火力发电厂1000MW机组启动锅炉配置分析

[摘 要]随着我国经济的快速发展，火力发电厂方面有了很大的变化，设备越来越先进，功能越来越完善。火力发电厂要想完成发电工作，离不开锅炉的支持，需要使用锅炉来辅助设备发电。启动锅炉作为火力发电厂中的重要组成部分，为电力企业的发展做出了巨大贡献。一旦启动锅炉运用不当，会对发电厂造成影响，大大降低发电效率，所以必须要高度重视启动锅炉的资源配置。基于此，本文对我国火力发电厂启动锅炉进行了研究，以1000MW机组启动锅炉为例子进行分析，介绍了启动锅炉的各方面功能、形式等相关信息，从而分析出不同形式启动锅炉的性质，从而选择合适的启动锅炉，进而提高火力发电厂的发电效率。

[关键词]火力发电厂；1000MW；启动锅炉；配置；

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0102-01

1、电厂启动锅炉功能介绍

启动锅炉作为发电厂中的重要组成设备，是大型火力发电厂中必不可少的设备之一，由于启动锅炉在电厂第一台机组达到一定运行负荷后，即停止使用，且为间断运行因此如何合理地选择启动锅炉的容量和蒸汽参数，使其既能满足机组安全启动的要求，又能节约建厂投资是十分重要的。

由于现阶段社会对电力的需求量越来越大，新建电厂的数量逐渐增多。在新建电厂中，启动锅炉主要在机组启动时为锅炉清洗、除氧器加热、汽机轴封、给水泵汽轮机启动用汽等各用汽点提洪满足压为、流量等参数要求的辅助蒸汽。由于各个设计特点各不相同，机组启动期间用汽量也不同，工程设计中根据规程选启动锅炉容量。因此，有部分工程存在启动锅炉容量偏大，浪费工程投资的现象。

所以，本文通过研究1000WM机组，并结合其特点，对机组启动过程中的各个阶段的用汽量进行了分析，从而为发电厂锅炉容量的认证提供资料。

2、启动锅炉型式的选择

根据我国最新出台的大型火电厂设计规范规定，所有新建的大型发电厂必须要根据规定建设。新建发电厂中的启动锅炉台数与容量都必符合新版的“大中型火力发电厂设计规范”启动锅炉燃料的选择宜使启动锅炉及其系统的配置简化。启动锅炉采用的燃料主要有燃煤、燃油和燃气。据设计经验，部分寒冷地区采用燃煤启动锅炉的电厂，由于燃煤启动锅炉上煤、除灰、排水等工艺设计简陋，劳动条件差并引起天不境污染等。启动锅炉采用燃油或燃气时，系统简单可靠，运行操作方便，占地较小，对燃料的要求较燃煤启动锅炉低，同时在启动期间燃油锅炉污染物的排放较燃煤锅炉要少。

3.启动机组控制系统配置方案

“单元机组DCS按照功能分散和物理分散相结合的原则设计。DCS的覆盖范围包括锅炉及其辅机（包括锅炉吹灰系统）、汽轮发电机组除汽机控制系统、汽机紧急跳闸系统外的系统和附属设备、厂用电和发变组的监视与控制，循环水泵房的控制、凝结水精处理系统的监视与控制也纳入DCS范围。完成数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）等功能。”[2]

CS采用EMERSON公司的OVATION系统，单元机组共配置了30对冗余的控制器，公用系统共配置了4对冗余的控制器。

4.机组启动锅炉配置方案分析

4.1 机组耗汽分析

（1）机组启动时必须考虑的辅助蒸汽用汽项目。机组启动时必须考虑的辅助蒸汽用汽项目为：a）除氧器冷态启动加热蒸汽；b）给水泵汽轮机启动用蒸汽；c）主汽轮机以及给水泵汽轮机轴封用汽；d）制粉系统冷炉启动暖风器用蒸汽；（2）其它辅助蒸汽用汽项目。机组启动时需要考虑的其它辅助蒸汽用汽项目为：a）奢机消防蒸汽；b）给水泵汽轮机调试用蒸汽。

机组启动中各用汽点蒸汽量计算。（1）锅炉清洗工况所需蒸汽量、对于超超临界直流炉来，由于锅炉点火前对给水品质有着比较严格的要求。为此，通常机组在初次启动或长期停炉后启动前，需对锅炉进行清洗。锅炉清洗包括冷态清洗和热态清洗两个阶段，首炉启动时冷态清洗所需蒸汽量需由启动锅炉提供，所以启动锅炉的容量首先需满足锅炉冷态清洗的要求。冷态清洗耗汽量可以与其它蒸汽用户在时间上错开；（2）除氧器冷态启动工况所需加热蒸汽量。为减少除氧器以及锅炉各受热面的低温腐蚀，保证其使用寿命，机组在启机之前应对除氧器内的水进行加热，除氧器冷态启动加热蒸汽量如下：G=[Q×（Hw-Hw0）]/（Hs-Hw）。在计算公式中的G为除氧器冷态启动加热所需的蒸汽量，单位为t/h；Q为冷态冲洗需要的水量，单位是t/h，Hs一加热蒸汽焓值，Hw0为给水在初始水温下的焓值，Hw为给水被加热后水温对应的焓值；正常情况下，除氧器水箱进水温度为2℃，给水温度为40℃。除氧器水箱水加热至40℃，在满足机组上水条件后，启动给水泵，锅炉开始升负荷。此时凝结水泵同时启动，给除氧器供水，以保证除氧器水位。目前国内除氧器运行方式大多按照四段抽汽压为低于0.147MPa时，给水加热用蒸汽由辅助蒸汽提洪，除氧器采用定压运行方式。

4.2 启动锅炉蒸汽用户用量统计

4.3 设备价格对比

参考火电工程限额设计参考造价指标，本次参考的指标为2013年水平，50t/h启动锅炉为355万元，45t/h启动锅炉为325万元，35t/h启动锅炉为260万元。如果在火力发电厂当中采用电动启动给水泵所需要的费用为620万元，虽然采用电动启动给水泵能减少启动用汽量，降低启动锅炉容量，但设备费用增加了同时，如采用电动给水泵还要额外考虑安装费用综上，采用两台45t/h的启动锅炉是比较经济合理的。

5、结束语

火力发电厂作为我国最为重要的电力建设工程，在我国占据十分重要的地位，是我国电力的源泉。因此，我们必须要高度重视发电厂的建设，提高启动锅炉效率，从而提高发电效率。通过分析我国火力发电厂的启动锅炉之后，可以清楚的知晓1000WM机组启动锅炉的容量、型号以及性能，从而选择合适、经济的启动锅炉。

参考文献

[1] 秦文学，魏永志.超超临界1000WM机组汽轮机启动方式及旁路系统选择探讨[J].山东电力技术，2006（08）.

[2] 陈禄，张润军，边锋涛，刁培超.超临界火电机组锅炉单层等离子无油启动的探讨与实践[J].陕西电力，2011（10）.

[3] 徐甫荣.发电厂辅机电动机节能改造技术方案分析[J].电气传动自动化，2001（01）.