浅谈350MW超临界直流锅炉主、再热汽温的调整--中国期刊网

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浅谈350MW超临界直流锅炉主、再热汽温的调整

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：吕瑞贤

[导读] 摘要：本论文以国电肇庆热电有限公司350MW超临界直流锅炉为例，分别对机组正常运行中、机组启停、机组加减负荷过程、启停制粉系统、锅炉吹灰等不同情况下汽温的调节方法进行探讨。

        (国电肇庆热电有限公司广东肇庆 526238)
        摘要：本论文以国电肇庆热电有限公司350MW超临界直流锅炉为例，分别对机组正常运行中、机组启停、机组加减负荷过程、启停制粉系统、锅炉吹灰等不同情况下汽温的调节方法进行探讨。
        关键词：直流锅炉汽温调节
        0 引言
        尽管现在热力发电厂的自动化水平和设备的可靠性越来越高，但由于机组工况的复杂多变，锅炉汽温控制依然很难做到完全的自动控制，运行人员的经验调整依旧十分重要。
        1 汽温调整的重要性
        蒸汽温度过高，超过金属材料允许工作温度，会影响设备安全。蒸汽温度过低，不仅会降低热力设备的经济性，还会使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，对叶片侵蚀作用加剧，严重时将会发生水冲击，威胁汽轮机的安全。汽温的突升或突降会使锅炉各受热面焊口及连接部分产生较大的热应力，也会使汽机内部金属部件产生较大的应力。所以汽温的调整尤为重要，不仅要把汽温维持在规定的范围内，也要防止汽温的大幅波动。
        2 设备概况
        我厂锅炉为350 MW超临界参数变压直流锅炉，型号为DG1150/25.4-Ⅱ2，系一次中间再热、单炉膛、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热汽温、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，燃烧方式为前后墙对冲燃烧，燃烧器为低氮旋流燃烧器，共5层，前墙3层后墙2层，制粉系统为正压直吹式，配有5套HP863∕Dyn型中速碗式磨煤机；设计煤种为内蒙伊泰煤，校核煤种1：神府东胜煤，校核煤种2：山西晋北煤。
        我厂运行规程规定：机组在50%~100%BMCR负荷范围内高过出口主汽温能保持在571℃，正常允许运行的范围是576~566℃，两侧蒸汽温度偏差小于5℃；再热汽温在机组50%~100%BMCR负荷范围内能保持在569℃，正常允许运行的温度范围为574~559℃，两侧蒸汽温度偏差小于5℃。
        3 各工况下的汽温调整
        3.1正常运行时的汽温调整
        超临界直流锅炉主汽温的调节以水煤比为主，喷水减温调节为辅；再热汽温调节以烟气挡板调节为主，喷水减温作为事故情况下使用。
        锅炉直流运行时，中间点温度是给煤量和给水量是否匹配的超前控制信号，所以直流锅炉主汽温的控制主要是通过控制中间点温度来实现。中间点温度值的设定随着负荷的升高而升高，但当机组稳定在某负荷运行时，其中间点温度应该稳定控制在某个合适值范围内，且有一定的过热度。若机组负荷稳定无变化，中间点温度发生异常变化时，应马上查找原因并做出调整。例如发现中间点温度降低，应查看水煤比是否过大，制粉系统出力是否正常，磨煤机是否有堵煤，煤质是否变差等。水煤比也是锅炉运行时要时刻监视的一个重要参数，如煤质无发生大的变化，应维持较稳定的煤水比，水煤比的长时间失调会引起汽温的大幅变化。
        3.2机组加、减负荷过程的汽温调整
        我公司机组采用的是以炉跟机为基础的机炉协调方式，锅炉主控调节主汽压力，汽机主控既调节机组负荷又调节主汽压力，但其调功系数大于调压系数，其优点是能够快速相应负荷变化要求，缺点是锅炉调节波动较大，所以在机组加减负荷过程中，如果调整不及时，汽温、汽压的变化可能会很大。
        以加负荷为例，机组接到加负荷指令时，汽机调门开大，给煤量增加，给水增加，但由于煤从给煤机出来到进入炉膛燃烧和烟气流到后面的过热受热面都有一定的延时，此时由于主汽流量增加会使得主汽温下降。加负荷前，可以将中间点温度稍微调高一点，让过热器的一、二级减温水调门的开度大一点，以便在加负荷时有较大的调节余量。同时，提高一次风压，短时内增加进入炉膛的煤量，加强炉内燃烧，以免主汽温下降过多。与加负荷时情况相反，减负荷时主汽温一般会升高，所以减负荷前可适当调低中间点温度，发现主汽温度涨得较快时可以降低一次风压运行。

