淺議大型CFB機(jī)組的節(jié)能降耗

李萬(wàn)盛 

龍巖發(fā)電有限責(zé)任公司  福建龍巖  364000

1、前言

    我國(guó)現(xiàn)在正提倡建立節(jié)約型社會(huì)，全國(guó)正掀起一股節(jié)能減排的熱潮。當(dāng)前燃油相對(duì)緊張且價(jià)格又高、及實(shí)行競(jìng)價(jià)上網(wǎng)等環(huán)境下，節(jié)能降耗顯得尤為重要。

2、幾點(diǎn)措施

    縱觀我廠機(jī)組的運(yùn)行情況，在節(jié)能降耗方面還有一定的空間，尤其是在機(jī)組啟動(dòng)和避免機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)方面還有潛力可挖掘，一方面機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中如何節(jié)省助燃油；另一方面就是在機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程中如何合理地縮短啟動(dòng)時(shí)間并盡快合理地帶負(fù)荷，以減少機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的消耗?，F(xiàn)就我廠機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的節(jié)能降耗及減小主、再溫差縮短啟動(dòng)時(shí)間等方面談幾點(diǎn)看法，僅供參考。

2.1  靜壓上水

鍋爐的汽包標(biāo)高大約在45m左右，除氧器標(biāo)高大約在20m左右，因此利用輔汽把除氧器加壓至0.5Mpa左右就可以對(duì)鍋爐進(jìn)行上水了，以現(xiàn)有的條件完全可以做到靜壓上水。靜壓上水既可以節(jié)省廠用電，又可以提高給水溫度而縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)省燃油，同時(shí)也可以很好地控制上水速度及保證給水溫度以減少給水管道及汽包壁產(chǎn)生過(guò)大的熱應(yīng)力，對(duì)鍋爐設(shè)備有利。同時(shí)靜壓上水相當(dāng)于對(duì)給水泵進(jìn)行充分的暖泵，對(duì)給水泵也大有益處，減少了給水泵的啟停次數(shù)。由于給水泵的軸端密封采用反螺旋密封加機(jī)械密封，密封水來(lái)自凝泵出口的凝結(jié)水，所以啟動(dòng)給水泵前必須先啟動(dòng)凝結(jié)水泵，而這兩臺(tái)輔機(jī)都是6KV設(shè)備，給水泵電機(jī)的功率為3200KW，凝泵電機(jī)功率為250KW，為此這兩臺(tái)大型輔機(jī)的耗電量很可觀。而采用靜壓上水時(shí)只需啟動(dòng)400V設(shè)備功率為45KW的上水泵即可完成任務(wù)。以往采用給水泵上水時(shí)，除氧器也要投用再沸騰加熱給水，但不管鍋爐是冷態(tài)還是熱態(tài)，一般給水溫度只加熱至60℃~80℃左右，隨著鍋爐上水量的增加除氧水箱也需不斷地補(bǔ)充水，隨著補(bǔ)水量的增加這一溫度還無(wú)法保持?。此疁貙⑾陆担?。而采用靜壓上水的話，給水溫度完全可以達(dá)到鍋爐要求的溫度，從而減少了鍋爐設(shè)備產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，當(dāng)然給水溫度提高后相應(yīng)地也可以節(jié)約點(diǎn)火燃油，除氧器投用底部加熱及塔頭蒸汽后給水溫度可以達(dá)到100℃左右，給水溫度提高后也可以達(dá)到一定的除氧效果。

    鍋爐上水一般需要2~4小時(shí)左右，根據(jù)鍋爐要求利用鄰機(jī)三抽的輔汽先投用除氧器底部加熱，加熱至汽包壁溫所對(duì)應(yīng)的溫度點(diǎn)。當(dāng)除氧水箱的給水加熱到鍋爐所需的溫度時(shí)（水箱水位盡可能保持低點(diǎn)），然后開(kāi)啟輔汽母管至除氧塔頭的進(jìn)汽電動(dòng)門，且調(diào)整門調(diào)整進(jìn)汽量（投用輔汽前應(yīng)充分地進(jìn)行暖管疏水），把除氧器的內(nèi)部壓力提升至0.5Mpa左右，通知鍋爐準(zhǔn)備進(jìn)行靜壓上水，開(kāi)啟給水泵進(jìn)、出口電動(dòng)門對(duì)鍋爐進(jìn)行上水（給水泵的輔助油泵應(yīng)保持正常運(yùn)行），鍋爐利用給水旁路來(lái)控制進(jìn)水速度。同時(shí)也啟動(dòng)上水泵對(duì)除氧器進(jìn)行補(bǔ)水（上水泵的進(jìn)口管是接在除氧塔頭的，并且塔頭也已通進(jìn)輔汽了，因此對(duì)給水溫度影響較?。?，以維持除氧器水位及水溫。隨著給水溫度帶動(dòng)汽包壁溫的上升，除氧水箱的給水溫度也可跟著逐漸提高，從而達(dá)到節(jié)油及縮短啟動(dòng)時(shí)間的目的。

