宁海电厂二期1000MW超超临界机组启停机优化
毕业论文网 浙江国华浙能发电有限公司，浙江宁波315612 摘要国内百万机组投产不多，而且运行时间也不长，启停机优化和运行优化大多处于探索阶段。
宁海二期百万机组吸收国内百万机组宝贵经验，从调试就开始不断对启停机方式进行优化，取得了较好的效果。
本文详细介绍了宁海电厂二期工程2×1000MW工程在机组启停机方面的优化方法和取得的成果，对超临界和超超临界机组的启停机优化有较强的指导意义。
关键词百万机组塔式炉 启停机优化 中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号： Abstract: Domestic million units put into operation is not much, and the running time is not long, the start and stop optimization and operation optimization is mostly in the stage of exploration. Two phases of Ninghai million units to absorb domestic 1000MW unit valuable experience, from the debug began on startup and shutdown mode is optimized, and achieved good results. This paper introduces in detail the two phase project of Ninghai power plant 2 x 1000MW engineering in unit commitment optimization method and the results achieved, for the supercritical and ultra supercritical unit commitment optimization has a strong guiding significance. Key Words: a million tower—type—furnaces in unit commitment optimization 前言 宁海电厂二期工程2×1000MW机组3大主机均采用上海电气集团生产的超超临界机组，国内超超临界机组在2007年才开始正式投用，对超超临界机组的制造、设计均在摸索阶段，对电厂而言，在吃透厂家制造和设计理念的基础上，根据现场设备的调试情况，对启动、运行方式进行优化，可以有效的提高机组的经济性和安全性，宁海电厂在机组调试阶段，通过对国内前期投用机组运行方式的分析和借鉴，对机组的启动、运行方式进行了优化。
机组启动过程中水冲洗优化 百万超超临界机组对水质的要求非常严格。
机组在启动阶段水质指标通常比较差，如果不加以严格控制和规范将对锅炉和汽机正常运行造成严重的影响，因为这种影响不是立即能够表现出来，往往会导致重视不够。
为了避免出现这种情况，在宁海二期对启动期间的锅炉水冲洗进行了严格的控制，并进行了优化。
在锅炉启动阶段清洗分3个阶段：凝结水系统清洗、除氧器清洗、高加锅炉系统清洗。
各个清洗流程如下： 凝结水系统清洗 凝结水清洗时机组清洗的第一步，当机组停运时间较长的时候，凝汽器内部的铁锈、杂质等可能在机组启动后长时间留凝汽器内或者随凝结水进入低加、凝结水系统内，所以建议机组大修后要进行凝汽器的冲洗。
凝汽器冲洗冲洗采用换水的形式，目测清澈后进行低加系统排放清洗，低加系统冲洗排放至凉水塔，当低加系统开始冲洗的时候，可以将凝汽器真空和主机轴封系统投入运行（主要目的可以提高清洗水温，增加铁的溶解，同时可以减少水中的溶氧，降低对低加系统的腐蚀）。
凝结水加药系统开始运行，维持凝结水PH值9.4±0.2，低加系统旁路清洗排放达到总铁小于500ppb后可以投入精处理和前置过滤器运行，如果锅炉启动凝结水箱水质合格后，将锅炉启动凝结水箱的疏水切换到凝汽器，这样可以减少除盐水的使用量，当低加系统排放总铁小于50ppb，且其它指标达到要求后，将低加旁路切换到低加主路运行，冲洗合格后开始向除氧器上水。
