600MW超臨界鍋爐啟動(dòng)過程中主汽溫偏高問題分析及對策

摘 要：針對華電XX公司國產(chǎn)600MW機(jī)組直流鍋爐啟動(dòng)時(shí)蒸汽溫度偏高的問題分析，認(rèn)為主要原因在水冷壁產(chǎn)生的蒸汽量太小，提出控制總風(fēng)量、啟動(dòng)給水流量、加強(qiáng)燃料控制、提高給水溫度和提高一二次風(fēng)風(fēng)溫、制定完善的配煤計(jì)劃等措施。

關(guān)鍵詞：超臨界；直流鍋爐；啟動(dòng)初期；溫度高

1 簡介

該鍋爐為一次再熱、擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風(fēng)、尾部雙煙道、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。

前后墻對沖燃燒、W型火焰燃燒。雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)正壓直吹式。B、E磨煤機(jī)燃燒器配置微油點(diǎn)火裝置，A、F磨煤機(jī)燃燒器配置輔油油槍。2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，2臺(tái)三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。

2 啟動(dòng)過程中主汽溫度偏高現(xiàn)象

在“168試運(yùn)行”及投產(chǎn)半年內(nèi)，多次啟動(dòng)過程中出現(xiàn)過熱器汽溫偏高，尤其是并網(wǎng)期間，在主蒸汽壓力為7.8-9.5MPa左右時(shí)，屏式過熱器及高溫過熱器金屬溫度都曾達(dá)到550℃，有時(shí)甚至達(dá)到575℃。此時(shí)曾試圖增加減溫水量來控制汽溫，由于啟動(dòng)電泵設(shè)計(jì)最高工作壓力只有11.9MPa，且減溫水取水點(diǎn)與噴入點(diǎn)間壓降太小，使減溫水流量小，減溫效果差，對汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)造成了一定影響。特別是機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，要求主汽溫度維持450℃以下，但往往控制不了。由于主汽溫度高，造成汽輪機(jī)熱沖擊，高、中壓缸脹差大甚至超限，致使機(jī)組啟動(dòng)延誤，增加了啟動(dòng)成本。

3 原因分析

3.1 風(fēng)量偏大

點(diǎn)火后由于油槍霧化效果差，煙色較黑，爐膛光亮度差。運(yùn)行人員為改善燃燒，增加啟動(dòng)油槍的根部風(fēng)，過于開大C擋板。加上風(fēng)量測點(diǎn)極容易堵塞和測量不準(zhǔn)，運(yùn)行人員只有根據(jù)送風(fēng)機(jī)電流、風(fēng)機(jī)出口壓力、氧量來調(diào)整送風(fēng)機(jī)負(fù)荷。運(yùn)行人員為防止風(fēng)量低低MFT，在風(fēng)量調(diào)節(jié)中比較保守。以上多種原因使得總風(fēng)量超過啟動(dòng)時(shí)35%BMCR風(fēng)量的要求，使火焰中心上移，減少煤粉在爐膛的停留時(shí)間，水冷壁的輻射吸熱量減少，蒸發(fā)量降低。風(fēng)量大、火焰在爐膛的停留時(shí)間縮短，煙氣流量和流速增加，流受熱面的吸熱量增加，主蒸汽溫度上升。另外，過大的風(fēng)量降低了爐膛整體溫度場，延遲了燃燒，變相增加后部換熱。

3.2 投入煤粉時(shí)間不合理

為節(jié)約燃油，提前投入煤粉。一般在二次風(fēng)溫高于150℃，就啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)。當(dāng)熱一次、二次風(fēng)溫200℃以上，就啟動(dòng)制粉系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)候水平煙道末端處煙溫在450℃左右，爐膛整體溫度還較低。且我廠燃用低揮發(fā)分無煙煤，著火燃燒困難。如投粉過早，煤粉的燃燼率低，燃燒進(jìn)一步惡化、推遲，火焰中心上移，造成水冷壁的輻射吸熱量減少，蒸發(fā)量降低。

3.3 給水流量大

在試運(yùn)期，由于給水量低多次發(fā)生MFT。運(yùn)行人員為防止給水流量低MFT；給水系統(tǒng)閥門調(diào)節(jié)性能不靈敏，調(diào)節(jié)滯后性較大；啟動(dòng)過程中如果出現(xiàn)溫度偏高的現(xiàn)象后，強(qiáng)制提高給水流量等等原因造成了給水流量偏大。給水流量大，通過啟動(dòng)分離器儲(chǔ)水罐溢水量就大，熱損失增加。在相同的燃燒加熱條件下，蒸發(fā)量減少，使得過熱器出口主蒸汽溫度上升。這樣大給水流量造成產(chǎn)汽量不足，為了滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)要求，又加大燃料量，就形成一個(gè)惡性循環(huán)，使得過熱器出口主蒸汽溫度偏高。

3.4 給水溫度低

進(jìn)入水冷壁的水溫低，在相同燃料燃燒加熱條件下，水冷壁的蒸發(fā)量降低。

3.5 油槍問題

油槍噴頭堵塞或者積碳、旋流霧化片損壞等原因使油槍霧化效果不好，燃油燃燒不良。曾試驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn)#1爐E1油槍流量達(dá)5.4T/h，更換旋流霧化片后流量降至1.2T/h，但是還是未達(dá)到設(shè)計(jì)的0.8 T/h的要求。單只油量過大，霧化效果差，霧化角不足，使燃油燃燼率低和推遲燃燒。

