630 MW 超臨界直流鍋爐空預(yù)器漏風(fēng)率測(cè)量試驗(yàn)研究

聞瑞士

國(guó)能銅陵發(fā)電有限公司

0 引言

某火電廠630 MW 機(jī)組2號(hào)鍋爐為超臨界壓力直流鍋爐，從機(jī)組建成投入生產(chǎn)至今已運(yùn)行13 年，機(jī)組的部分設(shè)備已經(jīng)老化，鍋爐經(jīng)濟(jì)性能較投產(chǎn)初期有較大改變，部分設(shè)備能耗水平較高。設(shè)備技術(shù)水平相較于近年投產(chǎn)的機(jī)組已有較大的差距，有必要通過(guò)大修實(shí)施技改項(xiàng)目以提升機(jī)組技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)性，降低機(jī)組能耗水平。為了降低2 號(hào)機(jī)組空預(yù)器的漏風(fēng)率，此次機(jī)組大修時(shí)同步進(jìn)行了空預(yù)器柔性密封改造[1]。為了考察空預(yù)器改造后的漏風(fēng)率，特設(shè)計(jì)一種基于國(guó)標(biāo)（GB10184—1988）的測(cè)量試驗(yàn)研究方案對(duì)空預(yù)器漏風(fēng)率考核，本文重點(diǎn)介紹為確保空預(yù)器漏風(fēng)率測(cè)試效果的精確而所用的測(cè)試輔助手段。

1 設(shè)備概況

某電廠630 MW機(jī)組2號(hào)鍋爐是由中國(guó)東方鍋爐廠制造的DG1900/25.4-Ⅱ1 超臨界參數(shù)變壓直流本生鍋爐，采用一次中間再熱，單爐膛，雙煙道結(jié)構(gòu)。鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)雙煙道裝有2 臺(tái)送風(fēng)機(jī)、2 臺(tái)引風(fēng)機(jī)和2臺(tái)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。鍋爐煙道上配置電除塵器、脫硫、脫硝等環(huán)保達(dá)標(biāo)排放設(shè)施，達(dá)到了超低排放要求。左右兩側(cè)空預(yù)器上、下層各裝有一臺(tái)蒸汽吹灰器。空預(yù)器主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 空預(yù)器主要技術(shù)參數(shù)

2 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

2 號(hào)鍋爐在大修中對(duì)空預(yù)器密封裝置采用了柔性密封技術(shù)升級(jí)改造，大修工程方與電廠業(yè)主簽訂改造合同的目標(biāo)漏風(fēng)率為改造后的鍋爐空預(yù)器A、B 側(cè)漏風(fēng)率均小于4.5%。為了了解技改后空預(yù)器的實(shí)際漏風(fēng)狀況，對(duì)技改后的空預(yù)器進(jìn)行漏風(fēng)率測(cè)試，對(duì)技改項(xiàng)目承包方的目標(biāo)合同進(jìn)行考核[2]。

3 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

此次空預(yù)器漏風(fēng)率測(cè)試依據(jù)為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》（GB10184—1988）[3]及其相關(guān)解釋文件。

4 試驗(yàn)項(xiàng)目

在600 MW 額定負(fù)荷下分別對(duì)A、B 側(cè)空預(yù)器漏風(fēng)率進(jìn)行測(cè)試。

5 試驗(yàn)要求及實(shí)施條件

5.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

1)試驗(yàn)前確認(rèn)機(jī)組經(jīng)調(diào)整，其運(yùn)行已達(dá)正常狀態(tài)。

2)確認(rèn)機(jī)組各主、輔機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。若有缺陷，應(yīng)在試驗(yàn)前消除。

3) 做好整個(gè)鍋爐機(jī)組的嚴(yán)密性檢查，包括：消除風(fēng)煙系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)的泄漏。

4)消除汽水、燃料的泄漏；確定試驗(yàn)2號(hào)機(jī)組系統(tǒng)已與其它機(jī)組或者非試驗(yàn)系統(tǒng)完全隔離。

5)試驗(yàn)開始前，對(duì)2 號(hào)鍋爐受熱面進(jìn)行一次全面吹灰。

6)確定2號(hào)鍋爐各個(gè)原煤倉(cāng)已經(jīng)貯存試驗(yàn)所需的煤炭。

7)鍋爐主要控制系統(tǒng)能正常投入運(yùn)行。

8)試驗(yàn)用儀器、儀表、熱工一次元件經(jīng)校驗(yàn)和標(biāo)定合格。

5.2 試驗(yàn)要求

1）試驗(yàn)前電廠值長(zhǎng)提前向電網(wǎng)調(diào)度申請(qǐng)安排所需的試驗(yàn)負(fù)荷。

2）試驗(yàn)開始前，鍋爐吹灰結(jié)束。整個(gè)試驗(yàn)期間，不進(jìn)行吹灰、疏水、上煤，不改變運(yùn)行工況。

3）試驗(yàn)工況持續(xù)時(shí)間必須大于2 h；試驗(yàn)開始前，試驗(yàn)工況下機(jī)組重要參數(shù)最少保持2 h，試驗(yàn)期間鍋爐重要參數(shù)允許波動(dòng)范圍：

