660 MW超超臨界機組深度滑參數(shù)停機

2016-07-14 07:59:45孔凡續(xù)郭以永匡政

綜合智慧能源 2016年5期

孔凡續(xù)，郭以永，匡政

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽六安　237126)

孔凡續(xù)，郭以永，匡政

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽六安237126)

摘要：近年來，隨著超超臨界機組容量、參數(shù)的不斷提高，機組停運后冷卻時間大大延長，嚴重影響機組檢修工作的開展，降低了機組利用小時數(shù)。總結了660 MW超超臨界機組深度滑參數(shù)停機的操作過程及注意事項，最大限度降低了鍋爐、汽輪機本體的金屬溫度，有效縮短了機組冷卻時間，確保機組停機過程安全、穩(wěn)定、可靠。

關鍵詞：超超臨界機組；深度滑參數(shù)停機；金屬溫度

0引言

某電廠2臺660 MW機組鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風、Π型半露天布置、干式機械式除渣系統(tǒng)、全鋼架懸吊結構。汽輪機為上海電氣集團有限公司制造的一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機。主汽門前額定壓力為25.0 MPa，額定溫度為600 ℃，再熱主汽閥前額定溫度為600 ℃。機組采用定-滑-定的運行方式，帶基本負荷并調峰運行。汽輪機旁路系統(tǒng)采用35%容量的高壓旁路和低壓旁路。

滑參數(shù)停機是通過逐漸降低主、再熱蒸汽參數(shù)來降低負荷，直至停止汽輪機的一種停機方式。這種方式可以使停機后的汽輪機缸溫降到較低的水平。深度滑降參數(shù)是通過優(yōu)化停機操作，在保障機組安全的前提下，最大限度地降低鍋爐和汽輪機的金屬溫度，達到進一步縮短檢修工期、提高機組利用小時數(shù)的目的[1]。

1正常滑參數(shù)停機分析

表1是該電廠660 MW超超臨界機組正常滑參數(shù)停機的缸溫、壁溫及冷卻時間統(tǒng)計結果。由表1可知，自打閘起，汽輪機缸溫冷卻至停盤車溫度(100 ℃)平均需要15 d，鍋爐過熱器壁溫冷卻至爐膛煙道可進人檢修的溫度(50 ℃)平均需要7 d。

2深度滑降參數(shù)控制分析

2.1 第1階段

深度滑降參數(shù)停機的第1階段為機組降負荷至汽輪機打閘，該階段主要按滑參數(shù)曲線來控制主、再熱蒸汽壓力和溫度。如圖1所示，該階段要控制主、再熱蒸汽溫度分別降至550，500，450，400 ℃時保持穩(wěn)定0.5 h以上，讓汽輪機缸溫有足夠時間自然下降，而不是通過蒸汽來冷卻汽缸。

表1　正常滑參數(shù)停機缸溫、壁溫及冷卻時間

圖1　深度滑參數(shù)停機主蒸汽參數(shù)曲線

正常降負荷至300 MW前保持自動發(fā)電量控制(AGC)系統(tǒng)投入，完成停機前必要的聯(lián)鎖試驗和準備工作。在此過程中，保持主、再熱蒸汽溫度降低速率<1.5 ℃/min。該階段由于蒸汽流量大，所以主、再熱蒸汽溫度下降速率易保持穩(wěn)定[2]。

表2是該階段深度滑參數(shù)停機的主要參數(shù)統(tǒng)計結果。機組負荷降至300 MW時，根據(jù)調度指令退出AGC系統(tǒng)，機組通過協(xié)調控制系統(tǒng)(CCS)進行控制。控制主蒸汽壓力變化速率<0.1 MPa/min，控制主、再熱蒸汽溫度變化速率<1.5 ℃/min，避免主、再熱蒸汽溫度出現(xiàn)大幅度波動。發(fā)現(xiàn)變化速率有擴大趨勢時，應及時采取措施予以控制；若10 min內汽溫快速降低50 ℃以上，應立即打閘停機。滑參數(shù)過程中要保持進汽輪機的主蒸汽有100～150 ℃的過熱度，嚴禁過熱度小于100 ℃。為提高主蒸汽的過熱度，可以適當調整主蒸汽壓力偏置，降低主蒸汽壓力，增大汽輪機高、中壓調門開度，提高汽輪機的通汽量。機組降負荷過程中，控制機組在350，300，200 MW負荷段穩(wěn)定1 h以上，以便有足夠的蒸汽進入汽輪機進行冷卻。鍋爐制粉系統(tǒng)停運采取自上而下的方式，保持下層磨煤機運行，減煤操作要平緩，控制減煤速率<2 t/min，減煤間隔時間≥3 min。為防止氮氧化物排放超標，應保持B磨煤機運行，以提高選擇性催化還原(SCR)反應器入口煙溫。

表2　深度滑參數(shù)停機主要參數(shù)

