CN108691579B - 一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法，包括：在发电机组热态跳闸之后，使锅炉开始快速吹扫；关闭排汽装置的入口管道上的低压旁路电动门，并打开连接在锅炉过热器出口和锅炉再热器入口之间的管道上的高压旁路电动门，以使得再热冷段接带汽轮机轴封汽源，维持轴封正常供汽不中断，防止汽轮机进入冷汽冷水；在确认不是因锅炉主设备损坏事故而导致发电机组跳闸的情况下，投入多只油枪进行升温升压；当各油枪燃烧正常后，启动磨煤机进行升温升压；当发电机组的启动参数满足预设极热态冲转参数条件时，立即进行汽轮机冲转；并网带负荷。本发明可以不建立启动锅炉也不用与周边电厂进行管道连接就可实现电厂热态情况下的无蒸汽启动。

Description

一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法

技术领域

本发明涉及电厂锅炉生产技术领域，具体涉及一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法。

背景技术

在火力发电厂，为确保锅炉、汽轮机等设备安全和达到工艺效果要求，发电机组启动过程往往需要用到蒸汽，具体包括锅炉点火油系统伴热和油枪吹扫蒸汽、锅炉水压试验加热蒸汽、预烘炉加热蒸汽、锅炉受热面清洗加热蒸汽、锅炉点火启动前炉水加热蒸汽、汽轮机冲转前轴封加热蒸汽以及除氧器加热蒸汽等，这些蒸汽统称为启动蒸汽。而启动蒸汽的使用，关系到火力发电厂发电机组能否安全、顺利地启动投产。

对于在役电厂而言，最关键的是除氧器加热，以及汽轮机冲转前轴封供热。

除氧器加热：目的是加热给水，将给水中的气体排出，降低给水中的氧质量分数，直至达到合格范围。一般是通过辅助蒸汽系统为除氧器接入启动蒸汽。

汽轮机冲转前轴封供热：在汽轮机冲转前，特别是热态启动过程中，应先向轴封投入蒸汽，然后抽真空，以防止因大量冷空气从轴封段被吸进汽轮机内，造成轴封段转子收缩、胀差负值增大，甚至超过允许值等而出现安全问题。依汽轮机金属温度不同，向轴封投入的蒸汽参数也不同。

目前，提供启动蒸汽的通常做法是，建设一台小的启动锅炉，或者是与周边比较近的电厂建立连接，以利用周边电厂的热源提供启动蒸汽。但是，若启动蒸汽的输送管道需要检修，则整个检修阶段中火力发电厂将彻底失去启动汽源，此时，一旦发电机组跳闸，就无法立即启动，因此减少了发电机组跳闸至再次启动期间的发电量；而且在该期间内，还需要维持锅炉燃烧，因此还浪费了该期间的燃油。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法，可以不建立启动锅炉，也不用与周边电厂进行管道连接，就可实现电厂热态情况下的无蒸汽启动。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法，所述启动方法包括如下步骤：

在发电机组热态跳闸之后，使锅炉开始快速吹扫；

关闭排汽装置的入口管道上的低压旁路电动门，并打开连接在锅炉过热器出口和锅炉再热器入口之间的管道上的高压旁路电动门，以使得再热冷段接带汽轮机轴封汽源，维持轴封正常供汽不中断，防止汽轮机进入冷汽冷水；

在确认不是因锅炉主设备损坏事故而导致发电机组跳闸的情况下，投入多只油枪进行升温升压；当各油枪燃烧正常后，启动磨煤机进行升温升压；

当发电机组的启动参数满足预设极热态冲转参数条件时，立即进行汽轮机冲转；

并网带负荷。

可选地，所述再热冷段为汽轮机的高压缸排汽口至锅炉再热器入口之间的管道；在再热冷段接带汽轮机轴封汽源的过程中，所述启动方法还包括如下步骤：使再热冷段的压力保持在0.7～1.0MPa；使再热冷段接带汽轮机轴封汽源的时间控制在35～50分钟内。

可选地，在再热冷段接带汽轮机轴封汽源的过程中，所述启动方法还包括如下步骤：使轴封供汽的压力保持在30～50kPa；使真空度控制在-60kPa～-85kPa。

可选地，投入的油枪数量为4～8只。

可选地，启动的磨煤机为上层磨煤机。

可选地，汽轮机冲转后，按照100-300r/min的升速率直接升速至3000r/min。

可选地，在发电机组热态跳闸之后，所述启动方法还包括如下步骤：

关闭其余锅炉给水泵而仅留一台锅炉给水泵缓慢向锅炉上水，同时使省煤器内的冗余热水缓慢地通过该留下的锅炉给水泵逐步顶入水冷壁，以及利用锅炉的余热将新流入省煤器的冷水加热，以避免水冷壁温差过大。