2.2  機(jī)組啟動(dòng)時(shí)地主、再蒸汽溫度差過(guò)大的問(wèn)題

    在#1、2機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行了半年多的時(shí)間里，每次機(jī)組啟動(dòng)時(shí)主、再汽溫差都很大，一般主、再溫度少則也有60℃~70℃，最高時(shí)更是可能達(dá)到80℃~90℃的偏差，這種溫差過(guò)大對(duì)機(jī)組的安全不利，由于汽輪機(jī)的高中壓缸是采用合缸布置的，較大的溫差將在高壓缸進(jìn)汽區(qū)與中壓缸進(jìn)汽區(qū)及高中壓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，給機(jī)組帶來(lái)一定的危害，甚至引發(fā)機(jī)組的振動(dòng)，同時(shí)也由于主、再溫差較大在一定程度上延長(zhǎng)了機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間。當(dāng)然主、再溫差大的問(wèn)題是多方面的因素造成的。旁路系統(tǒng)的容量只有15%是稍偏小了點(diǎn)，導(dǎo)致蒸汽流通量偏低，一般125MW以上的再熱式機(jī)組要求旁路系統(tǒng)的容量為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的30%，另外就是鍋爐投煤過(guò)早、過(guò)大使主汽溫升過(guò)快而再熱汽溫且跟不上變化，也是有很大的關(guān)系。當(dāng)然運(yùn)行調(diào)整及機(jī)爐配合也很關(guān)鍵。

    （1）啟動(dòng)時(shí)投煤的問(wèn)題：

    機(jī)組最佳的啟動(dòng)方式其實(shí)就是尋求合理的加熱方式，根據(jù)汽缸溫度情況選擇合理的、匹配的蒸汽參數(shù)，根據(jù)啟動(dòng)前機(jī)組的汽缸溫度、設(shè)備狀況，在啟動(dòng)過(guò)程中能達(dá)到各部件加熱均勻，熱應(yīng)力、熱變形、差脹及振動(dòng)均在正常范轉(zhuǎn)內(nèi)，同時(shí)盡快地把金屬溫差均勻地升高到工作溫度，還要盡快合理地使機(jī)組帶上額定負(fù)荷，以減少啟動(dòng)消耗。但一切都離不開(kāi)鍋爐提供合格的蒸汽參數(shù)及合理的溫升率、升壓率。

    但現(xiàn)在為了節(jié)油每次啟動(dòng)時(shí)卻在機(jī)組沖轉(zhuǎn)前即已投煤了，導(dǎo)致床溫、主汽溫度、壓力快速上升，投煤后溫升率有時(shí)會(huì)達(dá)到5℃~6℃/min，有時(shí)甚至更高，而正常的溫升率是1℃~1.5℃/min，每當(dāng)主汽溫度快速上升后又馬上投用減溫水降溫，常會(huì)出現(xiàn)主汽溫度大起大落，不但對(duì)鍋爐設(shè)備不利，對(duì)汽機(jī)也不利，影響整個(gè)的暖管暖機(jī)效果，嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)事故、危及機(jī)組的安全，同時(shí)這樣的參數(shù)也無(wú)法為機(jī)組提供合格的蒸汽參數(shù)，不利于機(jī)組的安全啟動(dòng)及運(yùn)行。也許正是由于這一次次的不規(guī)范，可能給機(jī)組埋下安全隱患。并且由于投煤過(guò)大使汽壓上升過(guò)快時(shí)，需不時(shí)地開(kāi)向空排汽，這也會(huì)造成一定的浪費(fèi)。

在機(jī)組啟動(dòng)前投煤方面的問(wèn)題，建議投煤初期煤量適當(dāng)少些且均衡給煤，確保升溫升壓控制在規(guī)定范圍，或在機(jī)組沖轉(zhuǎn)至中速暖機(jī)結(jié)束后再適量、小量投煤比較合理。機(jī)組中速暖機(jī)的目的是避免轉(zhuǎn)子的脆性破壞及避免產(chǎn)生過(guò)大的熱應(yīng)力，使各部件均勻地加熱。因此中速暖機(jī)對(duì)機(jī)組的安全、順利啟動(dòng)起著重要作用，所以在此暖機(jī)期間鍋爐應(yīng)提供合理的蒸汽參數(shù)及合理的溫升率，當(dāng)中速暖機(jī)結(jié)束后就可以開(kāi)始小量投煤，但投煤量不能過(guò)大以免難以控制，同時(shí)機(jī)組也可以盡快合理地升速并網(wǎng)接帶負(fù)荷，盡可能縮短啟動(dòng)時(shí)間，當(dāng)然這一切都需要機(jī)爐密切地相互配合。

