實用節(jié)能技術L50MW水煤漿機組電網黑啟動實踐和改進林廣武(汕特萬豐熱電有限公司,廣東汕頭515064)摘要:“黑啟動”是電網機組啟動的一種特殊而重要的方式。介紹了50MW水煤漿機組首次電網黑啟動實踐,對水煤漿機組通過黑啟動演習暴露出來的問題提出解決對策,相關問題的妥當解決可以使水煤漿機組威為真正意義的實現黑啟動機組。關鍵詞:水煤漿機組;黑啟動;作用;經驗體會中圖分類號:TQ534.4;TM732文獻標識碼:A文章編號:1004-3950(2007)03-0064-04Practice and improvement on black start of 50 Mwcoal water mixture unitShante Wanfeng Heat Power Ltd, Shantou 515064, China)Abstract: Black start is a kind of special and important way of starting electric unit. The first black start test of 50 Mwcoal water mixture( CWM)unit was introduced. Solutions on the problems of CWM unit revealed through the blackart test were given, which could make CWm unit realize the true meaning of black start unit.Key words: coal water mixture( CWM)unit; black start; function; experience1電網黑啟動的重要意義2水煤漿機組的特點及在黑啟動中的作用所謂電網“黑啟動”是指整個電網因故障崩近年來,為應對國際燃油價格上漲,降低生產潰停運后處于全“黑”狀態(tài)情況下,通過電網中具成本,許多電廠將燃油鍋爐改造為燃料成本相對有自啟動能力機組的啟動或外來電源,帶動無自便宜的水煤漿鍋爐,由此產生了一批水煤漿機啟動能力的機組,逐步恢復電網的運行和對停電組——介于燃煤和燃油之間的一類,其中以50的客戶恢復供電,最終實現整個電網的恢復。黑MW機組最多。水煤漿是20世紀70年代初出現啟動成功的關鍵是電源點的啟動。顯然電網黑啟的一種新型煤基流體低污染代油燃料,簡寫為動的意義是縮短停電時間,最大限度減少大面積CWM( Coal Water Mixture)或CWF( Coal Water停電造成的經濟損失。黑啟動通常的方法是由人Fuel),它是由一定細度的煤粉,與30%左右的水工制動的柴油發(fā)電機組啟動燃汽輪機組或小水電混和,并加入1%左右的添加劑制成。水煤漿可機組,再去啟動大機組,分片區(qū)或分層來實現黑啟代油燃燒,具有低污染、高效、節(jié)能、運行成本低的動,達到目標電網黑啟動成功,最終實現整個電網突出優(yōu)點。目前電站鍋爐燃燒效率均在90%以恢復供電。然而近兩年來燃油價格的大幅上漲使上,與煤粉爐相當。精煤水煤漿含灰分低,鍋爐受國內大部分燃油鍋爐機組被迫停運,給許多地方熱面磨損低于燃煤,維修費用低。另外不需爐前黑啟動電源的選擇帶來了很大的困難,筆者推薦備輸煤系統(tǒng)和備煤場,排灰渣場占地僅為燃煤的種新的黑啟動機組——水煤漿機組,并介紹這1/4。2001年我廠率先對一臺220t/h的燃油電種機組在電網黑啟動中采取的技術措施及一些經站鍋爐進行改燒水煤漿改造并取得成功,由此產驗體會。生中國煤化工妒CNMHG收稿日期:2007-02-06作者簡介:林廣武(1971-),男,廣東汕頭人,總工程師。64實用節(jié)能技術水煤漿的流動特性與重油比較接近,鍋爐輔后點燃重油槍,穩(wěn)燃一段時間后,當負荷達到額定助設備與燃油鍋爐機組的輔助設備比較,主要差負荷的40%~50%,爐膛溫度達700~800℃時,別是一級重油泵改為一級輸漿泵加一級供漿泵并再點燃下層對角一次風里的水煤漿槍,待燃燒穩(wěn)增加一個攪拌器,廠用電增加不大。一臺50MW定后增加水煤漿槍,保持燃燒穩(wěn)定的水煤漿機組的廠用電在2000kW至2500kW(2)保持合理的配風并及時調整氧量。