可选地，所述留下的锅炉给水泵的上水时间控制在40分钟之内；所述留下的锅炉给水泵的上水流量控制在40t/h～60t/h。

可选地，在并网带负荷之后，所述启动方法还包括如下步骤：

使高压加热器和低压加热器随发电机组一起投运，由汽轮机抽汽管道接带除氧器汽源；

并网后30-40分钟内将负荷恢复至满负荷。

可选地，在发电机组热态跳闸之后，在进行其他步骤之前，所述启动方法还包括如下步骤：检查厂用电自动切换是否正常，如切换不正常则进行检修。

有益效果：

本发明所述无启动蒸汽的启动方法在火电厂发电机组原有设备的基础上仅通过管道的增加就可以有效解决机组跳闸以后无蒸汽启动问题，不但能保证机组安全稳定的停止，还能保证机组安全启动。

附图说明

图1为本发明实施例提供的火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的火电厂发电机组的启动系统布置图。

图中：1－高压旁路电动门；2－高压缸排汽气动门；3－低压旁路电动门；4－锅炉过热器；5－锅炉再热器；6－汽轮机；7－排汽装置；8－除氧器；9－空冷岛；10－轴封加热器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例提供一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽情况下的安全启动方法，所述启动方法可以不建立启动锅炉，也不用与周边电厂进行管道连接，在机组原有设备的基础上仅通过管道的增加，就可以实现电厂热态情况下的无蒸汽启动。当然，本发明实施例仅适用于发电机组跳闸之后无启动蒸汽情况下的再次启动，并不适用于发电机组的初次启动，而发电机组的初次启动仍需要由启动锅炉或周边电厂提供启动蒸汽。

需要说明的是，现有发电机组包括锅炉、汽轮机、发电机、排汽装置和空冷岛等。其中，锅炉用于将燃料的化学能转换成蒸汽的热能并输出至汽轮机，汽轮机用于将蒸汽的热能转换成汽轮机转子旋转的机械能并输出至发电机，发电机用于将汽轮机转子旋转的机械能转换成电能并输出，而汽轮机做功排出的乏汽经过排汽装置进入空冷岛，经空冷岛进行空气冷却形成凝结水后送入汽轮机的回热系统，从而形成完整的热力循环。

如图1和2所示，所述启动方法包括如下步骤S101～S105。

S101.在发电机组热态跳闸之后，使锅炉开始快速吹扫。

至于锅炉的吹扫速度，可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。

S102.关闭排汽装置7的入口管道上的低压旁路电动门3，并打开连接在锅炉过热器4出口和锅炉再热器5入口之间的管道上的高压旁路电动门1，以使得再热冷段接带汽轮机轴封汽源，维持轴封正常供汽不中断，防止汽轮机进入冷汽冷水。

其中，所述再热冷段为汽轮机6的高压缸排汽口至锅炉再热器5入口之间的管道。再热冷段上可设置高压缸排汽气动门2，以调整再热冷段的压力，避免超压。

高、低压旁路的作用是，加快汽水循环，缩短机组冷态或热态启动时间；由于锅炉再热器被高压旁路减温后的蒸汽冷却，从而在锅炉启停过程中保护了锅炉再热器；在汽轮机启动过程中，旁路系统的自动调节作用可以满足汽轮机对主蒸汽压力及再热蒸汽压力的要求；满足汽轮机中压缸启动对再热蒸汽参数的要求；对过热蒸汽和再热蒸汽的压力调节，减少了安全门的动作次数，起到回收工质的作用；低压旁路具有快关功能，对凝汽器超温超压起到保护作用；高压旁路的快开功能和低压旁路的快开功能可以防止锅炉超压，保证机组运行的安全。

锅炉过热器4用于将饱和蒸汽加热成高温高压蒸汽(即过热蒸汽)后输出至汽轮机高压缸，过热蒸汽在汽轮机高压缸中做功后，从高压缸排汽口输出低温低压蒸汽，并送入锅炉再热器5。锅炉再热器5用于将高压缸排汽口输出的低温低压蒸汽加热成高温低压蒸汽(即再热蒸汽)后输出至汽轮机中压缸，再热蒸汽在汽轮机中压缸中做功后，从中压缸排汽口输出低温低压蒸汽至排汽装置7，然后凝结成水。锅炉过热器4输出的过热蒸汽与锅炉再热器5输出的再热蒸汽相比，温度几乎相同，压力相差近五倍。

