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珠海电厂2×700MW机组整组启动调试分析

2008-08-12 17:00:53 来源:

珠海电厂一期在建2×700MW机组,汽轮机为TC4F-40型中间再热、三缸四抽凝汽式,额定功率为700MW,最大功率730MW,锅炉为辐射、再热强制循环炉,蒸气流量(BMCR)为2290t/h,它们均由日本三菱(MITSUBISHI)重工业株式会社制造;发电机为美国西屋公司产品,额定功率746MW,功率因数0.9,终端电压22kV。整个工程采用设计、施工、调试总承包的方式进行,总承包商为日本三菱商事株式会社和重工业株式会社。
          
      众所周知,机组的启动试运是全面检查主机及其配套系统的设备制造、设计、施工、调试和生产准备的重要环节,是保证机组能安全、可靠、经济、文明地投入生产,形成生产能力、发挥投资效益的关键性程序。在三菱公司提供的整组启动调试计划中,存在许多与国内调试工作不相同的地方。本文对国内外机组启动调试的工作程序进行分析比较,目的在于从国外先进的机组调试工作中,吸取适合我国机组调试的经验,达到提高调试水平的目的。
      1  国内启动调试的一般程序
      1.1  机组的启动试运一般分为分部试运、整套启动试运和试生产3个阶段 
          