3.6 汽輪機(jī)高低壓旁路系統(tǒng)的問題

汽輪機(jī)高低壓旁路系統(tǒng)的高旁閥和低旁閥因多種原因無法投入自動(dòng)，每次都由運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)節(jié)。這樣由于運(yùn)行人員的調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)、個(gè)人水平等的差異造成主再熱蒸汽壓力波動(dòng)大，從而影響分離器儲(chǔ)水罐的水位變化，造成給水流量變化大，使得主蒸汽壓力、溫度不易控制。

4 控制汽溫偏高的措施和改進(jìn)意見

4.1 控制總風(fēng)量

控制總風(fēng)量在35%BMCR（840KNm3/h）。嚴(yán)格按廠家提供的二次風(fēng)門開度曲線控制各風(fēng)門擋板的開度；控制爐膛和風(fēng)箱差壓在0.38-0.4kPa范圍內(nèi)；爐膛負(fù)壓控制在-100至-50Pa范圍內(nèi)。如汽溫偏高，可適當(dāng)降低總風(fēng)量 （低限30%BMCR 600 KNm3/h），降低煙氣流速；適量增加燃燼風(fēng)風(fēng)量，以降低爐膛火焰中心和出口煙氣溫度。

4.2 加強(qiáng)燃料控制

燃燒初期，保持燃油壓力在3.0MPa。在投入油槍過程中，防止燃料輸入過快過多引起過熱器出口汽溫度變化較大。第一臺(tái)制粉系統(tǒng)投入時(shí)注意煙溫、一次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫等情況，建議以爐膛煙溫探針退出時(shí)的煙溫（540℃），一次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫在250℃左右時(shí)再投入制粉系統(tǒng)。盡量投入B、E制粉系統(tǒng)，使用B、E磨煤機(jī)燃燒器的微油油槍，提高煤粉燃燼率。并使用B、E磨煤機(jī)入口熱風(fēng)暖風(fēng)器提高入磨風(fēng)溫至300℃。

制粉系統(tǒng)投入后，保持適當(dāng)?shù)慕o煤量，適當(dāng)開啟磨煤機(jī)負(fù)荷風(fēng)門。盡量保持磨煤機(jī)的料位穩(wěn)定（一般維持在400～700Pa），然后保證給煤量連續(xù)均勻，保證和維持磨煤機(jī)出口煤粉氣流風(fēng)煤比平穩(wěn)、均勻。并用旋轉(zhuǎn)分離器控制煤粉細(xì)度，縮短煤粉燃燼時(shí)間。

4.3 給水流量控制

給水流量控制是關(guān)鍵，省煤器入口給水流量=啟動(dòng)循環(huán)泵360閥出口流量+給水補(bǔ)充量。由于最小給水流量涉及水冷壁的安全，在保證省煤器入口給水流量不低于25%BMCR（488t/h）和維持分離器儲(chǔ)水罐的水位穩(wěn)定正常的前提下，減少給水補(bǔ)充量，避免溢流。減少排放熱損失，提高蒸發(fā)量。

4.4 保證足夠的給水溫度和一、二次風(fēng)溫

啟動(dòng)前提高給水溫度（加熱至130-150℃）和投入暖風(fēng)器提高一二次風(fēng)溫度，以及啟動(dòng)制粉系統(tǒng)時(shí)投入磨煤機(jī)入口暖風(fēng)器。提高爐膛的整體溫度水平和燃燒溫度，增加鍋爐水冷壁的蒸發(fā)量。

4.5 過熱器一級減溫水控制方面

盡量不投減溫水。若要投用，嚴(yán)格控制減溫水量和減溫后的汽溫監(jiān)視，必須保證減溫后的汽溫有30℃以上的過熱度。

4.6 做好燃油系統(tǒng)點(diǎn)火前的準(zhǔn)備工作

油槍霧化器、高能點(diǎn)火器、推進(jìn)器等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行全部檢查和提前更換，槍頭檢查疏通清理，吹掃蒸汽正常備用。

4.7 控制沖轉(zhuǎn)壓力

降低沖轉(zhuǎn)壓力，控制主汽壓力6.8～7.3Mpa，有利于啟動(dòng)時(shí)鍋爐水冷壁蒸發(fā)量的增加，機(jī)組沖轉(zhuǎn)參數(shù)相對容易控制。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)允許的情況下，可盡量開大高壓旁路（40%以上），增加受熱面的流通量。

4.8 制定完善的配煤計(jì)劃

按照設(shè)計(jì)煤種的上限煤質(zhì)供煤，確保入爐煤揮發(fā)分和發(fā)熱量，以使煤粉及時(shí)著火、燃燒更完全，降低火焰中心。但此方法應(yīng)用有限，只適用于大修原煤倉燒空后啟動(dòng)。

5 結(jié)束語

東鍋的超臨界參數(shù)變壓直流燃煤鍋爐在啟動(dòng)初期主汽溫度偏高是此類型鍋爐普遍存在的問題，而原因是多方面的，主要是：過早投入煤粉，在油煤混燃工況下燃燒和燃燼均相對延遲，使?fàn)t膛下部的吸熱量減少，產(chǎn)生的蒸汽量小，因此要滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)的要求，就要相應(yīng)增加燃料量，從而引起對流受熱面換熱量增加，過熱器出口蒸汽溫度升高，如此產(chǎn)生惡性循環(huán)，造成過熱再熱蒸汽汽溫難以控制。2012年在#1、2鍋爐采取以上調(diào)整措施后，由于運(yùn)行控制得當(dāng)，避免了汽溫偏高現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]范從振.鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，2002.

[2]黃新元.電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整[M].中國電力出版社.

[3]XX600MW機(jī)組主機(jī)運(yùn)行規(guī)程[S].2012.

作者簡介：胡波（1975，10-），男，四川省宜賓市（籍貫），現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：鍋爐運(yùn)行。