完全汽动给水泵给水启停方式分析

王 磊

（中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467000）

1 设备概况

某电厂1，2号机组为1 000 MW超超临界机组，采用东方锅炉厂设计制造的DG3000/26.15-Ⅱ1型超超临界变压运行直流锅炉。锅炉为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。该锅炉采用内置式启动分离系统。

该电厂1,2号机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂引进东芝技术生产制造的超超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，型号为N1000-25/600/600，额定出力为1 000 MW。机组采用复合变压运行方式，汽轮机具有八级非调整回热抽汽，采用高、中压缸联合启动方式，配置2台50 % BMCR(锅炉最大连续蒸发量)容量的汽动给水泵组及1台25 % BMCR容量的电动给水泵。

小汽轮机配有高压和低压2个相互独立的汽源，高压汽源为冷再，低压汽源为主机四段抽汽或辅汽联箱来汽。

每台机组均设有独立的辅汽系统，辅汽系统主要为满足机组启、停，及非正常工况下小汽轮机冲转、汽机轴封、除氧器加热等用汽的需要。

2 电动给水泵给水启动方式

在机组启动过程中，电动给水泵的给水启动方式是采用电动给水泵作为启动工作泵，完成锅炉上水、锅炉冷态冲洗、热态冲洗、升温升压过程。在自凝结水启动、除氧器上水完成至机组并网带250 MW负荷期间，电动给水泵始终作为工作泵，汽动给水泵处于准备阶段。机组出力在250 MW左右时，电动给水泵切为1台汽动给水泵运行，电动给水泵作旋转备用;机组负荷达到450 MW时，第2台汽动给水泵投运，双汽泵正常运行后，电动给水泵停运备用。

实践表明，电动给水泵的给水启动方式存在机组厂用电率高、安全性低、局限性大等问题。

2.1 耗电成本高

该电厂1，2号机组电动给水泵的电机功率均为4 600 kW，按照电动给水泵给水启动方式启动机组，电动给水泵的工作时间和电耗为：机组冷态启动约15 h，电耗约6.9万kWh；机组热态启动约4 h，电耗约1.8万kWh；新安装或大修后第1次机组带负荷启动约20 h，电耗约9.2万kWh。因此，电动给水泵给水启动方式电耗较高，不经济。

2.2 安全可靠性低

由于汽动给水泵组启动过程需要进行小汽轮机真空系统投运、汽源暖管、冲转、小机暖机、升速等过程，因此汽动给水泵组启动需要时间较长。在电动给水泵给水启动方式下，一旦电动给水泵故障跳闸，汽动给水泵作为备用泵不能快速并入系统运行，将引起给水流量低，锅炉MFT(锅炉主燃料跳闸)主保护动作，延长机组启动时间。因此，机组启动阶段汽动给水泵作为备用泵的方式不安全。

机组启动过程中，若直接用汽动给水泵提供给水，则电动给水泵可作为启动阶段的备用给水泵，一旦汽动给水泵出现异常，电动给水泵联启可以迅速投入运行，能够最大限度地避免因汽动给水泵故障引起的启动工作中断损失(一旦汽动给水泵跳闸引起锅炉MFT保护动作，再恢复将花费较长时间)，保证机组启停过程中给水安全、稳定地运行。

2.3 凝汽器真空建立过程缓慢

机组启动过程中，采用汽动给水泵给水启动方式，因汽动给水泵组启动较早，小汽轮机随主机一同建立真空，避免了主机真空建立后，小汽轮机启动抽真空时，小机排汽大蝶阀前后差压大、开启难的问题。另外，尽早投入小机轴封，可以防止主机抽真空时从小机轴封处漏入空气，从而加速了抽真空的过程，减少了真空泵的电耗和抽真空时间。在这方面电动给水泵的给水启动方式没有优势。

3 完全汽动给水泵的给水启动方式

完全汽动给水泵的给水启动方式是指在机组启动时不再启动电动给水泵，而是利用辅汽联箱来汽作为小机汽源，启动汽动给水泵代替电动给水泵，完成锅炉上水、冷态冲洗、热态冲洗、升温升压等机组启动过程。