      整套启动试运阶段是从机、炉、电等第1次整套启动时锅炉点火开始,到完成满负荷试运移交试生产为止。整套启动试运又可分为空负荷调试、带负荷调试和满负荷试运3个阶段。
      1.2  在实际工作中的一般做法
      1.2.1  分部试运阶段从高压厂用母线受电开始至整套启动试运开始为止,一般包括单机试运和分系统试运两部分。
      1.2.2  
      空负荷调试:汽机首次冲转,冲转过程中进行轴系振动的监视和测量,至调节系统投入(液压调节系统机型)后进行有关参数的调试和整定,交电气做试验,并网带初负荷暖机,解列完成汽门严密性试验,做超速试验(包括机械超速和电气超速)、OPC试验,之后停机,一般视情况进行盘车齿轮、主油泵变速齿轮和轴瓦、密封瓦的检查,汽和油系统滤网的清理。
      1.2.3  
      带负荷调试:机组分阶段带负荷直至满负荷,主要目的是为机组进入168h满负荷试运做准备。其间一般完成制粉系统和燃烧系统初调整;汽水品质调试;汽动给水泵的调试;投入和试验各种保护和自动仪表;厂用电切换试验;汽机在各种工况(冷态、温态、热态和极热态)下的启停试验;汽机旁路试验;协调控制系统负荷变动试验;甩负荷试验。视主、辅机性能和自动控制装置功能情况,还可按合同增加自动处理事故的功能试验和特殊试验项目,如:单台风机运行、高加的停运、汽动给水泵汽源切换试验。另外,一些性能试验的项目亦可以在该阶段完成。 
      1.2.4  
      满负荷试运:在满足规定条件的情况下,对300MW及以上的机组进行连续168h满负荷试运。之后进入对200MW及以上机组而言为期6个月的试生产期。
      1.2.5  
      试生产阶段进一步考验设备、消除缺陷,完成未完成的调试项目。主要进行机组全面的性能试验,全面考核机组的各项性能和技术经济指标。从国内整组启动的调试程序上来看,调试的目的很明确,整个调试以能进入并完成168h满负荷试运为明显分界,在试生产阶段交由试生产指挥,而大部分性能试验均在该阶段完成。
      2 珠海电厂700MW机组的调试程序
      在三菱公司提供的调试计划中,机组的调试过程亦可分为分部试运和整套启动调试2个大的阶段。在完成锅炉初次点火、酸洗、吹管和锅炉安全门整定之后,进入整套启动调试。完成整个机组从整套启动试运到移交商业生产的调试需要100d,其中共启动16次,停机15次,其间亦可大致分为3个阶段。
      2.1 第1阶段,共启动9次,主要目的是洗硅运行、完成4级甩负荷试验和96h的满负荷试运行。 字串6
      2.1.1 
      机组首次冷态启动,并网即接带l/4负荷即150MW,对转子加热持续运行8h,为作超速试验准备。其间即进行磨煤机的投运试验,完成初次投粉运行;之后停机,进行磨煤机的停运试验。
      2. 1.2 
      第2次启动至负荷150MW,进行回热系统投入试验,汽动给水泵试运及阀门最小流量测试;给水泵(汽动给水泵接带负荷)切换试验;电力系统稳定性测试(PSS),之后用FCB功能完成25%甩负荷试验,然后再次并网升负荷至50%,进行电调控制性能的初次调整;汽轮机阀特性试验;进行洗硅运行;锅炉断油燃烧,磨煤机进行静态特性试验,完成汽轮机旁路容量确认试验,之后停机。
      2.1.3 第4次启动即完成50%甩负荷试验,再次并网带负荷。然后停机进行凝汽器的清理工作。
      2.1.4 
      第6次启动升负荷至75%即525MW,继续洗硅运行;对电调系统控制性能再次进行调整,汽轮机进行阀特性试验,电力系统稳定性试验(PSS)和磨煤机静态特性试验。持续运行4d洗硅运行之后完成75%甩负荷试验,能成功并网之后,停机1d进行凝汽器的清理。 字串6
      2.1.5 
      第8次启动用APS完成汽轮机的温态启动直至100%负荷,开始为期96h的满负荷试运,其间主要进行满负荷洗硅、磨煤机性能试验、PSS试验,结束后进行100%负荷至50%负荷及反方向的负荷变动试验,完成100%甩负荷试验,再次成功升负荷至100%后,进行汽轮机的强迫冷却试验。
      2.1.6 停机后拆除临时滤网,进行汽机轴承的检查(翻瓦),大约持续10d。
      2.2 第2阶段,共启动5次,主要进行燃烧性能试验、FCB甩负荷带厂用电和完成8d的APC试运转。
      2.2.1 
      第10次启动用APS完成汽机的冷态启动,进行为期9d的燃烧性能试验,在100%负荷下完成02量在线测量,灰处理及排渣容量性能试验,若干次(9次)负荷变动对锅炉燃烧系统进行考验,完成单台风机运行试验和给水泵最大出力试验,完成为期8d的APC运转试验。在50%~75%负荷间完成汽泵和电泵最大出力试验,并由APS完成停机、热态启动,同时进行BFP的Runback试验。
      2.2.2 第12次启动进行AGC试验,机组由APC热态启动,之后完成IDF、CP的Runback试验,完成FCB甩100%负荷带厂用电运行试验。 
      2.3 第3阶段,共启动2次,主要目的是完成30d的可靠性试运行和性能试验。
      2.3.1 
      停机4d安装性能试验的测点,第15次启动由APS完成汽机的温态启动;开始为期30d的可靠性试运行。在可靠性试运行阶段进行的性能试验包括:100%ECR工况下的热耗试验、凝结水、给水的品质测试、EP性能试验、环境测试、锅炉MCR试验、锅炉煤分析、空预器漏风试验、蒸汽品质测试、风机最大出力试验、发电机MCR试验、汽机最大净出力试验、汽机房噪声测试、过热器、再热器出口温度测量、机组50%、75%负荷热效率试验、化水处理车间、废水和凝结水精处理装置水品质测量,机组轴系振动随负荷变动测量试验、煤处理车间容量测试、计算机可靠性运行试验、全部回热系统切除试验、25%负荷最低稳燃负荷试验;
      2.3.2 完成30d的可靠性试验后,用APS停机进行试验仪器的拆除,再安排6d进行阶跃/斜坡负荷扰动试验。移交业主开始商业运行。
      从上面的调试程序我们看到,三菱公司的调试是围绕着最能反映机组性能水平的各项试验而展开的,经过全面的调试工作,机组的运行和可靠性可以达到一个较为稳定水平。 

