大功率组建汽泵替换电泵运转的剖析

　　1.汽泵代替电泵运行的特点

　　

 

　　1.1汽泵代替电泵运行的概念

　　汽泵代替电泵运行是指机组启动时，用辅汽和新蒸汽作为小汽轮机汽源，驱动汽动给水泵，并网后，当四抽压力大于辅汽压力时，切换驱动汽源为四抽供给;以及四抽压力与新蒸汽的切换。

　　1.2启动时，汽泵代替电泵运行安全分析

　　300MW电厂设计上机组启动是采用电泵上水，待机组并网、负荷升到40%额定值时，逐渐启动两台汽泵，机组达到60%额定负荷，锅炉撤油，电气倒厂用电，汽机停电泵。这种设计主要是考虑到电泵的调节裕度大，而且在启动中无本机汽源。但是，一般来说，启动上水到电泵停运，少说也要10h，这期间电泵一旦有问题，不能及时上水，锅炉则可能因缺水而被迫停炉。另外，在机组启动、特别是大小修后启动时，水系统会有杂物，为了避免带入主蒸汽管道及机炉本体，在给水泵及其前置泵入口采用细目滤网，这种情况极易造成入口滤网堵塞，电泵打不上水，这种堵塞在时间上是不确定的，也是一种逐步发展的过程。

　　如果在启动时，汽泵同时运行，可以达到互为备用的目的。

　　1.3启动时，汽泵带电泵运行经济性较好

　　机组启停频繁，如果采用常规的先一台电泵、后两台汽泵方式，无疑使得电泵运行时间拉长，而且并网后，机组带初负荷阶段时整机效率较低，厂用电消耗大，此时单用电泵上水在经济上较差。同样是300MW机组，采用不同驱动方式时厂用电相差较大，因为电泵相对汽泵在功耗方面存在发电机损失、变压器损失、电动机损失、液力联轴器损失、变速箱损失等情况，额定情况下，这个差值接近30%。如果我们采用汽泵运行方式，即启动时用辅汽和新蒸汽供小汽轮机去驱动给水泵，可以将厂用电降低一定幅度。一次冷态启动，可以节约电量约50MWh。

　　2.启动时，汽泵带电泵运行的操作过程

　　运行人员经过吹管试验，证实启动时用辅汽冲转小汽轮机是可行的，但是应进一步优化。

　　2.1机组并网前的操作

　　(1)对小汽轮机轴封暖管送汽，开启小汽轮机排汽蝶阀，真空要大于80kPa，辅汽联箱至小汽轮机进汽管要暖至小汽轮机低压主汽门前。

　　(2)暖管结束后，全开辅汽到小汽轮机进汽电动门，并开启小汽轮机全部疏水门。两台小汽轮机的四轴进汽管道要及时暖管，开启四抽管道疏水门，开启四抽逆止门及电动门。

　　(3)启动第一台汽泵，转速大于3100r/min时，进行给水控制。

　　2.2主蒸汽品质合格及早启动汽泵接待负荷。

　　2.3机组并网后的操作

　　当负荷大于60MW时，用辅汽驱动的汽泵与四抽切换，备用。

　　2.4汽泵汽源的切换

　　(1)机组负荷大于150MW时，厂用电切至本机供，缓慢关小辅汽到小汽轮机的进汽门，直到该小汽轮机低压进汽调门开大、进汽压力下降到当时四抽压力以下为止。

　　(2)少开小汽轮机的四抽进汽电动门，当有四抽蒸汽进入小汽轮机，暖管5～10min，全开小汽轮机的四抽进汽电动门，及时关闭辅汽到小汽轮机的进汽手动门。

　　当采用辅汽作为小汽轮机的驱动汽源时，要加强辅汽系统的疏水。

　　3.各汽源供汽的经济性安全性分析

　　3.1常规的启动运行方式的优点

　　汽源分高压汽源和低压汽源，高压汽源引自主蒸汽，低压汽源取自四段抽汽。考虑到机组投产、调试的要求，在辅汽联箱取出部分蒸汽供低压汽源。这种常规的启动运行方式有如下优点：

　　(1)小汽轮机采用主汽轮机抽汽作为工质，可以使主汽轮机末级蒸汽量减少，从而减少了主汽轮机末级叶片的高度和末级汽流的全速损失，提高了主汽轮机的内效率;

　　(2)小汽轮机和给水泵独立于电网之外，不受电网频率的影响，可以保持给水泵转速的稳定;

