超臨界直流鍋爐破壞爐底水封運(yùn)行探討

崔慶偉

【摘 ?要】本文對(duì)超臨界直流鍋爐破壞爐底水封破壞過(guò)程與恢復(fù)過(guò)程的操作步驟、運(yùn)行控制措施以及參數(shù)變化進(jìn)行的總結(jié)與分析，運(yùn)行上是可以控制的，可以實(shí)現(xiàn)不停爐處理?yè)圃鼨C(jī)故障。

【關(guān)鍵詞】超臨界;直流鍋爐;破壞;水封;運(yùn)行

0 ?引言

鍋爐運(yùn)行中爐底水封的破壞，將對(duì)鍋爐燃燒產(chǎn)生極大的擾動(dòng)，極易產(chǎn)生嚴(yán)重的超溫現(xiàn)象。這已在很多汽包鍋爐爐底水封的破壞的事故處理中得到證實(shí)。對(duì)于超臨界直流鍋爐鍋爐蒸發(fā)區(qū)容積小，蓄熱利用能力差，一旦發(fā)生爐底水封破壞，其運(yùn)行參數(shù)將發(fā)生如何變化，是否能有效控制，能否保證鍋爐安全，目前尚無(wú)相關(guān)資料可以借鑒。某廠利用撈渣機(jī)搶修的機(jī)會(huì)，爐底超臨界直流鍋爐破壞水封運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了大容量機(jī)組破壞爐底水封不停爐搶修撈渣機(jī)，積累超臨界直流鍋爐爐底水封破壞運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為類似的事故處理提供了依據(jù)。

1 ?系統(tǒng)介紹

超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐（B&WB-1903/25.40-M、帶啟動(dòng)循環(huán)泵），單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，最大連續(xù)蒸發(fā)量為1903t/h，固態(tài)排渣，配一臺(tái)括板撈渣機(jī)，一個(gè)渣倉(cāng)。燃燒系統(tǒng)采用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，前后墻對(duì)沖燃燒方式，鍋爐前后墻各三層煤粉燃燒器（標(biāo)高分別為31.92、26.435、20.95m），每層設(shè)置6只燃燒器。前墻燃燒器自上而下布置依次為F、A、C，后墻燃燒器自上而下布置依次為E、B、D。每個(gè)燃燒器都裝設(shè)有輕油槍和高能點(diǎn)火裝置，共36套，油槍采用機(jī)械霧化。鍋爐前后墻各布置一層NOx（OFA）噴口，每層設(shè)置8只燃燒器。

2 ?基本控制思想

爐底水封破壞后，一方面考慮到尾部煙道受熱面壁溫及排煙溫度可能會(huì)嚴(yán)重超限，首先應(yīng)考慮降低鍋爐負(fù)荷;另一方面爐底水封破壞后，大量冷風(fēng)進(jìn)入爐膛，燃燒工況變差，為了防止鍋爐熄火，應(yīng)在在允許范圍內(nèi)維持適當(dāng)?shù)妮^高爐膛熱負(fù)荷。主要操作過(guò)程如下：

1）減負(fù)荷至230MW左右，盡量維持中下層二臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。

2）鍋爐爐膛壓力設(shè)定范圍為“0.1～+0.3kPa”。

3）降低鍋爐主、再熱汽溫至520℃左右。

4）投入等離子點(diǎn)火裝置。投入C、D層油槍。

5）鍋爐總風(fēng)量控制1200t/h左右，避免冷卻風(fēng)量不足，排煙溫度過(guò)高。

6）開始破壞爐底水封，放水過(guò)程中隨著爐底冷風(fēng)通入，主再熱汽溫、排煙溫度上升。

7）撈渣機(jī)故障處理完畢，恢復(fù)爐底水封。

8）隨著水封恢復(fù)，冷風(fēng)吸入量大量降低，適當(dāng)提高主再熱汽溫，及時(shí)調(diào)節(jié)減溫水量，防止汽溫快速下跌。

3 ?過(guò)程運(yùn)行參數(shù)變化情況及技術(shù)分析

3.1 ?爐底水封破壞過(guò)程

3.1.1 ?破壞爐底水封各參數(shù)的變化趨勢(shì)如圖1所示：

爐底水封失去使大量冷空氣從鍋爐底部進(jìn)入，一方面使得煙氣流量從1700t/h升到2300 t/h，而通過(guò)空預(yù)器的冷卻風(fēng)量基本不變，使排煙溫度出現(xiàn)明顯飛升現(xiàn)象，在空預(yù)器進(jìn)口溫度292℃升至324℃的情況下，排煙溫度由112℃升至157℃。另一方面大量冷空氣從鍋爐底部進(jìn)入使?fàn)t內(nèi)熱負(fù)荷降低，爐膛燃燒工況變差及火焰中心上移，爐內(nèi)輻射換熱減弱，產(chǎn)汽量下降致使機(jī)組負(fù)荷由230MW下降至190MW。在鍋爐煙氣量猛增及蒸汽流量劇降的雙重作用下，使煙氣經(jīng)過(guò)各級(jí)對(duì)流受熱面的溫降減少，使得各級(jí)對(duì)流受熱面的蒸汽溫升和金屬壁溫大幅升高，特別是一級(jí)過(guò)熱器和冷再金屬壁溫。

