韩丽明++朱广睿

[摘 要]对超临界机组的主要节能技改项目———真空系统改造和磨煤机分离器改造进行了分析，介绍了在超临界机组运行优化方面采取的措施，包括正压直吹式低速磨煤机启停不投油、冬季单循泵运行、低负荷实行单台凝结水泵节能的运行方式、冬季停运开式泵等。

[关键词]超临界机组；节能改造；优化方案

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0228-01

1 设备及运行情况介绍

某发电厂一、二期工程安装4台300MW机组（改造后出力为335MW），分别于1985—1989年陆续投产。三期工程建设2台600MW机组，分别于1997年1月和11月投产。四期工程建设2台1000MW超超临界燃煤发电机组，分别于2006年12月和2007年7月投产。2台超超临界燃煤发电机组三大主机由中国东方电气集团公司的三大主机制造公司东方锅炉（集团）股份有限公司、东方汽轮机有限公司和东方电机有限公司引进日立技术国内生产。电动给水泵、汽泵由日立公司制造，小汽轮机、高压旁路装置由德国西门子公司制造，励磁系统由瑞士ABB公司制造。机组投运后，煤耗高，热效率低。我们针对实际运行过程中出现的问题，并围绕节能挖潜进行了部分设备技术改造，并从运行方式方面进行优化，提高了机组的整体经济效益。

2 进行的主要节能技改项目

2.1 真空系统改造凝汽器真空提高系统属于热力发电厂节能技术领域，针对热力发电厂水环式真空泵抽气系统而设计的节能装置。它是通过外加智能制冷冷源系统，给真空泵提供远低于环境温度的工作水，大幅提高真空泵抽气能力，进而降低凝汽器不凝气体分压力这种方式来提高凝汽器换热效果，从而降低凝汽器水蒸气凝结压力，也就是降低汽轮机背压，获得节能效果。

（1）通过降低真空泵工作水温度的方式来提高凝汽器真空。不凝气体（主要是空气）是凝汽器主要传热热阻。减小凝汽器不凝气体分压力，是提高凝汽器真空的有效措施之一。减小不凝气体分压力目前来讲只有两种措施，一是提高汽轮机热力系统的严密性，减少不凝气体泄漏；二是提高抽气系统真空泵的工作能力，及时将凝汽器内不凝气体抽除。从水环式真空泵工作原理及性能可知，其抽气能力和抽气压力所对应的饱和温度与工作水温度之间的差值，也就是工作水的温度有很大关系，工作水温度越低，抽气能力越大。凝汽器真空提高系统，通过供给真空泵7 ℃～15 ℃的工作水，使得真空泵抽气压力所对应的饱和温度与工作水之间的温差大大增加，极大地提升了真空泵工作能力和工作环境。

（2） 建立冷端系统的统一冷源及协调控制系统。对于 600MW 及以上机组，抽气系统通常有多台水环式真空泵运转，因此存在真空泵启、停切换过程。因各种因素，不同真空泵之间的负荷、所需工作水量也有所区别。凝汽器真空提高系统通过添加电控阀门，统一管理制冷机制出的冷水，做到根据真空泵实际运转情况，合理配比每台真空泵所需冷水量。

（3）利用低品位热水、废蒸汽作为冷源制冷的动力源。凝汽器真空提高系统，可以根据热力发电厂实际情况，来选择电能驱动、低品位热水驱动等多种能源利用方式。尤其是低品位热水驱动方式，既提高了凝汽器真空度，又降低了能源消耗，使节能效果获得最大化。

（4）使用基于三通电动阀的安全补偿系统，既不影响原开式水冷却系统切入，也不影响真空泵正常运转，使真空泵安全稳定运行得到最大保障。凝汽器真空提高系统通过三通电动阀等安全补偿系统，能够做到在其投运期间，原开式水冷却系统处于随时切入的备用状态。一旦凝汽器真空提高系统不能满足真空泵工作要求，系统能够立刻切换到原开式水冷却系统中，真空泵运转丝毫不受影响。

