CN105202516A - 一种300mw机组无电泵启动方法及启动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种300MW机组无电泵启动方法及启动装置，在省煤器进口阀处并联了电泵和汽泵都能使用的给水出水旁路阀，在启动时，汽泵通过给水出水旁路阀来精确控制锅炉的给水流量，并将电泵作为备用启动设备。与现有技术相比，本发明具有经济性好、安全性高等优点。

Description

一种300MW机组无电泵启动方法及启动装置

技术领域

本发明涉及一种300MW机组启动技术，尤其是涉及一种300MW机组无电泵启动方法及启动装置。

背景技术

传统300MW汽轮发电机组给水泵有3台，2台50％汽泵，1台50％电泵。正常运行时汽泵运行，电泵作为备用，且启动方式都是使用电泵启动的，这是从设计上就决定的方式。随着时代的发展，300MW机组在电网的作用越来越小，小机组的生存更加困难。所以，就必须在现有的设备上挖掘潜力。

原来使用电泵的启动方式，不但经济性差(耗电量大)，而且安全性也差(无备用泵)。万一在启动过程中，发生电泵跳闸，就会影响到机组的正常启动。所以考虑使用辅汽作为汽源，用汽泵启动的方式。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种经济性好、安全性高的300MW机组无电泵启动方法及启动装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种300MW机组无电泵启动方法，其特征在于，在省煤器进口阀处并联了电泵和汽泵都能使用的给水出水旁路阀，在启动时，汽泵通过给水出水旁路阀来精确控制锅炉的给水流量，并将电泵作为备用启动设备。

给水量在250-300T/h之前，均采用给水出水旁路阀进水，当给水量到达250-300T/h时，完成省煤器由给水出水旁路阀进水改为主阀进水。

在启动阶段，所述的汽泵的气源只有辅汽，该辅汽的管道直径小于汽机四抽的供汽管道。

在锅炉起压之前，完成辅汽暖管至汽泵，做好汽泵冲转准备；

锅炉点火起压后，汽泵冲转暖泵；在600rpm时，汽泵出口压力达1.8Mpa；转速1800rpm暖泵，此时汽泵出口压力达3.8Mpa；

完成1800rpm暖泵后继续升速至3000rpm，交CCS控制，3000rpm的出口压力达8.5Mpa；

在这几个阶段，能满足锅炉压力逐渐升高的要求。

汽泵的单泵运行满足机组负荷80MW的运行要求；

在机组负荷60MW时，用低汽启动另一台汽泵，完成暖泵；

在80-90MW时，将低汽驱动的汽泵并入系统，退出辅汽驱动的汽泵；

就地完成汽源切换操作，将辅汽切换至低汽，重新用低汽冲转该汽泵，并入系统；

2台汽泵都使用低汽作为汽源，已进入正常运行方式。

一种300MW机组无电泵启动装置，包括汽泵、电泵和省煤器进口阀，其特征在于，所述的启动装置还包括并联在省煤器进口阀上的给水出水旁路阀，所述的给水出水旁路阀分别与汽泵和电泵连接，所述的电泵作为备用启动泵。

所述的给水出水旁路阀包括汽泵进口阀和电泵进口阀，所述的汽泵进口阀与汽泵连接，所述的电泵进口阀与电泵连接。

所述的给水出水旁路阀还包括第一逆止阀。

所述的汽泵进口阀设有两个，分别为第一汽泵进口阀和第二汽泵进口阀，所述的第一汽泵进口阀、第一逆止阀、电泵进口阀和第二汽泵进口阀依次串接。

所述的省煤器进口阀包括进口阀本体和第二逆止阀。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、无电泵启动，从经济性来说，传统启动方式采用调速电动泵向锅炉上水，由于液力偶合器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。对机组启动上水改造后，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，所以采用无电泵启动肯定会产生经济效益。具体计算如下：

在整个启动过程中，如果用电泵启动，一般从锅炉进水开始到120MW完成汽泵切换，需要17小时。具体电泵在各阶段的平均电流，时间及耗电量如表1所示：在整个启动过程中，耗电大约39970度。

改为使用汽泵启动，那么在锅炉上水和点火初期，仅仅靠前置泵的压头就能满足锅炉用水(不管是不是采用无电泵还是有电泵启动，前置泵总是提前运行，所以这部分电量不作计算)。在锅炉起压后开始冲转汽泵，具体汽泵各阶段的用汽量及时间如下表：整个启动阶段17个小时的用汽量约192T，汽泵的效率85％。辅汽的初参数为1Mpa/250度，焓值2943KG/KJ。终参数4.9Kpa/32.5度，焓值2560KG/KJ。

那么这些蒸汽如果用来发电的话，将产生192.2*(943-2560)*1000/3600*0.85＝17380度。实际节电为电泵的耗电量-这些辅汽能发出的电量。即39970-17380＝22590度电。按实际上网电价0.4元/度计算，每次启动节电约为22590*0.4＝9036元。

