淺議大型CFB機組的節能降耗

李萬盛 

龍岩發電有限責任公司  福建龍岩  364000

1 、前言

    我國現在正提倡建立節約型社會 ，全國正掀起一股節能減排的熱潮 。當前燃油相對緊張且價格又高 、及實行競價上網等環境下 ，節能降耗顯得尤為重要 。

2 、幾點措施

    縱觀我廠機組的運行情況 ，在節能降耗方麵還有一定的空間 ，尤其是在機組啟動和避免機組非計劃停運方麵還有潛力可挖掘 ，一方麵機組啟動過程中如何節省助燃油 ；另一方麵就是在機組的啟動過程中如何合理地縮短啟動時間並盡快合理地帶負荷 ，以減少機組啟動時的消耗 。現就我廠機組啟動時的節能降耗及減小主 、再溫差縮短啟動時間等方麵談幾點看法 ，僅供參考 。

2.1  靜壓上水

鍋爐的汽包標高大約在45m左右 ，除氧器標高大約在20m左右 ，因此利用輔汽把除氧器加壓至0.5Mpa左右就可以對鍋爐進行上水了 ，以現有的條件完全可以做到靜壓上水 。靜壓上水既可以節省廠用電 ，又可以提高給水溫度而縮短機組啟動時間和節省燃油 ，同時也可以很好地控製上水速度及保證給水溫度以減少給水管道及汽包壁產生過大的熱應力 ，對鍋爐設備有利 。同時靜壓上水相當於對給水泵進行充分的暖泵 ，對給水泵也大有益處 ，減少了給水泵的啟停次數 。由於給水泵的軸端密封采用反螺旋密封加機械密封 ，密封水來自凝泵出口的凝結水 ，所以啟動給水泵前必須先啟動凝結水泵 ，而這兩台輔機都是6KV設備 ，給水泵電機的功率為3200KW ，凝泵電機功率為250KW ，為此這兩台大型輔機的耗電量很可觀 。而采用靜壓上水時隻需啟動400V設備功率為45KW的上水泵即可完成任務 。以往采用給水泵上水時 ，除氧器也要投用再沸騰加熱給水 ，但不管鍋爐是冷態還是熱態 ，一般給水溫度隻加熱至60℃~80℃左右 ，隨著鍋爐上水量的增加除氧水箱也需不斷地補充水 ，隨著補水量的增加這一溫度還無法保持住（即水溫將下降） 。而采用靜壓上水的話 ，給水溫度完全可以達到鍋爐要求的溫度 ，從而減少了鍋爐設備產生較大的熱應力 ，當然給水溫度提高後相應地也可以節約點火燃油 ，除氧器投用底部加熱及塔頭蒸汽後給水溫度可以達到100℃左右 ，給水溫度提高後也可以達到一定的除氧效果 。

    鍋爐上水一般需要2~4小時左右 ，根據鍋爐要求利用鄰機三抽的輔汽先投用除氧器底部加熱 ，加熱至汽包壁溫所對應的溫度點 。當除氧水箱的給水加熱到鍋爐所需的溫度時（水箱水位盡可能保持低點） ，然後開啟輔汽母管至除氧塔頭的進汽電動門 ，且調整門調整進汽量（投用輔汽前應充分地進行暖管疏水） ，把除氧器的內部壓力提升至0.5Mpa左右 ，通知鍋爐準備進行靜壓上水 ，開啟給水泵進 、出口電動門對鍋爐進行上水（給水泵的輔助油泵應保持正常運行） ，鍋爐利用給水旁路來控製進水速度 。同時也啟動上水泵對除氧器進行補水（上水泵的進口管是接在除氧塔頭的 ，並且塔頭也已通進輔汽了 ，因此對給水溫度影響較小） ，以維持除氧器水位及水溫 。隨著給水溫度帶動汽包壁溫的上升 ，除氧水箱的給水溫度也可跟著逐漸提高 ，從而達到節油及縮短啟動時間的目的 。

2.2  機組啟動時地主 、再蒸汽溫度差過大的問題

    在#1 、2機組投產運行了半年多的時間裏 ，每次機組啟動時主 、再汽溫差都很大 ，一般主、再溫度少則也有60℃~70℃ ，最高時更是可能達到80℃~90℃的偏差 ，這種溫差過大對機組的安全不利 ，由於汽輪機的高中壓缸是采用合缸布置的 ，較大的溫差將在高壓缸進汽區與中壓缸進汽區及高中壓轉子產生較大的熱應力，給機組帶來一定的危害 ，甚至引發機組的振動 ，同時也由於主 、再溫差較大在一定程度上延長了機組的啟動時間 。當然主 、再溫差大的問題是多方麵的因素造成的 。旁路係統的容量隻有15%是稍偏小了點 ，導致蒸汽流通量偏低 ，一般125MW以上的再熱式機組要求旁路係統的容量為鍋爐最大連續蒸發量的30% ，另外就是鍋爐投煤過早 、過大使主汽溫升過快而再熱汽溫且跟不上變化 ，也是有很大的關係 。當然運行調整及機爐配合也很關鍵。