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        加负荷时，由于炉内烟气量的增加对再热汽温的影响要大于再热蒸汽流量增加的影响，所以再热汽温一般会升高，所以加负荷前一般将再热烟气挡板提前关小。减负荷的过程则相反，减负荷时再热汽温一般会降，所以可以提前将再热烟气挡板开大。
        3.3锅炉吹灰时汽温的调整
        锅炉吹灰时，吹灰的顺序是沿着炉内烟气流程来吹，先投入的是炉膛的短吹，受热面积灰被吹干净后水冷壁的吸热加强，中间点温度上升，炉膛出口烟温降低，过热受热面和再热受热面的吸热则相应减少，所以会导致主、再热汽温的下降。所以吹灰初期，一般根据中间点温度上升情况，逐渐将中间点温度往上设高5~10℃，避免中间点温度设定值比实际值低太多，导致协调自动加水、减煤，引起汽温下降。而随着吹灰的进行，沿程受热面的吸热也得到加强，这时为了防止汽温超温，应根据实际情况逐渐将中间点温度往回设低一点。
        由于再热器主要是对流受热面，炉膛的出口烟温下降对再热汽温影响更大一点，所以可以在吹灰前适当开大再热器烟气挡板的开度，防止再热汽温下降太多。
        3.4启、停制粉系统时汽温的调整
        启动一套制粉系统时，其他运行的给煤机煤量一般会减少，这会使得其他磨煤机内的大量煤粉很容易被吹进炉膛，导致主、再热汽温升高，所以启动制粉系统时为防止汽温超温，除了控制一次风压力、给煤速度外，也可以在启动制粉系统前适当调低中间点温度和提前关小再热器的烟气挡板。停运制粉制粉系统操作则相反。
        3.5机组湿态运行时汽温的调整
        当机组负荷<30%BMCR时，超临界锅炉为湿态运行，此时汽温的调整与直流运行时有很大不同。锅炉点火前给水应建立启动流量，我厂启动流量240t/h—280t/h，通过361阀来维持汽水分离器水位在8m左右。锅炉点火后随着主蒸汽压力的建立，高低旁逐渐开启，逐渐加煤，逐渐升温，逐渐开大高低旁，控制主再热汽压力缓慢上升，361阀的开度随着负荷的增大逐渐关小，直至全关后，锅炉转干态运行。
        锅炉湿态运行时，在控制给煤量及主汽压力不变的情况下增大给水流量，会使炉水蒸发点后移，蒸发段变短，进入后面过热受热面的蒸汽量变小，这最终会使主汽温升高。
        在控制给水量及主汽压力不变的情况下，增加给煤量，虽然会使进入过热受热面的蒸汽量增大，但同时也会使经过过热受热面的烟气温度升高、流量增大，两者共同作用下，根据笔者经验后者对汽温影响要大些，汽温最终会升高。
        其次，通过高旁来控制主蒸汽压力也是调节汽温的一个方法，当蒸汽压力升高时，则饱和温度也高，相应产生的蒸汽量就减少，在燃料量不变的情况下，汽温自然升高，反之，当蒸汽压力下降时，则饱和温度降低，相应产生的蒸汽量就变大，在燃料量不变的情况下，汽温则下降。
        3.6汽温偏差的调整
        如果是燃烧器出力不平衡，则调整一次风粉管上的缩孔，调平一次风速、流量和煤粉浓度；如果是受热面积灰情况不一样，则加强吹灰；如果是两侧烟气流量偏差，则调整两侧二次风、燃尽风开度或调整两侧送、引风机出力分配。引起汽温偏差的原因很多，采取的调整方法也不一样，这里不一一列举。
        4 结束语
        由于引起汽温变化的情况很多，本文未能一一针对讨论，但汽温调整有一条基本原则就是正确预判、提前干预、多次小幅度调整。此外，汽温的调整还要注意设备的惯性，汽温反应的滞后性，切勿反复过调。
        参考文献：
        [1].姜锡伦《锅炉设备及运行》［M］北京电力出版社 2006
        [2].刘彤《电站锅炉运行特性》   ［M］中国电力出版社 2018
        [3].集控运行规程      [M]国电肇庆热电有限公司 2018