350MW超临界直流锅炉启停注意事项分析

发表时间:2020/5/9   来源:《工程管理前沿》2020年2月5期   作者:张万里、张利群、毛立军
[导读] 针对350MW超临界直流锅炉在其启停的过程中易出现问题的现状
        摘要:针对350MW超临界直流锅炉在其启停的过程中易出现问题的现状,对本厂的350MW超临界直流锅炉的设计进行了研究,并就实际生产的启停过程中出现的氧化皮脱落问题和其他注意事项进行了比较深入的分析,还针对热电机组在锅炉的启停过程提出了相应的节能措施,探讨了相应的调试解决方案,为相关运维人员提供一定的借鉴,从而保证整个生产能够安全和稳定的运行。
关键词:350MW;超临界直流;锅炉启停注意事项
1 350MW超临界直流锅炉的设计
        在350MW超临界直流锅炉的运作过程中,为了能够有效提供所需能力,大部分都需要燃烧煤粉来提供能量,而煤粉需要通过送粉管来运输到燃烧器中,再由专门的点火装置进行点燃。随着当前社会的快速发展,信息化不断加强,自动化调整和控制得以实现,调整所需参数变得更加准确,调整的过程也更加快速,从而实现减少能耗的目的。从节能设计理念在机械自动化中的应用来看,350MW超临界直流智能锅炉是用工控总线系统来实现节能,假设该智能锅炉在9:00~12:00的工作负荷为70%,而在14:00~17:00之间的负荷为50%。在这一过程中,需要工作负荷的变化,在传统的模式下,需要安排人工在中午这段时间去改变锅炉运行的相关参数,而对于智能锅炉来说,仅仅需要在锅炉开始运转之前,使用人工对相关参数值进行设定,智能控制中心通过CCS协调控制与AGC自动发电控制,避免了中间过程操作人员忘记操作的情况,从而减少了对能源的消耗。
2氧化皮的脱落
        2.1 氧化皮生成和剥落机理
        (1)金属的氧化是通过氧离子的扩散来进行的,若生成的氧化膜牢固,氧化过程就会减弱,金属从而得到了保护。(2)管壁温度对氧化的作用。管壁温度在570℃以下时生成的氧化膜是由Fe2O3和Fe3O4组成,Fe2O3和Fe3O4都比较致密(尤其是Fe3O4),因而可以保护钢材被进一步氧化。(3)当温度超过450℃时,由于热应力等因素的作用,生成的Fe3O4不能形成致密的保护膜,使水蒸汽和铁不断发生反应。(4)金属表面的氧化膜并非由水汽中的溶解氧和铁反应形成的,而是由水汽本身的氧分子氧化表面的铁所形成的[1]。
        2.2 机组启停过程中控制氧化皮不发生脱落的措施
        (1)局部使用抗氧化性能较好的高规格管材;(2)在高温区加装壁温测点扩大监测范围;(3)加强燃烧调整减少热偏差;(4)建立长期的炉管监视机制,定期进行氧化皮测量、割管检查、壁温测量和监视;(5)控制机组启、停速度,减少氧化皮应变产生的原因;(6)考虑增加蒸汽含氢量检测装置,通过监视蒸汽中含氢量来判断氧化皮生成速率和脱落时间。
3 350MW超临界直流锅炉启停中的其他注意事项
        3.1 冷热态冲洗
        在350MW超临界直流锅炉启动的过程中,冷热态冲洗需要注意的是,冲洗锅炉水系统的杂质和铁垢、启动过程通过冲洗控制Fe离子浓度,水质合格尽早回收凝汽器,缩短开机时间。
        3.2 锅炉点火
        点火初期,应将一次风速严格控制在16~20m/s。当一次风量满足煤粉完全燃烧的需求,可减小A、E层二次风门开度,待燃烧烟气温度提高后,再视情况逐渐开启;点火初期控制A(或E)磨分离器转速850~900r/min左右,随炉膛温度增加可适当降低分离器转速;严格控制密封风与磨一次风差压在3~4kPa之内;为满足机组启动曲线的要求,等离子点火初期,应维持给煤量25t/h左右,点燃以后将煤量适当降低;在等离子点火过程中,磨煤机的出力应控制在等离子状态下的设计出力范围内。


