某電廠1000MW機組運行中鍋爐煙氣深度冷卻器隔絕操作優化

汪鑫

摘? 要：本文主要分析了某火力發電廠1000MW機組正常運行中鍋爐煙氣深度冷卻器隔絕中的注意事項，并針對放水消壓過程中進、回水管道異常振動進行分析，同時結合實際情況，優化煙氣深度冷卻系統隔絕操作，避免出現隔絕過程中出現的管路異常振動問題。

關鍵詞：1000MW 火力發電;深度冷卻器;隔絕;管路振動

某電廠1000MW機組為單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構Π型超超臨界變壓運行直流鍋爐[1]。由于現用煤種與設計煤種偏差較大，粉塵排放量也較高，不能滿足國家對粉塵排放標準的要求[2]。2013年依據鍋爐運行情況，將鍋爐設計的排煙溫度由125.4℃降低至95℃[3]，在空氣預熱器出口至電除塵器入口共布置6臺煙氣深度冷卻器。但隨著近幾年的長期運行，由于各種磨損加劇，多臺煙氣深度冷卻器出現不同程度磨損泄露，導致深度冷卻器處積灰嚴重，加大了機組補水率。某日由于在煙氣深度冷卻系統隔絕過程中由于前期分析不足，導致在系統消壓放水3小時后，深度冷卻器進、回水母管發生異常振動。本文主要就此次隔絕過程中發生的異常現象及處置、原因分析，并對隔絕操作進行優化。

一、深冷隔絕操作過程

01：38 負荷500MW，煙氣深度冷卻系統因泄露開始隔絕操作，確認緩慢煙氣深度冷卻器分流旁路調節閥以及煙氣深度冷卻器分流旁路調節閥旁路電動閥已開啟。

02：22 依次關閉煙氣深度冷卻器進回水電動閥，并聯系值班鍋爐檢修校嚴。

05：00 依據操作票、工作票要求開始放水消壓操作，打開以下閥門：打開煙氣深度冷卻器再循環泵A、B入口排污閥、打開煙氣深度冷卻器再循環泵進、出口管道放水閥、煙氣深度冷卻器分流旁路調節閥旁路電動閥放水閥以及1-6號煙氣深度冷卻器進、出水聯箱排空閥及放水閥。

因就地放水閥、排汽閥出汽量較大，2、3、5、6號深冷進回水箱放水、排空閥均開一半開度。

如圖1所示，標紅色箭頭閥門及標藍色箭頭閥門為本次操作中開啟的排空閥及放水閥。

08：44 機組漲負荷900MW，就地檢查煙氣深度冷卻器進、回水母管振動劇烈。檢查煙氣深度冷卻器進水流量大幅擺動。

08：50立即關閉2、3、5、6號煙氣深度冷卻器進回水總閥，并開啟2、3、5、6號煙氣深度冷卻器各分層集箱排空閥及放水閥。同時聯系檢修校嚴煙氣深度冷卻器引水支路調節閥后手動閥及調節閥旁路手動閥。

09：13管道振動現象消失，流量計異常擺動現象消除，各排空及放水汽量逐漸減少。

二、管路異常振動原因分析

本次煙氣深度冷卻系統隔絕時間節點如下：02：22 依次關閉煙氣深度冷卻器進回水電動閥，04：20 進回水電動閥才校嚴完畢。05：00 開始放水消壓操作，因就地放水汽量較大，2、3、5、6號深冷進回水箱放水、排空閥均只開一半開度。08：44 漲負荷，就地發現進回水母管振動劇烈。

由于煙氣深度冷卻系統進回水隔離閥為一道電動隔離閥，且煙氣深度冷卻引水支路電動閥及調閥未進行校驗。結合異常發生后進、回水母管放水閥一直有連續水流現象，判斷進、回水電動閥及引水支路電動閥、調閥發生內漏，進、回水母管放水閥前管路內一直存在流動的凝結水（圖中藍線部分）。

整個系統放水消壓時間不足導致煙氣深度冷卻器內存水較多，在機組正常運行中，內部存水不斷被煙氣加熱，在放水排空前，內部存水已被煙氣不斷加熱。隨著深度冷卻器內部壓力不斷下降，導致冷卻器內不飽和蒸汽快速轉換為變成飽和蒸汽。但由于各煙氣深度冷卻器僅開啟進、回水聯箱排空、放水閥，其余各分支冷卻器放水、排空閥均未開啟，放水、排氣量遠遠小于冷卻器內產生的蒸汽量。未能及時排出的蒸汽回流回深冷進、回水母管（圖中紅線部分）。

隨著負荷快速上漲，深度冷卻器內存水大量汽化，凝結水壓力也不斷上升，煙氣冷卻器進、回水電動閥內漏量也在增加。爐側蒸汽與機側不飽和凝結水之間發生工質流動與熱量交換，如圖所示，紅色線代表的蒸汽與藍色線代表凝結水發生混合形成汽液兩相流。導致煙氣冷卻器管路壓力劇烈變化，進、回水母管發生劇烈振動。

三、深度冷卻系統隔絕操作改進措施

1、改變操作順序，優先逐一隔絕各個煙氣深度冷卻器進、回水總閥，并將各煙氣深度冷卻器各集箱放水、排空閥全部開啟。在隔絕，消壓放水完畢后，再對進、回水母管進行隔絕、消壓、放水。

2、增加煙氣深度冷卻器引水支路調節閥后手動閥及煙氣深度冷卻器引水支路調節閥旁路閥的隔絕。

3、系統母管放水增加以下閥門：

1. 煙氣深度冷卻系統出水電動閥前管路至機組排水槽放水手動閥;

2. 煙氣深度冷卻系統進水電動閥后放水閥;

3. 煙氣深度冷卻系統出水電動閥前管路放水閥。

四、優化結果

異常發生后4個月后，某電廠同型號鍋爐再次進行深度冷卻系統隔絕操作，操作過程完全按照優化后的標準操作票操作。本文中所提及異常未發生。系統消壓放水過程水溫、壓力變化穩定，管路未發生明顯振動。

參考文獻：

[1]謝德勇 3、4號機集控運行規程[R] 廣東大唐國際潮州發電有限責任公司，2019

[2]李秀平，李博，謝津倫 燃煤鍋爐低溫余熱利用技術應用分析[J] 中國電力，2011，44（12）：86-88.

[3]王存洋. 潮州電廠4號機組低溫省煤器運行技術標準[S]. 青島達能環保公司，2012.