3.1 汽动给水泵组小流量运行时的安全问题

1，2号机组的汽动给水泵为上海电力修造总厂生产的多级离心泵，关闭汽动给水泵组再循环所需的最小流量为860 t/h，其所配置的前置泵为HPT300-330-4S型单级单吸离心泵，该泵的机械结构特点决定其在流量较小时有较大的轴向窜动。锅炉启动初期阶段，所需给水量较小，低于汽动给水泵组再循环关闭所需的最小流量。通过调节汽动给水泵再循环门的开度，能保证锅炉启动初期给水的需要，并且能安全、稳定地运行。

3.2 汽动给水泵低流量工况调节精度问题

由于汽动给水泵转速的调节线性略差，在机组启动过程中容易引起后续锅炉启动系统的异常扰动，给启动系统的调整带来不便。在完全汽动给水泵机组启动方式的运用过程中，应针对汽动给水泵转速调节线性相对较差的的运行特点采取相应的稳定措施：根据给水母管压力变化情况，尽可能减少对汽动给水泵转速的干预，依靠省煤器入口主给水旁路调阀做主调，汽动给水泵作为被动的辅助调整。这样有利于阻止因汽动给水泵线性不良对后续启动系统的调整带来的不利影响,使主给水流量满足锅炉的需要。

3.3 汽动给水泵汽源切换操作的要点

采用辅助蒸汽作为小机的工作汽源，随着负荷的升高，必须将汽源由辅汽切为四抽。汽动给水泵汽源切换操作要点为：充分依靠汽动给水泵转速、自动控制来保持系统自稳定性，缓慢操作，认真比较2路汽源的参数，尽可能在压力接近的工况下切换。一般在机组500 MW负荷时，切换第1台汽动给水泵的工作汽源。

3.4 采用汽动给水泵给水启动方式的优点

3.4.1 节能效益显著

以机组冷态启动为例，若采用电动给水泵给水启动方式，从上水至电动给水泵退出约15 h，耗电约6.9万kWh，增加了机组综合厂用电率和供电煤耗，且其用电由启备变提供，电价较高。若采用汽动给水泵给水启动方式，单台汽动给水泵在相应的15 h内，平均消耗辅助蒸汽(0.8 MPa/342 ℃)流量约23 t/h，对提供汽源的机组煤耗影响较小。

3.4.2 安全性能提高

在电动给水泵给水启动方式下，一旦出现故障跳闸，由于汽动给水泵启动时间较长，难于立即投运，会使给水流量低，造成锅炉MFT保护动作，机组启动中断。再次启动锅炉需要重新吹扫、点火、升温升压，恢复起来需要时间较长。采用汽动给水泵给水启动方式，一旦汽动给水泵出现异常，电动给水泵能够迅速启动并出力运行，大大降低了机组启动工作中断的概率，优化了机组启动操作流程，减少了运行操作量。

在除氧器上水完成、水质合格后即可执行2台汽动给水泵注水、启动盘车操作：主机和1台小汽机同时供轴封、大小机同时建立真空；启动汽动给水泵前置泵实现锅炉上水；启动1台汽动给水泵，建立锅炉启动给水流量，实现汽动给水泵为锅炉启动提供给水。机组负荷升至450 MW以上时，并入第2台汽动给水泵(可直接用工作汽源冲转，避免切换汽源的操作风险)。整个给水系统的投入操作伴随机组整体启动操作有序、分步地进行，不单独占用启动时间，做到科学的统筹安排。

3.4.3 经济效益显著

采用汽动给水泵给水启动方式可使汽动给水泵及时投入，缩短了机组并网后升负荷阶段的操作时间，较电动给水泵给水启动方式节约操作时间约1 h，有利于及早切断燃油，降低了机组启动过程中的燃油消耗，降低了机组的启动成本。以机组纯冷态启动为例，采取给水泵给水启动方式比采用传统电动给水泵给水启动方式一次节约成本费用约6 000元。对于检修后机组启动过程中试验时间较长的情况，则经济效益更为显著。

4 结束语

综上所述，该厂2台1 000 MW机组在冷、热态启动过程中，采用完全汽动给水泵给水启动方式安全可靠，节能效益显著，能缩短启动时间，减少启动过程中的操作量，优化了机组的启动过程，创造了良好的经济效益。

1 胡念苏．汽轮机设备系统及运行(1 000 MW火力发电机组培训教材)[M] ．北京：中国电力出版社，2010.