　　(3)小汽轮机轴可以与给水泵轴直接相联，而小汽轮机的内效率稍高于液力连轴器的效率，减少了传动过程中的能量损失，一般可以比主汽轮机主轴传动方式减少热耗约40kJ/kWh;但长期利用辅助汽源需要相关系统应改进如下：辅汽联箱疏水及邻机供辅汽联箱的管道疏水由启动疏水改为连续自动疏水;低温再热蒸汽供辅汽联箱疏水手动门加装自动疏水器旁路;小机阀体-前缸体疏水及排汽区疏水单独疏到凝汽器，并且加装自动疏水器旁路。辅汽驱动小汽轮机的启动过程中，要加强小汽轮机的振动、缸温监视。

　　3.2用辅汽供小汽轮机和高压汽源的比较分析

　　部分电厂设计上有一路高压汽源，配有高压主汽门、调节汽门。降负荷时，当机组出力小于40%额定负荷，来自主蒸汽管道的高压汽源进入小汽轮机下半汽缸内的高压蒸汽室与喷嘴组，然后进入调节级作功。随着主汽轮机负荷继续下降，小汽轮机的高压调节汽阀逐渐开大，高压蒸汽流量增大，而低压蒸汽流量逐渐减少。当主机负荷小于15%额定负荷，小汽轮机完全由高压汽源供汽。但是，国内在实际运行中，低压汽源为四抽供汽，汽温约330℃，而高压汽源为主蒸汽，压力约16.7MPa，温度为538℃，经过节流、减温、减压后仍有6.37MPa，491℃，两股汽流温差达160℃，会对小汽轮机产生热冲击。由于小汽轮机的高压进汽电动门长期处于关闭状态，漏量很大，这些对小汽轮机的安全经济运行不利，所以在启动初期，用主蒸汽直接冲小汽轮机更安全。

　　3.3辅汽联箱汽源的安全运行分析

　　辅汽联箱由主汽轮机的低温再热蒸汽供应和四抽供汽，辅汽可以采用母管制。当冷再压力大于1.0MPa低温再热蒸汽供应，当四抽压力大于0.6MPa低温四抽蒸汽供应，辅汽母管压力一般维持在0.6～1.0MPa，低温再热蒸汽到辅汽联箱的调节阀自动参与调节。虽然额定低温再热蒸汽压力为3.6MPa，温度为330℃，与四抽参数差别不大。但是，如果直接将低温再热蒸汽接入小汽轮机作为其高压汽源，压降损失较大，而且有一定的热冲击。同时，机组异常运行或在事故情况下，低温再热蒸汽不能提供足够的汽源驱动小汽轮机，此时再去手动切换辅汽到小汽轮机的低压汽源，时间不允许。所以四抽与辅汽温度接近时应及时并汽。另外，机组高负荷时，如果一台小汽轮机跳闸，容易导致除氧器、辅汽超压。

　　3.4长期用再热器供辅汽和供小汽轮机高压汽源存在的问题

　　虽然辅汽可以作为小汽轮机的高压汽源，但这种方式还是存在如下缺点：

　　(1)四抽取至中间再热器之后，二抽取至中间再热器之前，辅汽由二抽节流降压供给。如果采用中间再热前抽汽供汽，则小汽轮机的排汽湿度会加大，增大了末级叶片的水蚀。同时，采用辅汽供小汽轮机高压汽源会导致进入小汽轮机的蒸汽体积流量减少，而小汽轮机叶片高度主要参照四抽汽源蒸汽参数设计，相对二抽较高，这样会造成小汽轮机效率的下降。

　　(2)采用辅汽供高压汽源会使主汽轮机从中间再热循环中获得的热力学效益减去进入小汽轮机那部分蒸汽，降低了主机循环热效率。

　　所以，用辅汽作为小汽轮机汽源在经济上相对较差，不适宜连续运行，但是，为了机组安全运行，应该保留驱动小汽轮机的备用汽源，而辅汽是一个选择。

　　(3)启动阶段MFT联锁汽泵问题。

　　4.结论

　　汽泵代替电泵运行，在机组启动阶段是可行的。同时，如何使给水泵运行方式更加安全、经济、合理，是我们进一步要考虑的问题。需要通过多次启停机组，不断总结经验，及时发现用汽泵启动机组存在的热力系统和控制逻辑存在的问题，把经验上升为理论，指导运行工作。

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