        3.3 给水流量的控制方法
        (1)在350MW超临界直流锅炉转态前将361阀门打开,以此保证炉水循环、及水流量的启动流量;(2)在350MW超临界直流锅炉进行转干态之后,需要将分离器出口的过热度作为给水流量的控制调节目标,根据过热度的增加速率来控制给水流量和燃料用量,在过热度保持稳定之后,及时对给水流量进行自动控制。
        3.4 干湿态转换
        (1)在湿态转向干态的过程中,需要保证流量和压力处于一个稳定状态,从而逐渐增加燃料量,再根据实际的工作经验,将给水煤比控制在6%~7%左右,然后逐渐增加燃料,直到过热度出现并且能够维持在一个稳定的状态,此时储水箱水位会出现下降趋势,表明锅炉已经转入一个干态的运行中。(2)在干态转向湿态的过程中,需要将负荷降到30%MCR,然后保持2台磨煤机处于运行状态,同时保持一个稳定的给水流量,然后逐渐减少燃料的供给量,直到过热度到0,并且储水箱的水位逐渐升高,361阀门自动打开,此时表明锅炉已经处于一个湿态运行中。
4 350MW机组直流锅炉启动节能优化
        4.1 锅炉上水冲洗方式和无电泵启动的优化方案
        (1)在锅炉启动的过程中,可以使用整炉换水的方法来取代传统的方式;(2)在整个机组处于冷态或者温态的启动状态时,采用上水的同时对凝结水管道、各加热器、除氧器进行水冲洗,凝泵采用变频方式,上水时通过控制凝泵的频率。在冲洗过程中,还要及时联系化学对水质进行化验,一旦水质合格后,立即关闭排水,及时进行回收;(3)机组启动过程中,可以使用辅汽汽源冲动小汽轮机,从而做到启动汽泵来上水。
        4.2 机组采用无电泵启动的可行性分析
        在辅汽正常运行之后,机组启停需要由邻机来进行供汽。并且压力值需要固定在0.85MPa,而温度则需要维持在为350℃。因此,汽轮机投轴封,凝汽器建立真空后,及时冲一台小机运行,向锅炉供水,避免小机启动不及时,被迫启电泵运行。
5 机组启动优化方案的实施及节能分析
        5.1 上水步骤
        除氧器上水工作是与辅汽系统的恢复同时进行的。凝泵采用变频方式,上水时通过控制凝泵的频率,采用前置泵向锅炉上水,采用省煤器入口电动门旁路调节阀控制上水速率,进水应缓慢、均匀,上水时间夏季不少于2h,进水流量35~40t/h,其他季节不少于4h,进水流量15~20t/h,若水温与储水罐壁温接近,可适当加快进水速度。上水过程中注意监视除氧器出口水温在80℃~90℃以上,主要就是缩短启动时间,节约燃料[2]。
        5.2 锅炉点火后利用汽泵给锅炉供水
        在锅炉点火前机侧投真空及轴封系统,需要使用汽联箱汽源冲动一组汽动给水泵组,在此时需要将速度提升到1200r/min,当汽泵不能够满足供水的需求时,则需要进一步提升转速,从而对锅炉进行供水。
结语
综上所述,350MW机组直流锅炉由于自身的特点,使其启停速度和负荷变化都比较快,虽然已经被广泛应用,但是由于多变量控制系统的影响,就需要采取合适的运行调整方案,从而保证整个生产过程的安全和稳定运行。
参考文献
[1]许波,全敏,郭海生.350MW超临界直流锅炉启停注意事项分析[J].中国高新科技,2019(23):66-68.
[2]赵慧军,刘艳军.350MW超临界直流锅炉启停注意事项[J].科技展望,2016,26(06):42.
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