    （1）啟動時投煤的問題 ：

    機組最佳的啟動方式其實就是尋求合理的加熱方式 ，根據汽缸溫度情況選擇合理的 、匹配的蒸汽參數 ，根據啟動前機組的汽缸溫度 、設備狀況 ，在啟動過程中能達到各部件加熱均勻 ，熱應力 、熱變形 、差脹及振動均在正常範轉內 ，同時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組帶上額定負荷 ，以減少啟動消耗 。但一切都離不開鍋爐提供合格的蒸汽參數及合理的溫升率 、升壓率 。

    但現在為了節油每次啟動時卻在機組衝轉前即已投煤了 ，導致床溫 、主汽溫度、壓力快速上升 ，投煤後溫升率有時會達到5℃~6℃/min ，有時甚至更高 ，而正常的溫升率是1℃~1.5℃/min ，每當主汽溫度快速上升後又馬上投用減溫水降溫 ，常會出現主汽溫度大起大落 ，不但對鍋爐設備不利 ，對汽機也不利 ，影響整個的暖管暖機效果 ，嚴重時將引發事故 、危及機組的安全 ，同時這樣的參數也無法為機組提供合格的蒸汽參數 ，不利於機組的安全啟動及運行 。也許正是由於這一次次的不規範 ，可能給機組埋下安全隱患 。並且由於投煤過大使汽壓上升過快時 ，需不時地開向空排汽 ，這也會造成一定的浪費 。

在機組啟動前投煤方麵的問題 ，建議投煤初期煤量適當少些且均衡給煤 ，確保升溫升壓控製在規定範圍 ，或在機組衝轉至中速暖機結束後再適量 、小量投煤比較合理。機組中速暖機的目的是避免轉子的脆性破壞及避免產生過大的熱應力 ，使各部件均勻地加熱 。因此中速暖機對機組的安全 、順利啟動起著重要作用 ，所以在此暖機期間鍋爐應提供合理的蒸汽參數及合理的溫升率 ，當中速暖機結束後就可以開始小量投煤 ，但投煤量不能過大以免難以控製 ，同時機組也可以盡快合理地升速並網接帶負荷 ，盡可能縮短啟動時間 ，當然這一切都需要機爐密切地相互配合 。

    （2）汽機方麵的調整

    機組啟動時主 、再溫度過大與運行調整也有很大的關係 ，一般現象都是主汽溫度高而再熱汽溫度低 ，在機組啟動前再熱熱段的蒸汽是由主蒸汽流經高壓旁路（一級旁路）進入冷段管道後經再熱器加熱後所形成的 ，理論上應該不存在溫差 ，由於機組啟動前蒸汽壓力及流量都很小，再熱汽的蒸汽量就更少了 。但這種溫差在機組衝轉後一段時間裏主 、再的溫差就可以較快地減少 ，這說明再熱熱段管道暖管 、疏水不徹底 、蒸汽流通量過小所致 ，並且應熟悉 、明白再熱熱段機側的溫度測點安裝在哪裏 ，這一點對運行調整非常重要 。為此應保證讓大部分的蒸汽都能進入再熱器 ，讓蒸汽充分地流動起來 ，充分地暖管疏水以帶動管道溫度地均勻上升 。可采用分段疏水法 ，在鍋爐點火後及凝器已通水並抽真空後 ，把該開的管道疏水通本擴的都開啟來 ，但高中壓缸的本體疏水最好不要開啟 ，由於暖管時間較長及凝器已抽真空了 ，如把高中缸的本體疏水開啟容易異致上下缸溫差增大的現象（熱態啟動時更明顯） ，這時對機組的安全啟動不利 ，最好能在機組準備衝轉前一段時間再把高中壓缸本體疏水打開較妥當 。