    （2）汽機(jī)方面的調(diào)整

    機(jī)組啟動(dòng)時(shí)主、再溫度過(guò)大與運(yùn)行調(diào)整也有很大的關(guān)系，一般現(xiàn)象都是主汽溫度高而再熱汽溫度低，在機(jī)組啟動(dòng)前再熱熱段的蒸汽是由主蒸汽流經(jīng)高壓旁路（一級(jí)旁路）進(jìn)入冷段管道后經(jīng)再熱器加熱后所形成的，理論上應(yīng)該不存在溫差，由于機(jī)組啟動(dòng)前蒸汽壓力及流量都很小，再熱汽的蒸汽量就更少了。但這種溫差在機(jī)組沖轉(zhuǎn)后一段時(shí)間里主、再的溫差就可以較快地減少，這說(shuō)明再熱熱段管道暖管、疏水不徹底、蒸汽流通量過(guò)小所致，并且應(yīng)熟悉、明白再熱熱段機(jī)側(cè)的溫度測(cè)點(diǎn)安裝在哪里，這一點(diǎn)對(duì)運(yùn)行調(diào)整非常重要。為此應(yīng)保證讓大部分的蒸汽都能進(jìn)入再熱器，讓蒸汽充分地流動(dòng)起來(lái)，充分地暖管疏水以帶動(dòng)管道溫度地均勻上升。可采用分段疏水法，在鍋爐點(diǎn)火后及凝器已通水并抽真空后，把該開(kāi)的管道疏水通本擴(kuò)的都開(kāi)啟來(lái)，但高中壓缸的本體疏水最好不要開(kāi)啟，由于暖管時(shí)間較長(zhǎng)及凝器已抽真空了，如把高中缸的本體疏水開(kāi)啟容易異致上下缸溫差增大的現(xiàn)象（熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)更明顯），這時(shí)對(duì)機(jī)組的安全啟動(dòng)不利，最好能在機(jī)組準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)前一段時(shí)間再把高中壓缸本體疏水打開(kāi)較妥當(dāng)。