3 在运行优化方面采取的措施

3.1 正压直吹式低速磨煤机启停不投油正压直吹式低速制粉系统磨煤机启动过程中，由其对应的燃烧器喷出的煤粉气流浓度是一个由低到高的过程；磨煤机停运过程中，由其对应的燃烧器喷出的煤粉气流浓度是一个由高到低的过程，为保证煤粉的可靠着火燃烧，按照设计要求，邹县电厂7号、8号锅炉每次启、停磨煤机，都必须将该磨煤机所对应的油枪全部投入运行，否则磨煤机启、停程序将无法执行。为适应电网需求、满足电力用户的需要，7 号、8 号机组负荷几乎每天都在500 MW～1 000 MW 之间变化，这就需要频繁地启停磨煤机，导致启停磨煤机的助燃耗油量较高。考虑到 7 号、8 号炉燃煤煤种挥发分较高（Vdaf =40%～30%），煤粉的着火点温度为650 ℃～750 ℃，在机组负荷大于 50%时，炉膛温度大于 1 000 ℃，能满足煤粉着火的需要。为了节约燃油，提出了机组正常运行时启停制粉系统不投油的节能思路。对7 号、8 号炉首先进行了停运、启动第六台磨煤机不投油试验，磨煤机停运、启动过程中，锅炉燃烧稳定。在此基础上，对 7号、8 号炉又进行了停运、启动第五台、第四台磨煤机不投油试验，磨煤机停运、启动过程中，炉膛负压正常，试验效果良好，从而实现了机组正常运行中启停磨煤机不投油。根据试验摸索，取得以下运行经验。（1） 机组负荷必须大于 50%额定负荷且锅炉各联锁保护投入正常，控制“油枪运行”信号的强弱程度。（2）启停磨煤机期间停止炉膛吹灰。（3）要求燃烧稳定，若出现给煤机频繁断煤、磨煤机料位不稳定、负压波动等情况时，启停磨煤机需投油。（4）启动磨煤机时，磨煤机出口温度大于 60 ℃时方可启动给煤机。（5）给煤量增加要缓慢，防止磨煤机出口温度突降。（6）启停下层喷燃器所对应的磨煤机时，必须保证其对侧及上层喷燃器所对应的磨煤机运行正常。（7）启停磨煤机过程中，运行人员应对该磨煤机所对应的喷燃器燃烧情况连续监视，发现异常情况及时处理。（8）启停第四台磨煤机时，优先启停中上层喷燃器所对应的磨煤机。（9）不投油启停磨煤机，运行人员应通过“燃煤掺配掺烧管理网站”了解煤质情况，应保证燃煤的干燥无灰基挥发分大于30%。（10）由于“油枪运行”信号强制过程中，会出现“全燃料失去MFT”拒动，当出现全燃料失去工况时，此时“临界火焰”与“全火焰”失去 MFT 保护会动作，否则应“手动 MFT”。该发电公司2 台百万千瓦机组正常运行中启停制粉系统不投油，说明了旋流燃烧器在燃用高挥发分煤种时，不投油启停制粉系统是安全可靠的，对于火力发电厂启停制粉系统不投油有很好的借鉴和推广的意义。

3.2 冬季单循泵运行循环水泵电机功率为3 650 kW，是最大的耗电设备之一。如何在不具备设备改造条件和调整手段的前提下降低循环水泵的电耗，是一个急需解决的重要课题。经调研，目前新投产的机组，循环水系统大部分设计为“一运一备”或 2 台机组“两运一备”的方式，循环水泵的电耗相对较低。邹县电厂1 000 MW机组冬季循环水温度低、凝汽器真空达到-99.5 kPa，若在保证机组真空的情况下停运一台循环水泵，将循环水泵的运行方式由“两运一备”优化为“一运两备”，将大大降低机组的厂用电率。通过安全性评价、可行性论证以及试验实施了单循泵运行方式。执行单循泵运行措施以来，未发生循泵跳闸事件。（1）为保证机组的安全，防止凝汽器发生水锤，目前保持辅泵和一台循环水泵并联运行。（2）为保证铜管的清洁程度，每 3 天启动第二台循环水泵投入胶球清洗装置，在7 号机组首次大修期间，检查凝汽器不锈钢管清洁、无堵塞，证明了每3天投入一次胶球清洗装置的做法是可行的。3.3 低负荷实行单台凝结水泵节能的运行方式。

参考文献

[1] 樊泉桂.火电厂锅炉设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2] 朱全利.锅炉设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 李建刚.汽轮机设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2006.

[作者简介] 韩丽明（1980—），男，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学，学士学位，工程师，现从事火力发电厂集控运行管理工作。