    在鍋爐起壓後應鍋爐要求即把高壓旁路盡量全開 ，（此前主汽管道疏水 、主汽閥疏水等均已開啟） ，使主汽管的蒸汽流動起來充分暖管疏水 ，但主汽管道疏水直排 門關閉 ，讓全部疏水回收以免浪費 ，在保證高排止回閥嚴密的情況下把高排止回閥後的疏水（冷段管道疏水）氣動門關閉 ，但手動門開啟 ，以保證全部的蒸汽都能進入再熱器加熱 ，使再熱器熱段管道有蒸汽流動 ，同時也可以保護再熱器避免再熱器幹燒。以前機組啟動是冷段管道疏水是一直保持全開的 ，由於冷段管道疏水位置比再熱器低很多 ，並且本擴又是處於真空狀態的蒸汽流量又小 ，這就使絕大部分蒸汽都通過冷段管道的疏水進入本擴了而無法進入再熱器相當於把再熱蒸汽給短接掉了 。但可以把高排止回閥前疏水門開啟 ，以防止高排止回閥不嚴倒汽 。同時也盡可能把低壓旁路（二級旁路）及三級旁路全開 ，A 、B兩側的熱段管道疏水及中壓聯合汽閥疏水也開啟 ，讓再熱蒸汽也能充分地流動 、暖管 、疏水 。但再熱熱段管道疏水的直排門可以不用開啟 ，以免浪費工質 、影響周邊環境 ，疏水疏可全部回收，因為這段低窪水平管段的疏水 、暖管都不是問題 ，而難就難在後麵一段至中壓主汽閥前的這段垂直管道的暖管及疏水 ，由於機側再熱熱段蒸汽的溫度測點隻有一個（A 、B側各一個） ，並且就安裝在九米層垂直管道的中壓聯合汽閥入口前 。因此在暖低壓旁路入口前至鍋側的這段管道時 ，隻能借助鍋側的溫度側點作參考 ，此時可把DCS畫麵切至鍋爐汽水係統畫麵 ，觀察高再出口溫度與主汽溫度是否還有溫差 ，如沒有什麽溫差了那表示低旁前的這段管道已暖的差不多了 ，此時就可能把低壓旁路調整門關小至25%左右 ，但高旁不變 ，開始對低旁後的這段至中壓聯合汽門前的垂直管道進行趕汽暖管（強製暖管） ，充分暖管 ，由於這段垂直管道一直從零米層垂直爬升至九米層 ，並且隻有一個（A 、B管各一個）中壓聯合汽閥疏水管（這個疏水管是閥前疏水）而再熱熱器的溫度測點又是安裝在中壓聯合汽門前 ，因此需要把大量的蒸汽往中壓聯汽門前趕才能把這段管道的溫度升起來 。以前再熱熱段蒸汽溫度提不起來使主 、再溫差過大 ，也是由於這個原因 ，進入這段管道的蒸汽量過小暖管不充分所致 。由於中壓聯合汽閥疏水管的管徑隻有φ25mm ，A 、B側的兩根疏水管合接在一根管徑φ32mm的疏水管至本擴 ，為此暖管疏水確比較困難 ，但也就隻有這樣趕汽才能把再熱汽溫提升起來 ，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閥先關閉（但溫度升起來後馬上開啟） ，把蒸汽盡可能地往中壓聯合汽閥前趕 ，但需防止再熱汽壓力過高 ，中壓聯合汽閥不嚴密漏汽 。經過試驗這種方法可以較快地把主 、再溫差減少至30℃以內 ，為機組的暖管及啟動縮短了時間 。當然這一切都需鍋爐能較好地控製好主汽的溫升率 。當蒸汽參數合格後準備衝轉前應把高排止回閥後疏水（冷段管道疏水）閥打開 ，並且記得把高中壓缸本體疏水全部打開，同時也應把低壓旁路相應地開大些 ，以免再熱汽壓力過高 ，高壓旁路在衝轉前也可適當調小些 ，這點主要是考慮到在衝轉後高排止回閥能順利開啟 。

2.4  合理調度循環水泵

     機組冷態啟動時在鍋爐點火後5-6h才能達到汽機衝轉參數 ，而現在由於種種原因一般規定在爐準備點火時即要求啟動循環水泵了 。鍋爐點火到起壓需要3-4小時 ，此時幾乎沒有疏水進入凝汽器 ，為此啟動循環水泵的意義不大 ，應該可以等到鍋爐起壓 、汽機投入旁路係統前再啟動循環水泵 。每台循環水泵的功率是1120KW ，每小時的耗電量大約1000KW.H ，這樣每次啟爐可以節約3000-4000KW.H電量 。

     由於我廠循環水係統采用母管製供水方式 ，可以把兩個冷卻塔並列運行 ，根據機組真空情況靈活調整循環水泵的運行方式 ，譬如在冬季四台機組運行時開三台循環水泵 ，在氣溫較高時可采用四台機組開5台循泵的運行方式等 ，盡可能的降低廠用電率 。

3 、結束語

節能意識應深入每位員工的心理 ，從我做起 ，從節約一度電 、一滴水 、一克煤做起 。同時加強學習提高技術水平 ，加強技術交流 ，避免人為誤操作因素造成機組非停 ，認真做好運行分析及時發現問題 、消除隱患 ，使設備處於最佳狀態 ，確保機組的安全 、穩定 、經濟運行 。

文章作者 ：李萬盛