鍋爐負(fù)荷：額定蒸汽流量±3%；

蒸汽壓力：額定蒸汽壓力±2%；

蒸汽溫度：額定蒸汽溫度±5 ℃。

5.3 試驗(yàn)測(cè)量?jī)x表及測(cè)點(diǎn)布置

檢測(cè)儀器清單見表2，試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置見圖1，煙氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖見圖2。

表2 檢測(cè)儀器清單

圖1 試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置

圖2 煙氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖

6 測(cè)量?jī)?nèi)容及方法

6.1 煙氣成分

空預(yù)器進(jìn)口煙氣成分測(cè)點(diǎn)安裝在空預(yù)器入口煙道上，空預(yù)器出口煙氣成分測(cè)點(diǎn)安裝在空預(yù)器出口煙道上，按等截面多點(diǎn)網(wǎng)格法進(jìn)行測(cè)量，每側(cè)設(shè)置5個(gè)孔，每個(gè)孔設(shè)置3個(gè)點(diǎn)[4]。用煙氣分析儀同時(shí)測(cè)量空氣預(yù)熱器入、出口煙氣組分及含氧量，煙氣分析儀在試驗(yàn)前用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定。

6.2 輔助參數(shù)測(cè)量

可以利用 DCS 直接抄取輔助參數(shù)，每隔15 min抄錄一次以下數(shù)據(jù)：

過(guò)熱蒸汽流量、壓力、溫度；再熱蒸汽流量、壓力、溫度；主給水流量、壓力、溫度；過(guò)熱器與再熱器減溫水量；空預(yù)器進(jìn)、出口煙氣溫度，空預(yù)器進(jìn)、出口一、二次風(fēng)溫度；各個(gè)運(yùn)行磨煤機(jī)一次風(fēng)量、各二次風(fēng)量及機(jī)組總風(fēng)量；各個(gè)運(yùn)行給煤機(jī)的給煤量等[5]。

6.3 空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率計(jì)算

在空預(yù)器進(jìn)、出口進(jìn)行煙氣成分分析，空預(yù)器漏風(fēng)率計(jì)算公式[6,7]按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB10184—1988）經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中：AL——空預(yù)器漏風(fēng)率，%；

6.4 原煤取樣與分析

試驗(yàn)用煤的取樣從運(yùn)行的給煤機(jī)入口取樣孔收取[8]。試驗(yàn)結(jié)束后，煤樣交給第三方權(quán)威化驗(yàn)計(jì)量機(jī)構(gòu)化驗(yàn)。煤質(zhì)分析見表3。

表3 煤質(zhì)分析表

6.5 飛灰取樣與分析

飛灰取樣在脫硝裝置前落灰斗處收集。試驗(yàn)結(jié)束后，灰樣交給第三方權(quán)威化驗(yàn)計(jì)量機(jī)構(gòu)化驗(yàn)。飛灰分析見表4。

表4 飛灰分析表

7 試驗(yàn)結(jié)果與分析

7.1 試驗(yàn)結(jié)果

某電廠于某日向電網(wǎng)調(diào)度申請(qǐng)?jiān)囼?yàn)負(fù)荷600 MW 穩(wěn)定 AGC 負(fù)荷 6 h。試驗(yàn)過(guò)程中，2 號(hào)機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在600 MW，各運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。按照試驗(yàn)采取的網(wǎng)格法分別在空預(yù)器進(jìn)出口煙道進(jìn)行煙氣測(cè)量。試驗(yàn)過(guò)程中機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)由DCS 采集，機(jī)組投運(yùn)AGC，機(jī)組負(fù)荷、省煤器出口煙氣含氧量等參數(shù)保持穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)各個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并按照國(guó)標(biāo)計(jì)算公式得出空預(yù)器的漏風(fēng)率[9]。空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 某電廠2號(hào)爐空預(yù)器漏風(fēng)率計(jì)算表

7.2 結(jié)果分析

1）2 號(hào)爐在600 MW 的額定試驗(yàn)工況下，經(jīng)計(jì)算得出：A側(cè)空預(yù)器漏風(fēng)率為3.49%，B側(cè)空預(yù)器漏風(fēng)率為4.29%。

2）2號(hào)爐空預(yù)器A、B側(cè)漏風(fēng)率均小于4.5%，達(dá)到了該電廠空預(yù)器柔性密封改造合同的要求。但是，B側(cè)空預(yù)器的漏風(fēng)率高于A側(cè)較多，B側(cè)空預(yù)器還需要進(jìn)一步調(diào)整柔性密封裝置，進(jìn)一步降低其漏風(fēng)率。

3）由表3 和表4 可知，試驗(yàn)用煤和設(shè)計(jì)煤種煤質(zhì)接近，試驗(yàn)鍋爐飛灰和設(shè)計(jì)煤種的灰質(zhì)灰分分析顯示也比較接近。這表明試驗(yàn)用煤質(zhì)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且試驗(yàn)時(shí)鍋爐爐膛燃燒工況也能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

8 結(jié)束語(yǔ)

火電廠測(cè)量空預(yù)器的漏風(fēng)率是實(shí)施空預(yù)器節(jié)能改造和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提。基于中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的空預(yù)器漏風(fēng)率測(cè)量試驗(yàn)方案介紹了整個(gè)空預(yù)器漏風(fēng)率測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程，試驗(yàn)方法能夠有效獲得空預(yù)器漏風(fēng)率，為其他電廠和機(jī)組進(jìn)行空預(yù)器漏風(fēng)率試驗(yàn)提供有效參考。