配風之間,大大少于同功率的燃煤機組。另一方面,一和氧量控制合理是鍋爐穩(wěn)定著火燃燒成功的關般300MW機組的廠用電大約為15MW,一臺50鍵。水煤漿因含有35%左右的水分,使燃燒前期MW的水煤漿機組發(fā)出的電完全能夠滿足一臺需要更多的熱量來蒸發(fā)這些水分,因此,在配風上300MW機組啟動的需要。這些特點使50MW水一次風率較低,以確?？焖俜€(wěn)定著火。一般要求煤漿機組完全可以在電網黑啟動中發(fā)揮重要作各層一次風開度20%~30%,二次風在燃燒穩(wěn)定用,特別是在當前大量燃油電廠停運的情況下。后開度80%-90%,中心風開度10%左右在電網瓦解時,只要有2500kW左右的外電源送(3)調整漿槍的正確位置、保證合理的著火人,50MW的水煤漿機組就能啟動,為300MW機點。水煤漿燃燒著火距離的確定既要保證水煤漿組的啟動送去足夠的電源,從而實現電網系統(tǒng)的快速著火和穩(wěn)定燃燒,又不能使燃燒太靠近燃燒重建。如果裝備一臺容量足夠的備用柴油機組,器噴嘴,以免燒壞,所以水煤漿著火點控制在離燃50MW水煤漿機組完全可以進行獨立的黑啟動。燒器噴嘴200~300mm比較合適。對于廠用電主電源取自發(fā)電機出口的504)漿壓、霧化汽壓的合理匹配。水煤漿燃MW水煤漿機組,當電網瓦解導致機組解列時,還燒時,漿壓與汽壓主要影響水煤漿的霧化質量,從存在不停機自帶廠用電低負荷運行的可能。這時而影響燃燒工況,一般按漿壓比汽壓低0.1MPa候廠用電并不會消失,只要運行人員迅速調整鍋左右來控制,一般規(guī)定每支槍漿壓約1.0~1.1爐出力和汽機轉速,并盡可能啟動更多的輔助設MPa,汽壓約1.1-1.2MPa備,提高廠用電量,就可以實現不停機停爐,等待(5)調整水煤漿燃燒時的火炬。燃燒水煤漿調度命令重新并網,為大電廠送去廠用電?；鹧嬉娱L,必須保持火焰有一定的剛性,這樣才3水煤漿機組黑啟動實踐和技術對策能保證燃燒后期氣流有足夠的擾動提高煤粉燃盡率,減少飛灰含碳量,調整方法可通過調整一二次2005年6月17日,筆者所在電廠一臺50風配比,提高二次風的風速同時要避免燃燒火炬MW水煤漿機組參與廣東電網公司汕頭供電局組沖墻,使爐墻結焦。所以四角配風應均勻平衡,同織的一次電網黑啟動演習,通過這次演習我們在時保證下二次風的風速和風量,使燃燒穩(wěn)定。取得一些經驗的同時,發(fā)現了50MW水煤漿機組采取以上措施后,水煤漿鍋爐能在40%低負實現黑啟動必須解決的一些問題。有一些問題如荷下實現全燒水煤漿,保證穩(wěn)定著火燃燒,可以滿果沒有解決好,不但會影響黑啟動,而且可能導致足機組黑啟動過程中的要求。嚴重的設備事故。3.2部分重要電機的電源問題3.1啟動過程鍋爐燃燒的穩(wěn)定問題機組解列后,如果無法實現機組自帶廠用電水煤漿含35%左右水分,熱值約為19228運行,則除了直流電源外,所有的交流電源消失kJ/kg,只及重油熱值的一半(重油約為但有些交流電動機斷電的時間不能太長,這些電40090kJ/kg),所以水煤漿的燃燒特性不僅與重機包括:油有很大的差別,而且遠比重油難著火和燃燒,特(1)盤車電機別是啟動過程中穩(wěn)定性相對較差,鍋爐出力容易機組停運后,汽輪機轉子由于慣性會繼續(xù)轉波動,這對黑啟動過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定很不利。動20~30min后才能停止,停止時必須投上連續(xù)為保證水煤漿鍋爐在黑啟動過程中燃燒穩(wěn)盤車中國煤化工子受熱均勻,否則,采取如下技術措施容易CNMHG有備用交流電源(1)鍋爐啟動點火方式。點火時先用高能點(380使用。刀一無達及時投入連續(xù)盤火油槍點燃四角下二次風口中的四支輕油槍,然車,應當進行機械盤車,待有電源時再投入連續(xù)盤斜訴黑42007年,第3期-6實用節(jié)能技術車,并確認大軸晃動度及盤車電流合格時才能進期并網,然后啟動更多的附屬設備,如多開一臺循行沖轉。環(huán)水泵,提高給水泵出力并打開再循環(huán)水門等,以(2)頂軸油泵增加用電負荷,穩(wěn)定系統(tǒng)。高壓頂軸油泵的作用是汽機啟停過程中,在(5)應密切監(jiān)視發(fā)電機端電壓,根據電壓變連續(xù)盤車投入運行正常前將大軸頂離軸頸處強制化及時調節(jié)勵磁電流。