超超臨界直流鍋爐參數(shù)精細(xì)化調(diào)節(jié)方法

胡文興

摘 要：近幾年，華東電網(wǎng)對發(fā)電機組有功功率的控制速率作出了明確的規(guī)定和考核標(biāo)準(zhǔn)，且發(fā)電廠本身節(jié)能提效的需求都使我們必須提高鍋爐的參數(shù)調(diào)節(jié)精度。針對這些要求文章就鍋爐參數(shù)調(diào)節(jié)方法、各種工況下鍋爐參數(shù)的分析，總結(jié)出一套超超臨界機組精細(xì)化、系統(tǒng)化調(diào)節(jié)的方法。

關(guān)鍵詞：制粉系統(tǒng)；負(fù)荷；調(diào)節(jié)；汽溫；慣性；過熱度

隨著國家能源戰(zhàn)略的引導(dǎo)，發(fā)展大容量、高參數(shù)的發(fā)電機組已成為未來火電發(fā)展趨勢。直流爐由于自身爐型特點，具有蓄熱小、汽溫汽壓受負(fù)荷影響大等特點。正常運行中能否穩(wěn)定的調(diào)整主、再熱汽溫將直接影響到鍋爐效率和煤耗，甚至影響設(shè)備安全。

文章以哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-2000/26.25-YM3型660MW超超臨界鍋爐為例，闡述了在投產(chǎn)5年多的時間中總結(jié)積累的主、再熱汽溫的監(jiān)視分析調(diào)整經(jīng)驗。對于鍋爐的調(diào)節(jié)多數(shù)人認(rèn)為摻雜的變化因素多，工況延遲大很難細(xì)化和量化調(diào)節(jié)方法，文章就著力在這些難點上，讓經(jīng)驗和方法更系統(tǒng)化，精細(xì)化，數(shù)量化，易于實踐操作，從而能夠廣泛推廣應(yīng)用的一套從監(jiān)視到分析到操作的方法。

1 簡述鍋爐參數(shù)調(diào)節(jié)和電網(wǎng)負(fù)荷要求的配合

鍋爐調(diào)節(jié)汽壓汽溫的慣性和電網(wǎng)AGC指令對負(fù)荷的速率變化要求之間的矛盾是我們直流鍋爐參數(shù)調(diào)節(jié)的主要矛盾，而鍋爐調(diào)節(jié)汽壓汽溫的慣性的主要原因是直吹式制粉系統(tǒng)的調(diào)節(jié)慣性較大，不利于機組精確地控制負(fù)荷。首先我們簡述一下直吹式制粉系統(tǒng)的調(diào)節(jié)慣性存在原因和解決辦法：直吹式制粉系統(tǒng)與中間儲倉式制粉系統(tǒng)相比較，最明顯的缺點是送入爐膛的煤粉量不能直接調(diào)節(jié)。直吹式制粉系統(tǒng)調(diào)整鍋爐負(fù)荷的手段是改變給煤機的轉(zhuǎn)速，即調(diào)節(jié)磨煤機的給煤量。從調(diào)節(jié)指令發(fā)出，到最終發(fā)電出力變化，除了燃燒率變化→蒸發(fā)量變化→汽機作功變化的熱力環(huán)節(jié)外，還包含磨煤機制粉出力變化這一個具有較大時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)。

一般情況下石子煤量很少，Q4可以忽略不計。在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下，ΔQ3=0，所以Q2=Q1；但在給煤量變化的初期，由于磨煤機筒體的存儲作用，穩(wěn)定平衡狀態(tài)尚未建立，ΔQ3≠0 Q2≠Q(mào)1，輸出的煤粉量的變化就遲滯于給煤量的變化。

