的开度与平常对比由5%增加至43%(见表2):从A、B小机进行调试冲转参数来看,接带负荷也是没有问题的(见表3):汽泵组运行接带负荷情况:大机并网后,利用CCS遥控控制,A、B小机转速、给水旁路调节阀开度、给水泵再循环开度进行调整,确保了机组汽包水位正常和主、再汽温的调节,这一过程具体参数如下(见表4):从表4可以看出,用辅汽作为低压汽源,汽泵的出力可以满足开机初始阶段的需要,虽然A、B小机在其中一段时间内,低压调门开的比较大,高压调门也开了部分,但这不代表小机低压汽源不够接带负荷的要求,其主要原因是由于再循环切了手动,运行人员手动开启再循环调节阀导致再循环流量比较大,消耗了部分汽泵功率和辅助蒸汽。在30%左右负荷时,给水旁路调节阀开度基本上达到了100%,需要切到主路运行。5预防汽泵汽蚀从实际运行情况来分析,采用汽泵冲转带负荷是可行的,可以解决在电泵故障情况下机组的备用问题,也可以作为正常运行节约厂用电的一种有效方法。但用汽泵冲转时因为操作比较繁琐,控制量比较大,要注意以下一些问题:5.1在整个启动过程中要注意严格控制好汽包的水位,由于采用的汽泵定压运行,汽泵出口压力比较高,因此在低负荷阶段给水泵出口压力与汽包压力差会比较大,因此水位控制难度较大,要严格防止汽包高水位事故。5.2在由辅汽供小机而大机还未冲转的过程中要注意检查四段抽汽电动门确已关闭,防止少量汽漏入主机汽缸,造成中压缸排汽区域金属局部加热以至产生热变形而引起主机开机振动加大。5.3机组加负荷时要控制速度,在90MW负荷以前机组控制尽量采用滑压单阀方式运行,以尽量降低汽包压力,减少汽包少水阻力。根据负荷情况控制汽泵的速度。5.4在整组启动的过程中要严格按照规程的有关规定进行调节,防止锅炉干锅事故的发生。5.5整个调节过程要严格控制在好汽泵再循环的运行,控制好除氧器的水温,要防止因除氧器压力低而水温高现象发生,以防止汽泵汽蚀。5.6全过程要严格控制好小机排汽温度,防止小机排汽缸及排汽管支座变形。5.7在机组带负荷后和低负荷、突降负荷情况下,对辅汽联箱汽源的切换要注意防止高低压汽源互窜而发生汽泵超速等异常情况;在辅汽汽源由冷再切至四抽供应时要注意保持辅汽联箱压力正常;在正常调峰的降负荷过程中,注意当四抽压力接近降至辅汽联箱压力时,在缓慢开启冷再汽源的过程中关闭四抽至辅汽电动门,防止高压的冷再汽经由四抽至辅汽管倒回至低压的四抽。5.8在发生快速降负荷情况,如MFT或负荷确实比较低时(低负荷消缺时),应注意轴封汽源和小机汽源的切换,确保机组安全