在汽轮机大轴伸出汽缸的两端处和大轴穿过隔板中心孔的地方，为了避免转动部件与静止部件的摩擦、碰撞，应留有适当的间隙。但由于压力差的存在，这些间隙处必然会产生漏汽，从而造成损失。而且，漏汽除了使损失增大外，严重时还会使汽轮机功率下降，对汽轮机的安全运行也有很大的威胁。例如高压缸端部轴封漏汽过大，蒸汽会顺着轴流入轴承中，直接加热轴承，同时使润滑油中混合水份，破坏轴承润滑，使轴承乌金熔化造成严重事故。为了减少这些漏汽造成的损失，在发生漏汽的部位都要装有轴封。高压缸端部轴封的作用是减少高压缸向外漏汽；低压缸端部轴封的作用是防止空气漏入低压缸，破坏真空；隔板轴封的作用是减少级间漏汽，维持隔板前后的压力差。而向轴封提供蒸汽可以防止因大量冷空气从轴封段被吸进汽轮机内，造成轴封段转子收缩、胀差负值增大，甚至超过允许值等而出现安全问题。

本步骤中，在再热冷段接带汽轮机轴封汽源的过程中，需使再热冷段的压力保持在0.7～1.0MPa；以及使再热冷段接带汽轮机轴封汽源的时间控制在35～50分钟内。此外，还需使轴封供汽的压力保持在30～50kPa；以及使真空度控制在-60kPa～-85kPa。

本发明中所述的真空度为相对真空度，而绝对真空度＝相对真空度+大气压强，由于大气压的压强为133kPa，故绝对真空度为48kPa～73kPa。

本实施例中，通过迅速关闭低压旁路电动门3，适当打开高压旁路电动门1，将锅炉余热余压引入再热冷段，以使得再热冷段接带汽轮机轴封汽源，即轴封供汽立即切换至再热冷段接带，此时维持再热冷段0.7～1.0MPa的压力，就可以利用再热冷段0.7-1.0MPa压力余汽供轴封汽源，维持轴封正常供汽不中断，防止汽轮机进冷汽冷水，避免汽轮机转子弯曲损坏；而再热冷段接带汽轮机轴封汽源的时间应与汽轮机惰走时间(即从汽轮机打闸到转子完全静止的这段时间)保持一致，控制在35～50分钟内，这是本发明的关键点之一。

S103.在确认不是因锅炉主设备损坏事故而导致发电机组跳闸的情况下，投入多只油枪进行升温升压；当各油枪燃烧正常后，启动磨煤机进行升温升压。

较优地，投入的油枪数量为4～8只；启动的磨煤机为上层磨煤机，以利于升温。

本实施例中，在机组热态跳闸之后，锅炉需要快速恢复点火、冲转，此时采用投入多只油枪并快速启动上层磨煤机的方式，可快速达到汽轮机冲转条件，这是本发明的关键点之二。

S104.当发电机组的启动参数满足预设极热态冲转参数条件时，立即进行汽轮机冲转。

本步骤中，所述预设极热态冲转参数可由本领域技术人员根据实际情况进行设定；汽轮机冲转后，较优地，按照100-300r/min的升速率直接升速至3000r/min。

S105.并网带负荷。

本步骤中，在并网带负荷之后，还需使高压加热器和低压加热器随发电机组一起投运，由汽轮机抽汽管道接带除氧器汽源；并网后30-40分钟内将负荷恢复至满负荷。

本实施例中，在步骤S101和步骤S102之间，还包括如下步骤：关闭其余锅炉给水泵而仅留一台锅炉给水泵缓慢向锅炉上水，同时使省煤器内的冗余热水缓慢地通过该留下的锅炉给水泵逐步顶入水冷壁，以及利用锅炉的余热将新流入省煤器的冷水加热，以避免水冷壁温差过大。至于锅炉上水速度、省煤器内的冗余热水通过锅炉给水泵顶入水冷壁的速度，可由本领域技术人员根据实际情况设定。

