600MW鍋爐省煤器汽化原因分析及處理

盧建榮　王華　王宇輝

摘 要：為解決啟動(dòng)初期省煤器出口水汽化問(wèn)題，對(duì)省煤器的結(jié)構(gòu)布置等進(jìn)行了綜合分析。結(jié)果表明，一級(jí)省煤器省煤器分體式設(shè)計(jì)、省煤器再循環(huán)設(shè)計(jì)不合理、較高的給水溫度、機(jī)組啟動(dòng)初期給水流量低等，是鍋爐省煤器發(fā)生汽化的主要原因。通過(guò)增大給水流量，將省煤器再循環(huán)管路移位至一級(jí)省煤器入口，合理開(kāi)啟汽機(jī)高低旁路及降低給水溫度等措施，保證了省煤器出口水處于欠飽和狀態(tài)，較好地解決了啟動(dòng)初期前墻省煤器汽化問(wèn)題。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)對(duì)類似機(jī)組的啟動(dòng)運(yùn)行具有實(shí)際借鑒意義。

關(guān)鍵詞：省煤器汽化;分級(jí)改造;解決措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.115

0 引言

為滿足機(jī)組節(jié)能減排的要求，京能岱海電廠二期改造機(jī)組容量增加10%，由600MW增至660MW。同時(shí)為滿足脫硝裝置投運(yùn)對(duì)煙溫的要求，對(duì)省煤器作分級(jí)改造，割除部分原省煤器。同時(shí)為了滿足鍋爐對(duì)排煙溫度的要求，避免鍋爐熱效率降低，在脫硝裝置出口新增分級(jí)省煤器（一級(jí)省煤器），與原省煤器串聯(lián)構(gòu)成分級(jí)省煤器，一級(jí)省煤器布置于鍋爐左右側(cè)脫硝出口煙道內(nèi)。在機(jī)組啟動(dòng)初期出現(xiàn)了嚴(yán)重的省煤器汽化問(wèn)題，導(dǎo)致鍋爐停爐，試運(yùn)中斷。針對(duì)如何避免省煤器出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，成為了亟待解決的工作。

1 汽化過(guò)程描述

鍋爐采用等離子點(diǎn)火方式啟動(dòng)。在汽包壓力5.3Mpa時(shí)，給水溫度86℃、一級(jí)省煤器出口水溫230℃、一級(jí)省煤器內(nèi)給水溫升144℃;二級(jí)省煤器出口水溫267℃，二級(jí)省煤器內(nèi)給水溫升37℃。而此時(shí)的汽包飽和溫度為268.7℃，省煤器出口水溫幾乎達(dá)到飽和溫度，省煤器內(nèi)汽化嚴(yán)重，導(dǎo)致汽包進(jìn)水困難，汽包水位劇烈波動(dòng)，汽包水位低保護(hù)動(dòng)作，觸發(fā)鍋爐MFT。

2 汽化原因分析

2.1 一級(jí)省煤器省煤器分體式設(shè)計(jì)導(dǎo)致進(jìn)水量分配不均

本機(jī)鍋爐一級(jí)省煤器布置于鍋爐左右側(cè)脫硝出口煙道內(nèi)，左右煙道分別布置，互不聯(lián)通，從高加出口引來(lái)的鍋爐主給水管道，一級(jí)省煤器入口、出口各4個(gè)匯合集箱，但不直接連接，只通過(guò)給水管道實(shí)現(xiàn)連接，其上并未設(shè)置調(diào)節(jié)閥門，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)流向兩部分省煤器的給水量的調(diào)節(jié)控制，這將不可避免的左右側(cè)省煤器流量分配不均，一旦某一側(cè)省煤器出口水達(dá)到飽和溫度，就會(huì)產(chǎn)生蒸汽引起管束“氣塞”，增大管道流通阻力，隨即阻力大的一側(cè)，進(jìn)水流量會(huì)更低，兩者互相促進(jìn)的惡性循環(huán)就建立了起來(lái)，最終將發(fā)生嚴(yán)重氣化。

2.2 省煤器再循環(huán)設(shè)計(jì)不合理

原省煤器在爐膛后下水包與省煤器進(jìn)口管道之間設(shè)有一根省煤器再循環(huán)管。在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，再循環(huán)閥前后手動(dòng)是開(kāi)啟的，再循環(huán)閥打開(kāi)，下水包提供一部分水，約4%MCR流量，經(jīng)過(guò)省煤器再循環(huán)管，送至省煤器，以防止省煤器汽化。直至建立連續(xù)給水流量后該閥應(yīng)關(guān)閉。而此次增加一級(jí)省煤器時(shí)，未對(duì)省煤器再循環(huán)做相應(yīng)的改造，導(dǎo)致一級(jí)省煤器無(wú)省煤器再循環(huán)。在上水中斷時(shí)，無(wú)法通過(guò)省煤器再循環(huán)打開(kāi)實(shí)現(xiàn)一級(jí)省煤器給水流動(dòng)，導(dǎo)致在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，一級(jí)省煤器出口水溫高，省煤器內(nèi)汽化。