这些利润的产生并不需要设备改造投入改造费，而是仅仅靠运行改变一下运行方式就能实现，是实实在在的利润。300MW机组现在每年调停和大小修的次数已接近40次/年，而大小修后的启动时间还要适当加长。如果按40次/年的启动次数计算，每年启动过程中，电泵节约的电费将近0.9*40＝36万元。这还不算因电泵运行时间大大减少的间接效益(只有平时运行时的例试，电泵试开才会启动电泵)。检修的维护费用也大大减少。

表1

二、无电泵启动，从安全性来说，在整个启动过程中，电泵一直处于备用状态。也就是说，万一辅汽启动的汽泵发生故障，电泵还可以立即启动，不影响机组的启动。而原来采用电泵启动的方式，一旦电泵发生故障，就无备用泵可用，势必影响到机组的启动时间。

三、无电泵启动，汽泵采用辅汽驱动，辅汽的压力一般为0.9-1Mpa，1Mpa对应的饱和温度约为180度。正常情况下，辅汽母管的温度在250-270度左右，辅汽有70-90度的过热度，不会对汽泵的安全运行产生危险。另外，在采用无电泵启动过程中，尽可能的安排带辅汽的机组负荷带高点，以提高辅汽母管温度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

系统上，原来采用电泵的启动方式，电泵出口主阀并联着一个出水旁路阀。在机组启动阶段，给水量很小。当锅炉进水至流量大于250-300T/h前，都是采用小差阀进水。当锅炉进水流量大于250-300T/h后，省煤器进水从小差阀切换到主阀控制。这样的好处是在小流量时，可以更加精确的控制汽包水位。

采用无电泵启动的方式，也要能精确的控制汽包水位。所以电泵的出口出水旁路阀就必须使汽泵也能用上。考虑到2台汽泵都要能使用，最终将出水旁路阀并联装在锅炉省煤器进水阀上。这样，在启动初期，任何一台给水泵都可以用旁路阀来精确控制给水流量。

如图1所示，本发明具体结构包括汽泵、电泵和省煤器进口阀2，所述的启动装置还包括并联在省煤器进口阀上的给水出水旁路阀1，所述的给水出水旁路阀1分别与汽泵和电泵连接，所述的电泵作为备用启动泵。

所述的给水出水旁路阀1包括第一汽泵进口阀11、第二汽泵进口阀12、电泵进口阀13第一逆止阀14，所述的汽泵进口阀与汽泵连接，所述的电泵进口阀13与电泵连接。所述的第一汽泵进口阀11、第一逆止阀14、电泵进口阀13和第二汽泵进口12阀依次串接。所述的省煤器进口阀包括进口阀本体21和第二逆止阀22。

改进之处：

省煤器进口阀处设置给水出水旁路阀，原本只有电泵才能使用的出水旁路阀，现在3台给水泵都能使用了，这就使得使用汽泵停机组的想法变为现实。

工作原理：

汽泵正常地工作汽源为汽机四抽，根据机组不同的负荷，抽汽参数会有所变化，一般正常运行在最低负荷至满负荷之间，四抽压力在0.27-0.72Mpa波动，温度在300-325度之间。辅汽的参数基本不变，压力一般在0.9-1.0Mpa，温度在250-270度(取决于带辅汽机组的负荷)。汽泵正常工作时的汽源为四抽，采用无电泵启动时，汽源要切至辅汽。在机组启动阶段汽泵的汽源只有辅汽。由于该汽源在设计上是作为小汽轮机超速试验用的，所以辅汽的管道直径较小(四抽的供汽管道直径250mm，辅汽的管道直径100mm)。但考虑到辅汽的压力较四抽高，实际运用中并不影响到小机使用。

在锅炉进水期间，仅仅使用汽泵前置泵就可以满足锅炉进水。前置泵的出口压力1.3-1.5Mpa(不同流量压力不同)。汽包标高56M，也就是说在锅炉压力达到0.8Mpa之前，前置泵完全能满足锅炉进水。在锅炉起压之前，完成辅汽暖管至汽泵前。做好汽泵冲转准备。

因汽包标高56M，折算成势能压力大概0.6Mpa，所以汽泵的出口压力减去0.6，差值大于锅炉压力，就能维持锅炉连续进水。考虑到汽泵冷态启动，在600rpm和1800rpm都要有半小时的暖泵时间需要停留，所以汽泵的提速需要一定的提前量，以满足锅炉连续进水的需要。锅炉点火起压后，汽泵可以冲转暖泵。在600rpm时，汽泵出口压力达1.8Mpa；转速1800rpm暖泵，此时汽泵出口压力达3.8Mpa左右。完成1800rpm暖泵后继续升速至3000rpm，交CCS控制。3000rpm的出口压力达8.5Mpa。在这几个阶段，能满足锅炉压力逐渐升高的要求。给水量在250-300T/h时，完成省煤器由出水旁路阀进水改为主阀进水,切换时要注意过热汽减温水量的变化。