為實現快速調壓,并網后形成油膜,避免大軸與軸瓦發(fā)生摩擦待連續(xù)盤車應將勵磁方式從手動通道調節(jié)切至自動通道。啟動正常后,退出運行。因此在廠用電消失后同3.4防止機組超速問題樣必須為頂軸油泵提供備用電源。小系統(tǒng)周波上升、甩負荷、機組解列等會導致(3)潤滑油泵和密封油泵機組轉速上升甚至飛車,在黑啟動過程應密切監(jiān)只要汽輪機的大軸還在轉動,潤滑油的供應視機組的轉速。當周波上升,導致轉速上升,振動就不能中斷。對于氫冷發(fā)電機來說,氫側密封油增大時,應通過降負荷降低轉速,若振動超過上限泵和空側密封油泵的供應無論如何是不能中斷(50MW機組為5絲)或汽機轉速超過上限的。一般來說電廠的潤滑油泵和密封油泵都設置(3330r/min)則應緊急停機。交直流兩種,廠用電消失時可馬上投人直流油泵。3.5防止主變的過勵磁問題但畢竟一般電廠的直流電源是有限的,直流油泵變壓器的工作磁通與電壓成正比,而與頻率不可能維持較長時間的運行,交流油泵的電源也成反比,相對于變壓器額定值的電壓升高和頻率應盡快投入。降低,將導致變壓器鐵芯嚴重飽和,損耗增大除上述幾種重要電機外,電廠還有一些重要產生了過勵磁。過勵磁電流為非正弦波形,有大的熱工儀表和控制系統(tǒng)是不能停電的,如汽機和量的高次諧波分量,其在鐵芯產生的熱效應遠大鍋爐的熱工設備,在廠用電消失后應馬上投入備于基波電流,對變壓器有較大的破壞性。在黑啟用電源。動過程中可能產生主變過勵磁的情況有:1)發(fā)為解決以上設備的備用電源問題,可以安裝電機變壓器組在與系統(tǒng)并列之前,由于誤操作一臺備用柴油機,對于50MW的機組來說,出力使勵磁電流過大或自動調節(jié)通道故障會導致過為150kW即能滿足。如果備用柴油機出力能達勵磁;2)發(fā)電機啟動過程中低轉速運轉時,發(fā)電到2500kW,則可滿足一臺50MW水煤漿機組啟機電壓升高過快而產生低頻過勵磁;3)發(fā)變組動的用電,從而實現獨立黑啟動。并網人系統(tǒng)時產生鐵磁諧振而產生過電壓勵3.3啟動過程電壓和周波的穩(wěn)定問題磁。在這三種情況中,前兩種只要指揮得當,工小系統(tǒng)的電壓和周波的波動較大,在黑啟動作人員精心操作是完全可以避免的,而第三種過程中,容易發(fā)生震蕩,對已運行的電廠輔助設備情況就較難預防。目前許多50MW機組電廠沒和發(fā)電機組的穩(wěn)定和安全的影響較大,因此,在機有對主變設置過勵磁保護,要真正成為黑啟動組啟動過程中盡可能穩(wěn)定電壓和周波至關重要。機組,最好要增加一套這樣的保護,特別是對投(1)負荷的提增與機組出力的提升應保持同產較久的主變。步。這就要求在電廠內部、電廠與電廠及調度之3.6防止發(fā)電機失磁保護誤動的問題間做好溝通工作。失磁保護是在勵磁電流消失或下降到整定值(2)電廠在開機過程中盡可能先啟動大功率時關閉主汽門并解列機組,以避免發(fā)電機失磁狀電動機,后啟動小功率電動機,減少由于大功率電態(tài)下對系統(tǒng)及自身安全的影響。失磁保護的核心動機啟動電流過大,對已運行小功率電動機的原件是阻抗繼電器,按其動作原理,阻抗繼電器不影響。止在發(fā)電機失磁的情況下動作,發(fā)電機只要測得(3)減少各電動機的啟動電流,如采用星三機端阻抗在第四象限(即無功倒送的情況)并達角啟動。對于大功率的電動機,應盡可能進行變到n中國煤化工頻改造,既節(jié)能又可實現零電流啟動,減輕啟動時CNMH障等原因引起小對系統(tǒng)的沖擊。系統(tǒng)振蕩,或發(fā)電機組對長線路充電(這時發(fā)電(4)機組升至額定電壓后應與廠用電進行同機呈現容性負載)會導致阻抗繼電器啟動條件的實用節(jié)能技術滿足。因此,參與黑啟動機組的失磁保護應當有和氣化的理論與應用技術[M].浙江:浙江大學出一定的閉鎖措施。