2.3 給水溫度高

本機(jī)鍋爐給水經(jīng)除氧器加熱后，通過(guò)給水泵加壓后，再經(jīng)過(guò)組高壓加熱器及組高壓外置式蒸汽冷卻器加熱，最終進(jìn)入鍋爐省煤器。啟動(dòng)初期，為了控制給水中的溶氧量，除氧器出口水溫較高，會(huì)提高給水溫度，增大省煤器發(fā)生汽化的概率。機(jī)組中速暖機(jī)時(shí)，過(guò)早投用高低壓加熱器，也將對(duì)省煤器進(jìn)水溫度產(chǎn)生直接影響。

2.4 給水流量低

鍋爐點(diǎn)火初期，鍋爐水系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)膨脹，鍋爐蒸發(fā)量較小;機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中鍋爐排污流量受到限制，為了維持正常的汽包水位，鍋爐補(bǔ)水采取間斷上水方式。省煤器汽化現(xiàn)象主要發(fā)生在啟機(jī)初期鍋爐小流量、間斷上水過(guò)程中，給水流量大于100t/h連續(xù)上水后汽化現(xiàn)象逐漸改善，在給水流量低于300t/h時(shí)，原省煤器出口溫度一直接近汽包飽和溫度，給水流量大于300t/h后，省煤器出口溫度快速降低至飽和溫度以下，汽化現(xiàn)象消失。

3 解決措施

3.1 通過(guò)合理打開(kāi)省煤器再循環(huán)門及加大排污流量來(lái)增大給水流量

在鍋爐啟動(dòng)初期，確保省煤器再循環(huán)手動(dòng)門全開(kāi)不節(jié)流，同時(shí)加強(qiáng)省煤器再循環(huán)的操作，連續(xù)上水中斷后及時(shí)打開(kāi)省煤器再循環(huán)電動(dòng)門，鍋爐上水后及時(shí)關(guān)閉省煤器再循環(huán)電動(dòng)門。

從點(diǎn)火開(kāi)始，保持鍋爐排污流量盡可能高。啟動(dòng)初期汽包壓力低，連排實(shí)際排污流量很低，因此要保持系統(tǒng)手動(dòng)門、電動(dòng)門及調(diào)門全開(kāi);后墻下水包放水在汽包壓力低于5MPa時(shí)開(kāi)啟，視汽包壓力上升、定排水池溢流或管道異常振動(dòng)情況關(guān)小或關(guān)閉。

3.2 降低給水溫度

汽包見(jiàn)壓至給水流量低于100t/h期間，保持除氧器水溫不高于110℃，以增加省煤器入口給水欠焓，但同時(shí)要滿足不低于102℃的除氧要求。機(jī)組中速暖機(jī)時(shí)，不投用高低壓加熱器，待機(jī)組并網(wǎng)后帶初負(fù)荷后，再投入高低加。

3.3 合理開(kāi)啟汽機(jī)旁路

汽機(jī)高、低壓旁路投運(yùn)后盡量保證較大開(kāi)度，保證大蒸發(fā)量。關(guān)停旁路應(yīng)做到逐漸緩慢，延長(zhǎng)關(guān)停時(shí)間，使得升溫與升壓同步進(jìn)行。旁路關(guān)小后蒸汽溫度和壓力要同時(shí)滿足沖轉(zhuǎn)要求并盡快沖轉(zhuǎn);機(jī)組并網(wǎng)前，在鍋爐溫升、壓升的要求的情況下，控制高旁流量不小于50t/h。

3.4 將省煤器再循環(huán)管路移位至一級(jí)省煤器入口

按照《TSG G0001-2012鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中相關(guān)鍋爐啟動(dòng)時(shí)省煤器的規(guī)定“設(shè)置有省煤器的鍋爐，應(yīng)當(dāng)設(shè)置旁通水路、再循環(huán)管或者采取其它省煤器啟動(dòng)保護(hù)措施”[1]。目前省煤器再循環(huán)管路在分級(jí)省煤器改造后未做移位，致使一級(jí)省煤器在鍋爐給水暫停的情況下水循環(huán)停滯，應(yīng)將原設(shè)計(jì)的省煤器再循環(huán)管路改接至一級(jí)省煤器入口，使一級(jí)省煤器參與啟動(dòng)階段的再循環(huán)，降低省煤器汽化風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以岱海電廠二期機(jī)組分級(jí)省煤器為研究對(duì)象，分析了其省煤器在啟動(dòng)初期發(fā)生嚴(yán)重汽化的原因，提出增大給水流量，降低給水溫度、合理開(kāi)啟汽機(jī)旁路、將省煤器再循環(huán)管路移位至一級(jí)省煤器入口等解決措施，實(shí)際應(yīng)用效果優(yōu)良，確保了省煤器出口水欠飽和，較好地解決了啟動(dòng)初期省煤器汽化問(wèn)題。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)對(duì)類似機(jī)組的啟動(dòng)運(yùn)行具有實(shí)際借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]TSG G0001-2012鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2012.