汽泵的单泵运行可以满足机组负荷80MW的运行要求。在机组负荷60MW时，可以用低汽启动另一台汽泵，完成暖泵。在80-90MW时，将低汽驱动的汽泵并入系统，退出辅汽驱动的汽泵，脱扣。就地完成汽源切换操作，将辅汽切换至低汽，重新用低汽冲转该汽泵，并入系统(注：在并泵之前，主汽压力应大于9Mpa，方便并泵的操作)。此时，2台汽泵都使用低汽作为汽源，已进入正常运行方式。在整个启动过程中，电泵作为备用，提高了启动过程的安全性。

采用的安全措施

1.供辅汽机组关闭辅汽/调温进、辅汽/调温旁，尽量抬高辅汽母管温度。

2.锅炉点火前炉上水采用前置泵进水方式，给泵出水阀开足，给水流量由炉省煤器进水旁路阀(原电泵出水旁路阀)进行调节。

3.锅炉点火阶段，辅汽至一台小机管道进行逐步暖管，暖管必须充分，小机低压主汽门前温度必须符合冲转要求。

4.锅炉点火后小机进行冲转，1800转暖机后，转速升至3000转以上，给水流量由省煤器进水旁路阀调节。

5.随着锅炉汽压上升，汽机冲转、发电机并网、汽机低负荷暖机阶段小机转速置3000转以上由MEH切至CCS控制定速运行，由省煤器进水旁路阀调节汽包水位。

6.机组负荷逐步上升至70至90MW左右(可根据实际情况)，省煤器进水阀(省煤器进水阀改为三位制)开足，小机转速控制汽包水位，注意转速不低于3000转以防转速由CCS退至MEH控制。

7.机组负荷60MW，另一台小机启动冲转。机组负荷90MW并入系统，辅汽作为汽源的小机退出运行进行汽源切换后重新投入运行。

8.过程中密切监视辅汽母管压力调节正常。

9.整个过程中，电泵做紧急备用自启动入系。如遇汽泵运行异常，以及汽泵无法调节转速维持汽包水位，立即启动电泵并入系统保持汽包水位稳定，手动脱扣小机。

Claims (10)

1.一种300MW机组无电泵启动方法，其特征在于，在省煤器进口阀处并联了电泵和汽泵都能使用的给水出水旁路阀，在启动时，汽泵通过给水出水旁路阀来精确控制锅炉的给水流量，并将电泵作为备用启动设备。

2.根据权利要求1所述的一种300MW机组无电泵启动方法，其特征在于，给水量在250-300T/h之前，均采用给水出水旁路阀进水，当给水量到达250-300T/h时，完成省煤器由给水出水旁路阀进水改为主阀进水。

3.根据权利要求1所述的一种300MW机组无电泵启动方法，其特征在于，在启动阶段，所述的汽泵的气源只有辅汽，该辅汽的管道直径小于汽机四抽的供汽管道。

4.根据权利要求1所述的一种300MW机组无电泵启动方法，其特征在于，

在锅炉起压之前，完成辅汽暖管至汽泵，做好汽泵冲转准备；

锅炉点火起压后，汽泵冲转暖泵；在600rpm时，汽泵出口压力达1.8Mpa；转速1800rpm暖泵，此时汽泵出口压力达3.8Mpa；

完成1800rpm暖泵后继续升速至3000rpm，交CCS控制，3000rpm的出口压力达8.5Mpa；

在这几个阶段，能满足锅炉压力逐渐升高的要求。

5.根据权利要求1所述的一种300MW机组无电泵启动方法，其特征在于，汽泵的单泵运行满足机组负荷80MW的运行要求；

在机组负荷60MW时，用低汽启动另一台汽泵，完成暖泵；

在80-90MW时，将低汽驱动的汽泵并入系统，退出辅汽驱动的汽泵；

就地完成汽源切换操作，将辅汽切换至低汽，重新用低汽冲转该汽泵，并入系统；

2台汽泵都使用低汽作为汽源，已进入正常运行方式。

6.一种如权利要求1所述的300MW机组无电泵启动装置，包括汽泵、电泵和省煤器进口阀，其特征在于，所述的启动装置还包括并联在省煤器进口阀上的给水出水旁路阀，所述的给水出水旁路阀分别与汽泵和电泵连接，所述的电泵作为备用启动泵。

7.根据权利要求6所述的启动装置，其特征在于，所述的给水出水旁路阀包括汽泵进口阀和电泵进口阀，所述的汽泵进口阀与汽泵连接，所述的电泵进口阀与电泵连接。

8.根据权利要求7所述的启动装置，其特征在于，所述的给水出水旁路阀还包括第一逆止阀。

9.根据权利要求8所述的启动装置，其特征在于，所述的汽泵进口阀设有两个，分别为第一汽泵进口阀和第二汽泵进口阀，所述的第一汽泵进口阀、第一逆止阀、电泵进口阀和第二汽泵进口阀依次串接。

10.根据权利要求6所述的启动装置，其特征在于，所述的省煤器进口阀包括进口阀本体和第二逆止阀。