由于除氧器加热用蒸汽中断后，锅炉给水不会快速降温，如果不进冷水，锅炉给水将维持原温度和压力，那么机组热态跳闸后，仅剩余一台给水泵缓慢向锅炉上水，省煤器内的冗余热水可缓慢地通过剩余的给水泵逐步顶入水冷壁，而新流入省煤器的冷水可利用锅炉的余热来加热，从而能够尽量避免水冷壁温差过大，这是本发明的关键点之三。

较优地，所述留下的锅炉给水泵的上水时间控制在40分钟之内；所述留下的锅炉给水泵的上水流量控制在40t/h～60t/h。

本实施例中，在发电机组热态跳闸之后，在进行其他步骤之前，还包括如下步骤：检查厂用电自动切换是否正常，如切换不正常则进行检修，直至切换正常为止，然后再进行其他步骤。

当然，在发电机组热态跳闸之后，还需立即查找跳闸原因，并迅速修复，以免再次跳闸。

综上所述，本发明实施例在火电厂发电机组原有设备的基础上仅通过管道的增加就可以有效解决机组跳闸以后无蒸汽启动问题，不但能保证机组安全稳定的停止，还能保证机组安全启动。

发明人发现，以300MW火电厂发电机组为例，按照现有发电机组跳闸后恢复启动需耗时8小时计算，采用本发明后可以增加发电量2400MW，按照每度电需0.20元计算，可以增加收入48万元；现有发电机组热态开机8小时后才成功且开机过程中需要耗油以维持锅炉燃烧，从而使得锅炉以及汽轮机的部分金属处于受热状态，按照每小时耗油4吨计算，采用本发明后可以节约燃油32吨。可见，本发明所述无启动蒸汽的启动方法可以大量的节能。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种火电厂发电机组跳闸后无启动蒸汽的启动方法，其特征在于，所述启动方法包括如下步骤：

在发电机组热态跳闸之后，使锅炉开始快速吹扫；

关闭排汽装置的入口管道上的低压旁路电动门，并打开连接在锅炉过热器出口和锅炉再热器入口之间的管道上的高压旁路电动门，同时增加再热冷段连接至汽轮机高压缸端部轴封和汽轮机低压缸端部轴封的管道，以使得再热冷段接带汽轮机轴封汽源，维持轴封正常供汽不中断，防止汽轮机进入冷汽冷水；

在确认不是因锅炉主设备损坏事故而导致发电机组跳闸的情况下，投入多只油枪进行升温升压；当各油枪燃烧正常后，启动磨煤机进行升温升压；

当发电机组的启动参数满足预设极热态冲转参数条件时，立即进行汽轮机冲转；

并网带负荷。

2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述再热冷段为汽轮机的高压缸排汽口至锅炉再热器入口之间的管道；在再热冷段接带汽轮机轴封汽源的过程中，所述启动方法还包括如下步骤：使再热冷段的压力保持在0.7～1.0MPa；使再热冷段接带汽轮机轴封汽源的时间控制在35～50分钟内。

3.根据权利要求2所述的启动方法，其特征在于，在再热冷段接带汽轮机轴封汽源的过程中，所述启动方法还包括如下步骤：使轴封供汽的压力保持在30～50kPa；使真空度控制在-60kPa～-85kPa。

4.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，投入的油枪数量为4～8只。

5.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，启动的磨煤机为上层磨煤机。

6.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，汽轮机冲转后，按照100-300r/min的升速率直接升速至3000r/min。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的启动方法，其特征在于，在发电机组热态跳闸之后，所述启动方法还包括如下步骤：

关闭其余锅炉给水泵而仅留一台锅炉给水泵作为工作状态的锅炉给水泵缓慢向锅炉上水，同时使省煤器内的冗余热水缓慢地通过所述工作状态的锅炉给水泵逐步顶入水冷壁，以及利用锅炉的余热将新流入省煤器的冷水加热，以避免水冷壁温差过大。

8.根据权利要求7所述的启动方法，其特征在于，所述工作状态的锅炉给水泵的上水时间控制在40分钟之内；所述工作状态的锅炉给水泵的上水流量控制在40t/h～60t/h。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的启动方法，其特征在于，在并网带负荷之后，所述启动方法还包括如下步骤：

使高压加热器和低压加热器随发电机组一起投运，由汽轮机抽汽管道接带除氧器汽源；

并网后30-40分钟内将负荷恢复至满负荷。

10.根据权利要求1～6中任一项所述的启动方法，其特征在于，在发电机组热态跳闸之后，在进行其他步骤之前，所述启动方法还包括如下步骤：检查厂用电自动切换是否正常，如切换不正常则进行检修。

Images