600mw超临界锅炉机组启停方式调整及节能分析

600mw超临界锅炉机组启停方式调整及节能分析

1机组启停方式对比某热水厂拥有6.200mw超高压机组。由于装置相对较多、装置检修、设备检修、电网负荷空间等因素，装置检修频繁启动。据统计,2012年,该厂6台机组共启停44台次。故机组启停过程的节能创新管理、降本增效尤为重要。为此,该厂对机组启停方式进行了调整,对主要辅助设备进行了改造,主要针对机组启动过程中用锅炉疏水泵代替电动给水泵上水,实现冷炉上水;邻炉输粉;锅炉等离子点火启动,代替小油枪实现无油启动;对给水泵、凝结水泵、引风机大功率电动机进行变频改造等一系列措施,以提高启停过程中的经济性。2在装置的启动和停止过程中，节能创新管理的优化试验2.1减少了动给水泵的功率机组启机前,锅炉处于无压状态,用锅炉疏水泵替代电动给水泵完全能够满足汽包上水的需要。电动给水泵的功率为5300kW,而锅炉疏水泵的功率为37kW,额定功率差110倍。通过锅炉疏水泵给锅炉上水,减少了大量的厂用电。锅炉疏水泵给锅炉上水,可以通过冷炉上水管、水冷壁排污联箱来实现,用疏水泵出口门来控制上水速度及水量,电动给水泵备用,这样可以节省厂用电。2.2蒸汽推动锅炉加热锅炉蒸汽推动装置,是采用邻机高温高压蒸汽作为推动介质。该厂通常用厂二抽蒸汽,蒸汽经厂用二抽母管、锅炉侧高压联箱、零米水冷壁底部蒸汽推动联箱中的加热装置对炉水进行加热。锅炉上水完毕,及早投入蒸汽推动装置加温炉水,预热水冷壁、汽包、省煤器、炉墙等。不仅能够建立稳定的水循环,而且由于炉膛已经具备一定的温度,对煤粉点火燃烧十分有利,进而缩短启动过程,降低启动过程的燃油、煤粉消耗量,提高启动经济性。由于蒸汽推动装置加热均匀,锅炉各受热面膨胀均匀,可以有效地减少锅炉启动时汽包上、下壁温差,延长锅炉使用寿命。2.3引风机转速控制启炉时,在锅炉吹扫的其它条件满足时,变频启动两台引风机、两台送风机低速,全开燃烧器二次风挡板,保持炉膛负压-50~-100Pa,通风量不小于额定负荷风量的30%,立即进行锅炉吹扫,通风5min后,交叉保持一台引风机和一台送风机运行,调整二次风门挡板,保持炉膛负压-20~-40Pa,避免因吹扫条件不具备而延长双套风机运行时间,造成电耗增加。离心风机功率与转速的立方成比例,引风机采用变频启动转速调节,与工频相比,功率小,从而更节能。引风机专用型变频器采用V/F控制,电压和频率在启动过程从零逐步增加,故启动电流比较低,对厂用电源冲击很小,即节能又安全。2.4完善锅炉控制系统邻炉输粉,即该厂一期1、2、3号炉之间,二期4、5、6号炉之间各安装改造一台齿索输粉机,实现煤粉共用,如图1所示。锅炉冷态启动前,只要输粉机和粉仓具备条件就可进行邻炉输粉和粉仓蓄粉。以往锅炉启动,需要投入油枪进行锅炉升温升压,热风温度达到200℃及以上,才具备启动制粉系统,以满足锅炉燃烧的需要。通过齿索邻炉输粉,制粉系统启动约束的条件更加宽松,磨煤机启动可以延后进行,大大降低了制粉系统单耗,并且锅炉点火后即可投入火咀,缩短了油枪投入时间,又节省了油耗。机组停运过程中,也可将磨煤机提前停止运行,减少磨煤机相对运行时间。若煤粉不够,达不到机组滑停参数,可通过输粉机进行输粉,以满足滑停需要。使用齿索输粉机进行邻炉送粉,使得机组启停更加灵活,制粉系统可始终保持自身的经济出力,设备资源分配更合理,设备可靠性、经济性更为突出。2.5等离子体点火技术等离子点火技术是煤粉燃烧领域中的新技术,其基本原理是:大功率等离子体直接点燃煤粉。2012年,该厂从有效降低燃料成本出发,对3、4号炉进行了等离子体无油改造。将锅炉A层1、3号角,B层2、4号角原有的燃烧器、大油枪拆除,重新更换安装了适合等离子点火的等离子体燃烧器。锅炉在启动前,借助于邻炉输粉机,将磨制的煤粉输送至粉仓,锅炉启动排粉机后,即可投入等离子、投入对应给粉机,实现等离子点火。以该厂2012年的实际运行情况,以及某电力有限公司生产的DLZ-200型等离子燃烧器为例:等离子点火煤粉燃烧器包括:用电、阴阳极、煤粉等项目费用。从表1中可以看出,每年可产生的直接经济效益为170.95万元,等离子点火的成本只是采用燃油运行成本的11.65%。同时用等离子煤粉燃烬效率很高,电除尘器可以在点火初期投入,因此减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染。2.6交流交流变频节能技术机组在启动过程中,主汽压力达0.6~1.0MPa,视锅炉汽包水位情况,启动一台给水泵向炉内补水。为了避免补水速度过快,水量难以控制,给水调整门应控制在20%左右,这种节流调节方式,造成节流损失,故给水泵效率低。2013年4月,该厂对3号机组1、2号给水泵组变频节能综合升级改造,成功实现一台变频器一拖二方式,即2台给水泵交替运行,一台变频工作,一台工频备用。变频泵故障跳闸,联锁启动工频备用泵,如图2所示。在启停、或者负荷降低时,通过变频装置,降低给水泵转速,从而满足上水需求。因低负荷给水泵的转速大大降低,输出功率按转速的3次方递减,所以给水泵单耗明显减低。例如,2014年5月11日3、4号机组在全天负荷相同的工况下,4号机工频给水泵占全天厂用电率2.628%,而3号机变频给水泵占全天厂用电率2.026%,厂用电率相差0.602%。另外,给水泵变频启动频率低、转速低、电流低,实现了软启动,对电动机、厂用电冲击较小,进而延长了设备使用寿命。给水泵变频改造投入运行以来,变频器运行稳定,锅炉汽包水位自动调节品质良好,尤其机组低负荷运行时,效果更加明显,为机组安全稳定运行创造了条件。2.7变频凝结水泵2012年10月25日,该厂对3、4、5号机1、3号凝结水泵进行了变频控制改造,改造后每台机组三台凝结水泵实现一台工频、两台变频。由于采用了先进的变频技术,机组在启停或低负荷时,单台变频凝结水泵就可以满足向除氧器上水。以前采用工频启动,节流调节上水或开大再循环门上水,造成节流损失和没有必要的往复循环浪费,从而降低了厂用电。2.8环泵电机选用低接口该厂3-6号机组每台机组有两台循环水泵,2号循环水泵采用双速接线方式,即在冬季将循环泵电机改为低速接线方式,夏季改为高速接线方式。机组在启停和低负荷时,尽量运行单台低速循环水泵,或在冬季节约循环水温低时,只启动单台低速循环水泵,高速循环水泵功率为1000kW,而低速为500kW,功率相差