    在鍋爐起壓后應(yīng)鍋爐要求即把高壓旁路盡量全開(kāi)，（此前主汽管道疏水、主汽閥疏水等均已開(kāi)啟），使主汽管的蒸汽流動(dòng)起來(lái)充分暖管疏水，但主汽管道疏水直排 門關(guān)閉，讓全部疏水回收以免浪費(fèi)，在保證高排止回閥嚴(yán)密的情況下把高排止回閥后的疏水（冷段管道疏水）氣動(dòng)門關(guān)閉，但手動(dòng)門開(kāi)啟，以保證全部的蒸汽都能進(jìn)入再熱器加熱，使再熱器熱段管道有蒸汽流動(dòng)，同時(shí)也可以保護(hù)再熱器避免再熱器干燒。以前機(jī)組啟動(dòng)是冷段管道疏水是一直保持全開(kāi)的，由于冷段管道疏水位置比再熱器低很多，并且本擴(kuò)又是處于真空狀態(tài)的蒸汽流量又小，這就使絕大部分蒸汽都通過(guò)冷段管道的疏水進(jìn)入本擴(kuò)了而無(wú)法進(jìn)入再熱器相當(dāng)于把再熱蒸汽給短接掉了。但可以把高排止回閥前疏水門開(kāi)啟，以防止高排止回閥不嚴(yán)倒汽。同時(shí)也盡可能把低壓旁路（二級(jí)旁路）及三級(jí)旁路全開(kāi)，A、B兩側(cè)的熱段管道疏水及中壓聯(lián)合汽閥疏水也開(kāi)啟，讓再熱蒸汽也能充分地流動(dòng)、暖管、疏水。但再熱熱段管道疏水的直排門可以不用開(kāi)啟，以免浪費(fèi)工質(zhì)、影響周邊環(huán)境，疏水疏可全部回收，因?yàn)檫@段低洼水平管段的疏水、暖管都不是問(wèn)題，而難就難在后面一段至中壓主汽閥前的這段垂直管道的暖管及疏水，由于機(jī)側(cè)再熱熱段蒸汽的溫度測(cè)點(diǎn)只有一個(gè)（A、B側(cè)各一個(gè)），并且就安裝在九米層垂直管道的中壓聯(lián)合汽閥入口前。因此在暖低壓旁路入口前至鍋側(cè)的這段管道時(shí)，只能借助鍋側(cè)的溫度側(cè)點(diǎn)作參考，此時(shí)可把DCS畫面切至鍋爐汽水系統(tǒng)畫面，觀察高再出口溫度與主汽溫度是否還有溫差，如沒(méi)有什么溫差了那表示低旁前的這段管道已暖的差不多了，此時(shí)就可能把低壓旁路調(diào)整門關(guān)小至25%左右，但高旁不變，開(kāi)始對(duì)低旁后的這段至中壓聯(lián)合汽門前的垂直管道進(jìn)行趕汽暖管（強(qiáng)制暖管），充分暖管，由于這段垂直管道一直從零米層垂直爬升至九米層，并且只有一個(gè)（A、B管各一個(gè)）中壓聯(lián)合汽閥疏水管（這個(gè)疏水管是閥前疏水）而再熱熱器的溫度測(cè)點(diǎn)又是安裝在中壓聯(lián)合汽門前，因此需要把大量的蒸汽往中壓聯(lián)汽門前趕才能把這段管道的溫度升起來(lái)。以前再熱熱段蒸汽溫度提不起來(lái)使主、再溫差過(guò)大，也是由于這個(gè)原因，進(jìn)入這段管道的蒸汽量過(guò)小暖管不充分所致。由于中壓聯(lián)合汽閥疏水管的管徑只有φ25mm，A、B側(cè)的兩根疏水管合接在一根管徑φ32mm的疏水管至本擴(kuò)，為此暖管疏水確比較困難，但也就只有這樣趕汽才能把再熱汽溫提升起來(lái)，如效果還是不太理想的話，可以考慮先把再熱熱段的管道疏水氣動(dòng)閥先關(guān)閉（但溫度升起來(lái)后馬上開(kāi)啟），把蒸汽盡可能地往中壓聯(lián)合汽閥前趕，但需防止再熱汽壓力過(guò)高，中壓聯(lián)合汽閥不嚴(yán)密漏汽。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)這種方法可以較快地把主、再溫差減少至30℃以內(nèi)，為機(jī)組的暖管及啟動(dòng)縮短了時(shí)間。當(dāng)然這一切都需鍋爐能較好地控制好主汽的溫升率。當(dāng)蒸汽參數(shù)合格后準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)前應(yīng)把高排止回閥后疏水（冷段管道疏水）閥打開(kāi)，并且記得把高中壓缸本體疏水全部打開(kāi)，同時(shí)也應(yīng)把低壓旁路相應(yīng)地開(kāi)大些，以免再熱汽壓力過(guò)高，高壓旁路在沖轉(zhuǎn)前也可適當(dāng)調(diào)小些，這點(diǎn)主要是考慮到在沖轉(zhuǎn)后高排止回閥能順利開(kāi)啟。

2.4  合理調(diào)度循環(huán)水泵

     機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)在鍋爐點(diǎn)火后5-6h才能達(dá)到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)，而現(xiàn)在由于種種原因一般規(guī)定在爐準(zhǔn)備點(diǎn)火時(shí)即要求啟動(dòng)循環(huán)水泵了。鍋爐點(diǎn)火到起壓需要3-4小時(shí)，此時(shí)幾乎沒(méi)有疏水進(jìn)入凝汽器，為此啟動(dòng)循環(huán)水泵的意義不大，應(yīng)該可以等到鍋爐起壓、汽機(jī)投入旁路系統(tǒng)前再啟動(dòng)循環(huán)水泵。每臺(tái)循環(huán)水泵的功率是1120KW，每小時(shí)的耗電量大約1000KW.H，這樣每次啟爐可以節(jié)約3000-4000KW.H電量。

     由于我廠循環(huán)水系統(tǒng)采用母管制供水方式，可以把兩個(gè)冷卻塔并列運(yùn)行，根據(jù)機(jī)組真空情況靈活調(diào)整循環(huán)水泵的運(yùn)行方式，譬如在冬季四臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)開(kāi)三臺(tái)循環(huán)水泵，在氣溫較高時(shí)可采用四臺(tái)機(jī)組開(kāi)5臺(tái)循泵的運(yùn)行方式等，盡可能的降低廠用電率。

3、結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能意識(shí)應(yīng)深入每位員工的心理，從我做起，從節(jié)約一度電、一滴水、一克煤做起。同時(shí)加強(qiáng)學(xué)習(xí)提高技術(shù)水平，加強(qiáng)技術(shù)交流，避免人為誤操作因素造成機(jī)組非停，認(rèn)真做好運(yùn)行分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、消除隱患，使設(shè)備處于最佳狀態(tài)，確保機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

文章作者：李萬(wàn)盛