无旁通烟囱燃气-蒸汽联合循环机组的启动.doc

无旁通烟囱燃气——蒸汽联合循环机组的启动
姚挺生蒋建能黄海保吴子范李家骥吴来贵
关键词旁通烟囱联合循环启动中图分类号TM611.311引言通常燃气——蒸汽联合循环都设有旁通烟囱，可使机组运行灵活方便，对余热锅炉起到保护作用，然而为了减少设备的初始投资，现在有的联合循环不设置旁通烟囱见图1。这类机组的启动运行不同于有旁通烟囱的联合循环，有其自身的特点。
2无旁通烟囱联合循环机组启动特点
联合循环不设置旁通烟囱，则燃机、锅炉、汽机三者就连为一个整体。因余热锅炉不能干烧，机组就只能以联合循环方式运行，燃机不能再以单循环方式运行。只要燃机启动点火，锅炉就随之启动，汽机也要进行暖管等工作，彼此联系十分密切。

图1无旁通烟囱的燃气——蒸汽联合循环

锅炉、汽机启动都必须经历升压、暖管、暖机过程。锅炉升压时间的确定，大都以锅筒内水的温升速度1～1.5℃／min为依据，冷态启动的平均升压时间，中、小型锅炉通常为2～3h，高压炉为4～5h［1］。锅炉主蒸汽管道暖管可与点火升压同步进行，高压炉暖管温升速度一般维持在2～3℃／min，中压锅炉可适当快些［2］。汽机主蒸汽管道分低压暖管和升压暖管两步进行，一般在0.2～0.3MPa下低压暖管20～30min，然后逐渐升压，蒸汽温升速度则不超过5℃／min［3］。汽轮机从冲动至满负荷，金属温度变化很大，为保证各部件受热均匀，必须有较长的暖机过程。联合循环的余热系统多为中压或次高压参数，如不设置旁通烟囱，那么启动时主蒸气参数的大小、升压速度的快慢就直接与燃机的排烟有关，而燃机的排烟参数又与燃机的负荷相联系。因此，为满足锅炉及汽机升压、暖管、暖机的需要，燃机不能再象单循环那样很快升至满负荷，必须放慢加负荷的速度，即燃机加负荷操作应以锅炉、汽机的需要为准。锅炉启动时必须严格控制升压速度，尤其低压阶段的升压速度要尽量缓慢，这是防止锅筒壁温差过大的根本措施。由于燃机从启动至满速过程是自动控制，时间很短，仅几分钟，因此无旁通烟囱联合循环余热锅炉启动升压初期的运行情况完全取决于燃机，无法人为控制。燃机满速空载时排烟温度虽只有250℃～300℃，但是压气机已达到额定转速，出口压力接近额定值的80%［4］，故燃机排烟量很大，总的热量较高，于是锅炉升压速度就会过快，而且蒸发量也很大。实际运行情况表明，冷态余热锅炉在燃机点火后13分钟压力就升至0.8MPa，蒸发量可达额定负荷的20%～25%。可见，无旁通烟囱联合循环冷态启动时余热锅炉在低压阶段的升压速度会过快，使锅筒壁产生较大温差，不利于锅筒的安全。再有燃机从启动到满速空载这一过程，要经过点火、暖机、升速等阶段，其排烟温度有一阶跃变化，因而无旁通烟囱余热锅炉的换热管束在燃机启动过程中就处于一个交变温度场中，会受到一定的热冲击，但强度并不大。在锅炉升压、暖管和汽机冲转、暖机过程中，需要对空排放大量疏水和蒸汽，并产生噪音，而且汽机在冲转和低负荷暖机阶段，凝结水水质一般不合格，不能回收，只得排到地沟。因无旁通烟囱余热锅炉启动蒸发量很大，可达额定负荷的70%。故机组启动时的汽水损失比较大，要求除盐水的补水量充足，这样化学制水工作就特别重要，启动前应充分做好准备，尽量多制水，备启动时的需要，不可发生缺水事故。另外为满足锅炉、汽机启动要求，燃机需在低负荷下运行较长时间，这时燃机的发电效率远低于满负荷时的效率，热耗和油耗都很高。如果启动过程控制不当，时间过长，启动所耗油量还会增加。可见无旁通烟囱联合循环启动所耗油量比单循环或者有旁通烟囱联合循环的启动耗油量要高很多。3无旁通烟囱联合循环启动方式的选择
火力发电机组的启动方式——额定参数启动或滑参数启动、热态启动或冷态启动，联合循环也都可以采取。额定参数启动就是先启动燃机、锅炉，待主汽参数达到额定值后再启动汽机，所需时间长，要消耗大量燃料，汽水损失多，噪音也大，会降低电厂的经济效益。滑参数启动就是汽机启动与燃机、余热锅炉启动同步进行，可大大缩短启动时间，节省燃料，减少汽水和热能损失，而且金属加热过程是在低参数下进行，温升速度比较容易控制。由于自身的特点，无旁通烟囱联合循环启动时燃机需在低负荷下运行较长时间，这时主蒸汽温度和压力虽不高，但完全能满足滑参数启动的要求。如能充分利用这一过程滑参数启动汽轮机，将会大大缩短联合循环的启动时间。再者因余热锅炉启动蒸发量大，为减少汽水损失，减轻化学制水工作量，避免余热锅炉发生缺水事故，最好也采取滑参数方式启动。可见，对于无旁通烟囱的联合循环，为使机组启动既经济又合理，应尽量选择滑参数启动方式。从无旁通烟囱联合循环启动特点可知，冷态余热锅炉启动升压速度太快，如果经常冷态启动机组，必然会有损锅筒。因此，为保证设备安全，应尽量减少冷态启动机组的次数，千方百计多在热态或温态下启动余热锅炉，而且这样做还会