      3 调试程序的分析比较
      3.1 
      甩负荷试验:三菱公司的甩负荷试验共分4级进行,在升负荷前,即在当前负荷下稳定不短于2h,进行甩负荷试验,成功之后再升负荷,这样对机组的安全运行提供了保障。但对于设备的制造、安装质量要求较高,目前国内暂时不具备这样的试验运行条件。我国《新启规(1996年版)》规定整套启动试运的调试项目,可根据工程和机组的情况,由总指挥确定,个别项目也可在试生产阶段完成。据笔者对国内14台300MW机组的统计,其中有9台是在试生产期间完成的。尽早进行甩负荷试验的好处还在于对汽、水、油系统的杂质可以在较恶劣的工况下受到冲击,而随后的清理工作可以较为彻底。
      3.2 
      尽早达到100%负荷,三菱公司的调试程序中首次启动18d之后即升负荷到100%。在机组做超速试验汽机暖机时,将负荷升到20%以上,开始制粉系统调试,进行磨煤机的投运。第2次启动时,高压加热器投人,汽动给水泵开始调试并接带负荷。而按一般国内的作法,首次启动的主要目的是超速试验和电气试验,投煤运行是在第2次整组启动中才开始考虑的。机组带满负荷的时间越早,缺陷暴露得越早,这样调试工作可以较为主动。 
      3.3 
      三菱公司的调试是以反映机组性能的各种试验为主线而进行的,这些性能试验包括机组设计的功能验证,如APS、AGC、FCB等,另外就是一般意义上的性能试验,如有违约金的性能试验Ⅰ和没有违约金的性能试验Ⅱ。国内要求的17项性能试验主要安排在试生产阶段完成,有部分试验亦可在整组启动阶段完成。而每台机组都应按基建移交生产达标机组的标准进行考核,达标考核项目四——调整试验中规定:从点火吹管至机组投产(移交试生产)的工期对500MW及以上的机组不超过180d。而机组经过168h满负荷试运考验后移交试生产,将由生产单位牵头的试生产组接管整套试运组的领导工作。因而,168h满负荷试验移交基本上已是一个调试的分水岭。无论从组织结构或从时间上安排,性能试验都有锦上添花的感觉,其调试质量难以得到保证。不断有报导,从汽机首次冲转并网到完成168h满负荷试运的时间越来越短,成为各调试工程竞相追逐的目标,其间完成的试验项目难以具体考核。机组的调试不是仅仅使之具备初次投运带满负荷的条件,而应尽量考核机组的各项设计功能,调整试运参数。可喜的是按达标考核的机组,对性能试验项目的考核作出了明确规定,每缺一项性能试验项目,扣2分。这是对严格性能试验的有力保障。 

      3.4 
      按国际惯例,机组一般要经30d的可靠性试运,以验证机组的性能可靠。国内一般按168h进行考验,虽然《新启规(1996年版)》对进入168h满负荷试运的条件作出了严格的规定,由于在进人168h满负荷试运之前进行的试验包括性能试验不充分(一些试验的不成功甚至对机组的运行是致命的),168h试运时出现硬撑硬顶的现象时有发生,因而经168h满负荷试运即移交试生产对机组的考验是不全面的,有的专家甚至不主张采取168h满负荷试验移交的方式。三菱公司在进入30d的可靠性试运之前,进行诸如96h满负荷试运、8d 
      APC试运转等,这样的安排较为科学。
      3.5 
      调试中注意洗硅程序。三菱公司在洗硅运行之前,将No.6高加的紧急疏水管接临时管线经冷却至地沟。洗硅程序分为3个阶段:第l阶段为汽机冲转至空负荷及带5%初负荷阶段,给水走旁路,加热器不投人;第2阶段在25%MCR负荷以下,将所有加热器投入运行,高加疏水走临时管;第3阶段是机组负荷自25%到75%之间,恢复临时管,高加疏水回收到除氧器。经过3个阶段的洗硅运行,最终使在凝结水泵出口处Fe含量不大于10-7、Si02含量不大于2×10-8。国内的机组调试应加强对机组洗硅运行,使机组的汽水品质达到一个较高的水平。


      3.6 
      详尽而紧凑的调试计划。三菱公司在很早前即提供详尽而紧凑的调试计划,包括每日的调试项目、负荷曲线,一目了然,工作相当细致,这些都是我们的调试工作应当加强的。
      4 结束语
      为适应我国火电建设大机组发展的需要,《新启规(1996年版)》的颁发和机组达标考核标准的实施,对规范我国新建机组的调试工作起到了重要作用,在达标移交生产考核内容的6个方面调整试验占了一个大项(100分),调试水平亦有较大的提高,最近几年均有不少机组达标移交生产。对比珠海电厂2×700MW机组的调试程序,我们的调试与发达国家机组的调试仍旧有一定差异。调试水平是与电力建设的整体水平相对应的,应当说目前三阶段的调试程序及168h满负荷移交试生产与我国现阶段的制造、安装水平是相适应的。随着机组制造、建设水平的提高,可以参考国外机组启动试运行的先进经验,探索出更能考验机组整体综合性能、负荷变化性能和可靠性等的调整试运程序,以使机组的投资效益能稳定、可靠地发挥。
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