影響磨煤機出力的因素有磨煤出力、干燥出力、通風(fēng)出力。在給煤量變化的同時，調(diào)節(jié)冷熱風(fēng)門開度，使進(jìn)入磨煤機的熱風(fēng)量變化，干燥出力發(fā)生變化，同時，調(diào)節(jié)一次風(fēng)量調(diào)節(jié)檔板開度，使進(jìn)入磨煤機的一次風(fēng)量變化，通風(fēng)出力發(fā)生變化。由于氣流量的變化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于干燥量的變化速度，因此通風(fēng)出力的變化是很快。為了抵消磨煤機存儲作用，可以采用通風(fēng)量超前變化的手段。在調(diào)節(jié)上，改變給煤量的同時，改變通風(fēng)量，雖然研磨出力來不及變化，但通風(fēng)攜帶的煤粉量已發(fā)生變化，可以部分克服了存儲作用帶來的遲滯。所以，保持磨煤機風(fēng)量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確度和靈敏度可以減小制粉系統(tǒng)遲滯特性對發(fā)電出力的影響。其次，保持合適的研磨壓緊力、較小的磨輥的磨損程度、合理的調(diào)節(jié)磨煤機出口分離器檔板開度也可以減小制粉系統(tǒng)遲滯時間。從調(diào)試和運行的有關(guān)報告得出的結(jié)論，經(jīng)上述措施的綜合運用，從給煤量變化，到機組負(fù)荷變化所具有的慣性時間可以減少到3-4min。

2 直流鍋爐參數(shù)精細(xì)調(diào)節(jié)方法

直流鍋爐調(diào)節(jié)方法簡圖，如圖1所示。

（1）根據(jù)圖1能看出調(diào)整手段分兩大類：一類是常規(guī)手段即調(diào)整水煤控制基本過熱度。二類是用在受熱面的各金屬壁溫高時而汽溫又不合格時用，這時采用水煤調(diào)可能要超溫了，所以用擺噴燃器和配二次風(fēng)和上下煤層的控制方法。

（2）要想很好的使用以上方法必須掌握以下超超臨界直流鍋爐調(diào)節(jié)原則和特點：a.掌握最低過熱度值：過熱度的高低是預(yù)計當(dāng)前穩(wěn)定工況下鍋爐熱量夠不夠的標(biāo)準(zhǔn)。因為不同穩(wěn)定階段的鍋爐工況因煤質(zhì)和結(jié)焦積灰情況均有所不同，要想經(jīng)濟(jì)且壁溫安全的運行必須找到一個合適的過熱度值（水煤比）。b.調(diào)整中時刻注意溫升率：汽水分離器的溫升率反映鍋爐當(dāng)前工況下是加熱還是冷卻。溫升率的變化率反映鍋爐加熱或冷卻的速度判斷煤量是否夠用。c.了解制粉系統(tǒng)慣性時間：每臺鍋爐都有一個固定的制粉系統(tǒng)慣性，必須準(zhǔn)確把握慣性時間，掌握這個時間差。從而判斷煤量是否夠。等待再一次的平衡穩(wěn)定。

（3）根據(jù)上面總的調(diào)整方法給出如下具體操作的控制策略。概述：總的控制策略是適量控制，按照參數(shù)變化特性來操作。下面分述不同情況下的控制策略的應(yīng)用。a.啟動A磨，特點是燃燒從根部突然加強，汽壓高過熱度高金屬壁溫高，那么遵循適量控制，安裝參數(shù)變化特性的策略，啟動后控制過程就要始終保持汽壓偏高0.5MPa過熱度升高5度的目標(biāo)。要不就會過調(diào)。給出的具體控制建議是磨出口粉風(fēng)壓力降低0.3KPa即可保證實現(xiàn)上述目標(biāo)。b.加負(fù)荷，特點是汽壓低過熱度低，那么遵循控制策略就是控制過程要保持汽壓偏低0.5MPa，過熱度低5度才符合控制策略。要不會過調(diào)。降負(fù)荷反之。c.啟動F磨，特點是汽溫高過熱度低，原因是煙氣量因F磨風(fēng)量而增加。那控制過程就要保持風(fēng)量不要突增，過熱度低5度才符合控制策略。要不會過調(diào)。d.停運A磨，特點是汽壓低和水冷壁溫低，那控制過程就要保持汽壓低0.5MPa，過熱度偏低5度，才符合控制策略。要不會過調(diào)。e.停運F磨，特點是汽壓高和水冷壁溫高，那控制過程就要保持汽壓高過熱度偏高5度，才符合控制策略。要不會過調(diào)。

3 結(jié)束語

以上總結(jié)的方法在一年以來的運行實踐中得到有力的證實，在滿足負(fù)荷變化率的前提下，主汽溫度和再熱汽溫的平均溫度值提高了1.5度。同時金屬壁溫超標(biāo)次數(shù)和脫硝參數(shù)超標(biāo)次數(shù)明顯降低。

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