为缩短启动时间可以在凝汽器上水的时候就开始投运辅助蒸汽联箱。
除氧器清洗 除氧器上水完成后，启动给水泵前置泵，投入除氧器进行加热，将除氧器的温度提高到90—105度，这样可以提高提高除氧器内铁的溶解量，避免这些铁带到锅炉内，该部分水排放到锅炉启动凝结水箱，在排放前应将启动凝结水箱疏水切换至凉水塔，当除氧器排放总铁小于50后，其它汽水指标合格后，除氧器冲洗结束，可以启动泵组向锅炉上水，注意在除氧器清洗的时候，由于除氧器至锅炉启动凝结水箱阀门为开关型，可以采用换水的形式。
高加锅炉清洗 PH（25deg.) 目标 9.4±0.2 T—Fe(ppb) 限值 在锅炉点火前就完成了锅炉的热态水冲洗，带来了很多的好处。
在锅炉点火前，整个炉膛就处于热态，整个风烟温度就比较高，避免出现在锅炉点火初期燃烧工况不稳，磨煤机启动受到一次风温的制约不能及时启动的问题。
磨煤机启动前，烟温就达到了100度以上，满足了电除尘的投运要求，电除尘在第一台磨煤机启动时就可以投运，保证了机组启动期间的环保要求，有效提高了电除尘的使用寿命。
2号高加运行方式优化 在机组启动过程中，随着燃料量的不断增大，当第二台磨煤机启动后，由于锅炉蒸发量的增加，使给水流量不断增加，但是辅汽系统抽汽容量有限，而且汽泵的用汽量增加，所以除氧器的水温不可避免的下降，导致省煤器吸热量非常大，带来很多不利的影响。
省煤器温升过大造成水冷壁水动力偏差增大，分离器出口温度偏差大。
西门子百万汽机冲转过程全自动控制，对主再热汽温的要求非常严格，如果不能满足要求，汽轮机禁止冲转。
在给水温度降低后，同样的煤量下，锅炉蒸发量变小，使主、再热汽温很难控制，在冷态时，不能满足西门子百万汽机冲转的要求。
我们在运行方式上规定，控制省煤器出口温度低于饱和温度30度时，缓慢投运2号高加，为保证高加运行安全，高加温升控制在60度。
优化结果分析： 2号高加要投入运行，给水温度提高后，同样的煤量下，锅炉蒸发量要大一些，在冷态启动时，主再热汽温可以控制在400度以内。
进一步提高炉膛的温度，减少省煤器温升，水冷壁进出口比容差减小，锅炉水动力的稳定性得到提高，水冷壁出口温度偏差减小。
机组氧化皮冲洗优化 经过近几年的研究，超/超超临界机组氧化皮问题逐渐为大家所关注，氧化皮的产生不可避免，如何防止氧化皮脱落造成锅炉受热面爆管和汽轮机叶片的损坏是氧化皮防治的两个重要工作，对塔式锅炉而言，虽然氧化皮比较容易被蒸汽带出，但仍有部分氧化皮可能积聚在集箱中堵塞疏水管，导致锅炉放水不尽腐蚀受热面，而随蒸汽带入汽轮机的氧化皮会导致汽轮机叶片的固体颗粒侵蚀，固体颗粒侵蚀（SPE）也称硬质颗粒侵蚀（HPE）是超（超）临界机组面临的主要问题[1]，该问题较多发生在锅炉启动阶段，因锅炉受热面受热冲击引起管子汽侧氧化铁剥离并形成固体颗粒，使汽轮机调节级和高、中压缸第1级叶片产生侵蚀。
美、日等国在这方面都有很多经验教训，许多超临界大机组在投产若干年后，由于严重的SPE而不得不更换调节级和中压缸第1级动、静叶。
因此在启动阶段的高蒸汽流量对氧化皮冲洗对机组安全有十分重要的意义，如#5、6锅炉在机组每次停机都从凝汽器内清理出50斤左右的氧化皮。
欧洲国家环保要求普遍很高，某些国家在一些特定的区域禁止电厂锅炉冲管。
因此，新建的电厂只能在带旁路启动阶段，锅炉进行适当时间的高负荷运行，可起到相当于冲管的效果。
宁海二期百万机组配置的是100%BMCR高压旁路+65%低压旁路系统，为机组启动阶段利用旁路冲洗氧化皮创造了条件。
机组氧化皮冲洗时最大负荷主要受给水溶氧和低压旁路的流量所限制，经过优化后启动冲洗氧化皮。
优化结果分析： 从同类型电厂外高桥发电厂的情况来看，机组启动前进行氧化皮冲洗，可以有效的解决固体颗粒侵蚀（SPE）问题。
因为机组系统存在差异，冲氧化皮的方式不一样，宁海电厂冲洗氧化皮的效果等到机组大修时，利用内窥镜对高压缸叶片检查时就能得出相对准确的结论。