該階段機組主要在低負荷工況下運行，根據(jù)給煤量及時調整給水量，保持較小的啟動分離器出口蒸汽過熱度(<15 ℃)，以減少減溫水用量，如需投用減溫水必須保證減溫后蒸汽過熱度>50 ℃。鍋爐轉入濕態(tài)運行后，控制給水流量在650 t/h并保持穩(wěn)定。鍋爐給水由主路切換至旁路控制后，由于減溫水壓力與主蒸汽壓力偏差增大，可能造成減溫水流量劇增，這時要及時調整減溫水調門，使減溫水流量穩(wěn)定、減溫器后蒸汽溫度變化平穩(wěn)[3]。

2.2第2階段

深度滑降參數(shù)停機的第2階段為汽輪機打閘至鍋爐熄火。汽輪機打閘停機后，鍋爐繼續(xù)運行，進一步降低爐膛溫度、煙氣溫度及各受熱面金屬溫度。在此過程中，鍋爐受熱面煙氣側和汽側同步降溫，不改變受熱面金屬溫度場分布，最大限度減小受熱面金屬內外溫差，從而使受熱面金屬冷卻過程均勻、平緩并可控，避免受熱面金屬在冷卻過程中受到損傷。

主蒸汽壓力降至5.0 MPa，主、再熱蒸汽溫度降至400 ℃時，汽輪機可以打閘停機，鍋爐繼續(xù)運行。汽輪機打閘停機后，鍋爐控制給煤量緩慢下降，根據(jù)煤質情況并結合主蒸汽壓力、溫度變化速率調整給煤量(給煤量變化速率<1 t/min)。當煤質較差、著火不穩(wěn)時，煤量每降低2 t/h需要間隔5 min，觀察主要參數(shù)的變化情況后再決定是否繼續(xù)降低給煤量。鍋爐給煤量降至25～30 t/h，維持不變。降低給煤量的同時，緩慢降低鍋爐給水流量，降至500 t/h后維持不變。

汽輪機打閘后，根據(jù)主蒸汽壓力的變化，平緩開啟高低壓旁路閥，控制主蒸汽壓力變化速率<0.1 MPa/min，盡量保持旁路閥開度在60%以上，增大蒸汽流量，提高冷卻效果。保持主、再蒸汽溫度變化速率<1.5 ℃/min，逐漸降低鍋爐主、再熱蒸汽溫度。主、再熱蒸汽溫度每降低50 ℃，暫停降溫降壓，維持運行20 min，檢查各參數(shù)正常后繼續(xù)降溫降壓。在主、再熱蒸汽降溫降壓過程中，嚴密監(jiān)視鍋爐水冷壁及各級過熱器、再熱器的壁溫變化，控制壁溫變化速率<2 ℃/min，同時維持總風量在800～900 t/h，降低爐膛溫度、煙氣溫度及各受熱面金屬溫度。

該階段由于主蒸汽壓力較低，過熱器內蒸汽流量小、流速慢，減溫水汽化困難，控制不當可能導致過熱器內進水，從而引起過熱器金屬溫度急劇變化。在減溫水投運時要控制過熱蒸汽一、二、三級減溫水均勻投入，使減溫水流量變化平穩(wěn)，同時注意各級過熱器出口蒸汽溫度變化情況。控制減溫器后蒸汽溫度有50 ℃以上過熱度，嚴禁減溫器后蒸汽溫度低于飽和溫度。若減溫水投運后，減溫器后蒸汽溫度或過熱器出口蒸汽溫度快速下降，需要立即調小減溫水調門，必要時關閉減溫水電動門。汽輪機打閘后，給水泵轉速降至2 800 r/min，維持給水旁路調門開度在60%以上。控制給水旁路調門前、后壓差在1～3 MPa，以減小減溫水壓力與蒸汽壓力的差值。減溫水壓力與蒸汽壓力差大于3 MPa后，減溫水調門開度不應超過10%。鍋爐主蒸汽壓力降至1 MPa，主蒸汽溫度降至280 ℃，穩(wěn)定30 min后鍋爐熄火停運。

3深度滑參數(shù)停機的效益分析

深度滑參數(shù)停機缸溫、壁溫及冷卻時間見表3，對比表1和表3可知：機組正常滑參數(shù)停運，汽輪機打閘時缸溫為480 ℃，冷卻至100 ℃(停盤車溫度)需要15 d，若采取深度滑降參數(shù)停機，汽輪機打閘時汽輪機缸溫為360 ℃，冷卻至100 ℃需要10 d，縮短5 d時間；機組正常滑參數(shù)停運，主燃料跳閘(MFT)時鍋爐本體過熱器金屬溫度為470 ℃，冷卻至50 ℃(爐膛煙道進人檢修溫度)需要約7 d，采取深度滑降參數(shù)停機，MFT時鍋爐本體過熱器金屬溫度為270 ℃，冷卻至50 ℃需要4 d，縮短3 d時間。若機組檢修時間縮短5 d，按機組每日帶75%額定負荷計算，每天發(fā)電量為12 GW·h，5 d共多發(fā)電60 GW·h。