此次破壞爐底水封運(yùn)行，各參數(shù)在破壞水封的過(guò)程中變化較大，但隨后都趨于穩(wěn)定。汽溫壁溫大幅升，且過(guò)熱器減溫水接近全開，因此雖然汽溫壁溫都沒發(fā)生超溫現(xiàn)象，但調(diào)節(jié)余量已經(jīng)很小。排煙溫度升高后也趨于穩(wěn)定，未發(fā)生過(guò)上下波動(dòng)，爐膛負(fù)壓穩(wěn)定，火檢強(qiáng)度有所降低，但也比較穩(wěn)定，整體而言，各參數(shù)都在安全可控范圍內(nèi)，機(jī)組運(yùn)行還是安全的。

從本次爐底水封破壞后的運(yùn)行情況來(lái)看，提高爐膛壓力對(duì)減少爐底冷風(fēng)的吸入量作用不是很大。鍋爐的燃燒情況取決于爐底冷風(fēng)的吸入量，燃燒越強(qiáng)吸入的風(fēng)量越多。控制受熱面壁溫及排煙溫度關(guān)鍵在于維持一個(gè)合適的負(fù)荷，另一方面可加大底層的二次風(fēng)送風(fēng)量，來(lái)減少爐底吸入的冷風(fēng)，減少煙氣與送風(fēng)量不匹配程度。

3.2 ?爐底水封恢復(fù)過(guò)程

3.2.1 ?各主要參數(shù)在爐底水封恢復(fù)過(guò)程中的變化：

如圖2和表格所示在爐底水封恢復(fù)初期出現(xiàn)爐膛負(fù)壓波動(dòng)加大，機(jī)組負(fù)荷降低，排煙溫度升高，燃燒器火檢強(qiáng)度的晃動(dòng)增大，主、再汽溫也都有不同程度的上升，還發(fā)生了一級(jí)過(guò)熱器和冷再壁溫的超溫現(xiàn)象。其最主要原因是恢復(fù)爐底水封的方法不合理，采用傳統(tǒng)方式，注水至撈渣機(jī)上槽體溢流至下槽體的方法，在上槽體內(nèi)側(cè)形成水幕，吸入的冷風(fēng)則會(huì)夾帶大量的水珠進(jìn)入爐膛，降低爐內(nèi)溫度，引起鍋爐燃燒進(jìn)一步惡化。

針對(duì)上述情況首先改變爐底水封恢復(fù)的方法，即采用直接加水至撈渣機(jī)下槽體，避免水幕的形成，減少水珠被吸入的可能性;其次爐底水封建立后燃燒變好時(shí)應(yīng)及時(shí)增加給水量，開大貯水箱高水位調(diào)節(jié)閥的排水量，減少蒸汽蒸發(fā)量，提高主、再汽溫。并適當(dāng)增加送風(fēng)機(jī)風(fēng)量，避免鍋爐實(shí)際通風(fēng)量的下降太多，減緩火焰中心溫度升高趨勢(shì)和火焰中心的下移趨勢(shì)，盡量減少鍋爐的輻射換熱，避免蒸汽流量增加過(guò)快。

4 ?總結(jié)

從此次破壞爐底水封運(yùn)行嘗試來(lái)看，破壞爐底水封，維持鍋爐安全運(yùn)行，運(yùn)行上是可控的。在爐底水封恢復(fù)的過(guò)程中，造成一級(jí)過(guò)熱器及冷再管壁較長(zhǎng)時(shí)間的超溫現(xiàn)象以及主再汽溫的快速下降現(xiàn)象，通過(guò)合理調(diào)整運(yùn)行方式后，完全是可以有效改善。本次破壞爐底水封運(yùn)行期間，消耗燃油20噸，所用的燃料量約增加一倍，從磨煤機(jī)火檢來(lái)看，通過(guò)提高單臺(tái)磨煤機(jī)煤量保證火檢強(qiáng)度，提高燃燒穩(wěn)定性，可繼續(xù)嘗試減少燃油消耗。在保證鍋爐設(shè)備和施工人員的安全的前提下，破壞爐底水封不停爐搶修撈渣機(jī)能有效降低開停機(jī)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]火電廠鍋爐設(shè)備及運(yùn)行 ?樊泉桂 魏鐵錚 王軍 中國(guó)電力出版社

[2]火電廠熱力系統(tǒng) 張燦勇 中國(guó)電力出版社

（作者單位：浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司）