重要辅机启动时间优化 为了在机组启动期间节约厂用电，在运行方式上对所有大辅机的启动时间进行了合理的安排主要有以下几点： 大小修后机组系统恢复，循环水通过相邻机组保持注水，来冷却闭式水。
大小修后机组冷态启动时，如果要做部分试验时，按照单组送引风机和单台循泵启动方式进行，并网前另一侧风机并入系统。
低负荷暖机时启动另一台循泵。
机组启动时二台前置泵均启动，负荷加至300MW后直接用四抽冲第二台小机。
优化结果分析： 机组大小修后启动，系统的恢复时间比较长，延迟循泵启动，节电的效益非常可观。
启动阶段送、引风机的负荷、进入凝汽器的热负荷都比较小，循环水泵的空载电量消耗占总电量消耗的比率大，因此在机组低负荷期间采用单侧送、引风机、单台循环水泵运行对电能的节约效果是十分明显的。
系统启动安排优化 百万机组系统相对复杂，在整个机组启动过程中，因为启动过程安排出现遗漏或者顺序存在问题，将对机组的正常启动和启动后再次运行造成很大的影响。
宁海电厂二期在百万机组启动的安排上，采用了启动框图的模式，把整个启动过程，包括所有公用系统、电气运行方式、化学设备和除灰脱硫系统等全部纳入启动框图中。
为了便于执行，启动框图不但系统完整，而且其中包含了操作票标识。
在每个系统执行完毕做出标注，在接下去的值就会清楚的知道在这个值需要继续做哪些项目，使需要多值之间进行的启动流程更加具有连续性。
为了进一步对启动流程进行梳理，而且将所有系统的启动顺序做了安排，我们已经将炉侧和机侧的工作穿插在整个启动流程中，将原本串联的工作改称并联进行，不仅如此，在编制启动框图的时候，将系统的检查工作和投入工作分开，有利于整个启动过程中合理安排人员资源，加快机组的启动进度。
比如，在锅炉进行水压试验前完成对锅炉侧电动门、液压油站的送电工作，并完成仪表一次门的检查工作，在锅炉侧进行水压试验期间，可以完成机侧电动门和仪表一次门的检查工作，这样启动安排会比较紧凑。
一旦机组有启动安排时，提前通知化验主机、EH油、小机油等各类油质。
系统恢复的时候要做好防止各类油中进水的措施。
油质颗粒度要好转时间要比较长，防止出现因为油质问题影响开机进度。
再者，在锅炉升温升压期间，对冲转后续的检查工作（包括DEH、电气报警等检查）提前完成。
汽机冲转前完成发电机改热备的操作票。
汽机冲转前完成高低加检查工作，冲转时低加就可以随机投运。
优化结果分析： 将百万机组复杂的系统进行精心分解后，使机组启动过程变得像搭积木一样简单可控，大大减轻了现场执行人员的压力，机组整个启动过程中的优化效果不会因为执行人员的变化而失真。
自从宁海电厂二期工程启动使用启动框图以来，每次启动过程安排都非常的顺利和高效。
因为锅炉爆管的停机，国内一般采用闷炉自然冷却和通过强制开启旁路降压两种途径。
锅炉自然冷却的方法安全性比较高，但是等到锅炉具备检修条件时时间比较长，一般需要3天左右，白白浪费了许多的机会电量，发电企业的损失比较大。
锅炉通过强制开启旁路的方式降压，时间比较快，但是由于此时水冷壁没有水汽流动，在降压时，水冷壁的饱和温度变化大，管壁的内外温度差很大，使管壁的热应力很大，对锅炉的使用寿命产生很大的影响。
宁海电厂根据停炉要求成功的采用的滑炉的方法，成功的避免了传统停炉的弊端。
如果机组短期停止运行，锅炉采用保压方式备用，在水冷壁出口温度低于140度时，把除氧器水温加热到大于140度向锅炉进水置换来保证水冷壁温，置换出的水通过分疏箱疏水阀排出，保证锅炉汽水系统始终处于带压状态。
优化结果分析： 宁海百万机组通过滑炉的方法在保证锅炉安全性的同时大大缩短了锅炉抢修的时间，可以为企业节约大量时间成本，经济效益明显。
宁海百万机组5号机在一次抢修时，采用了热炉保养方式，在机组启动没有出现在调试期间出现的，抢修结束后在机组启动过程中出现的锅炉泄漏，说明这种短期锅炉保养方式对减少锅炉在短期保养时的泄漏事件是有一定效果的。
总结 宁海电厂二期1000MW超超临界机组实施启停机优化取得了显著的效果。
在启动过程中，不仅提高了安全性，加快了启动速度，还产生了巨大的经济效益。
机组第一次检查性修理情况看，汽轮机各缸完好无缺，不存在SPE问题，而且机组运行一年里没有发生其他厂频繁出现的锅炉泄漏问题。