發(fā)電機對長線路充電時,呈機版社,1997端阻抗下移第四象限,但定子電壓不會降低,可用2】 cEN Ke-fa, The recent development of CWS combus定子低電壓元件進行閉鎖;對短路故障以及由此tion technology in china[ J]. IEA-CLM WORKSHOP引起的振蕩可加負序電壓或負序電流原件進行閉1994,94:333-342[3 LIU Jian-zhong. Researches on the aerodynamic char-鎖,對系統(tǒng)振蕩可加大于系統(tǒng)振蕩周期的延時實acteristics of CWS tangentially arranged burners in util現閉鎖。ity boilers[ C]. Proc 19th Int Tech Conf on Coal Utili-4結論zation& Fuel Systems, 1994, 4: 505-51t名,劉建忠,周俊虎,等.220th燃油設計鍋爐對首次水煤漿機組黑啟動的實踐演習進行總改燒水煤漿技術及應用[J].熱力發(fā)電,2006,35結,結果表明50MW水煤漿機組采取適當的技術(5):30-33措施后,能承擔電網黑啟動任務,對水煤漿代油燃5]邱卓偉張傳名,周俊虎等水煤漿燃料在汕頭萬料的進一步推廣應用和電網黑啟動途徑的擴大有豐熱電廠的應用[J].能源工程,2003(5):49重要意義。[6]黃穎,劉建忠,周俊虎萬豐熱電廠廠區(qū)水煤漿系從公共管理的角度看,大面積停電事故涉及統(tǒng)的優(yōu)化與運行[J].能源工程,2005(2):47-49[7]劉珊,王秀月.中國水煤漿的市場前景分析[J]社會多個部門的利益,屬于公共危機一類,必須由煤炭科學與技術,2003,31(3):53-54政府進行協(xié)調解決,而不僅僅是供電企業(yè)和發(fā)電[8]曾紀良,曹欣玉,趙翔,等, Application of CWs廠的事情。本文總結的黑啟動過程中的經驗,對combustion technology to power plants in Guangdong其他機組也有一定借鑒意義。province of China[ C]// Proceedings of ICOPE-03International Conference on Power Engineering-03參考文獻:2003,Japan, Volume 2, Published by the[1]岑可法,姚強,曹欣玉,等煤漿燃燒、流動、傳熱道了渤海灣發(fā)現儲量10億t大油田對增強我國能源安全供應的保障能力具有重要意義中國石油天然氣集團公司(簡稱“中石油”)近日宣布,在渤海灣灘海地區(qū)發(fā)現儲量規(guī)模達10億t的大油田-冀東南堡油田。這是40多年以來中國在石油勘探領域又一個激動人心的發(fā)現新發(fā)現的冀東南堡油田位于河北省唐山市境內(曹妃甸港區(qū)),屬中石油冀東油田公司勘探開發(fā)范圍。冀東油田公司勘探面積1570km2,其中陸上570km2,灘海100km2。經過長達40年的艱苦探索,到2004年中石油在冀東陸上共發(fā)現5個油田,累計探明石油地質儲量1億t,原油年產量達到100萬t。冀東灘海地區(qū)的油氣勘探始于1988年,在其后的14年間開展了自營勘探和合作勒探,但未取得實質性突破。2004年9月,老堡南1井勘探取得重大突破,在奧陶系獲日產700m3高產工業(yè)油流,試采22個月穩(wěn)定日產量200以上。在此基礎上,通過近兩年半時間的整體勘探,冀東南堡油田共發(fā)現四個含油構造,基本落實三級油氣地質儲量(當量)10.2億t。其中探明儲量40507萬t,控制儲量29834萬t,預測儲量20217萬t,天然氣(溶解氣)地質儲量1401億m(折算油當量11163萬t)冀東南堡油田是一個整裝、優(yōu)質、高效油田。儲量規(guī)模大,油層厚度大,油層物性好,油品質量好,試采效果好,主要目的層埋深為1800~2800m中國科學院院士、石油地質與構造地質學家賈承造認為,冀東中國煤化工深入,還會有新的發(fā)現,在未來一段時間必將帶來中石油冀東油田公司原油產量的快速中石油方面表示,新油田的發(fā)現對于落實國家關于石油工業(yè)“HCNMHG現我國原油生產穩(wěn)定增長和可持續(xù)發(fā)展,增強我國能源安全供應的保障能力具有重要意義。同時,也將有力地促進京津唐乃至環(huán)渤海灣地區(qū)經濟社會的發(fā)展?！霰究痹V無20070年,第3期-67-