王元森，马孟孟
山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东德州 253000
摘要：针对我公司锅炉燃煤系统，超超临界技术是提高火电机组的能效水平、减少燃煤发电污染物以及温室气体排放最有效的技术。超超临界机组采用直流锅炉，其显著特点就是没有汽包，因此调节灵敏，启停快速，但是其运行情况相对复杂，对于给水品质的要求比较高，对于自动控制系统的要求也比较高。本文就煤化工锅炉燃煤机组全程给水自动控制方法进行研究。
关键词：百万超超临界；燃煤机组；给水；全程自动控制
1系统概况
给水控制是超超临界锅炉控制的难点与核心，要求在低负荷时给水流量满足最低要求，在直流运行时保证合适的燃水比，以满足机组蒸汽流量需求，维持机组安全运行。给水系统的控制设备包括启动系统、汽动给水泵组、主给水管路电动门组、主给水旁路调节阀组、前置泵、高压加热器等。给水系统涉及到4个工作阶段：锅炉上水和冲洗阶段、升温升压阶段、炉水循环阶段、直流运行阶段。全程给水自动控制一方面实现了过程调节和顺序控制的有机契合，另一方面实现了模拟量自动调节回路无扰自主切投。
2 全程给水自动控制系统的特点
2.1 锅炉上水的主要特点及控制方式
锅炉上水有3种方式，分别为电动给水泵、汽泵A的前置泵、汽泵B的前置泵。由于炉水循环泵（BCP）是非常精密的进口炉水泵，为防范水中的杂质进入轴承电动机内，在上水前需要确认炉水循环泵已注水完毕。若选择给水泵上水方式，需设计给水旁路阀与勺管自动配合。若给水旁路阀流量自动，勺管就需投入差压自动控制，以确保上水压差约为1.5Mpa。在选定了上水方式后，就可启动电动给水泵或者前置泵进行顺序控制。待除氧器水温正常、汽水分离器水位正常之后，才启动循环清洗功能。
2.2 锅炉冷热态冲洗主要特点及控制方式
直流锅炉的受热面容易结垢腐蚀，产生氧化皮，导致锅炉爆管。这就对锅炉的给水提出了非常高的要求，在上水与启动阶段，需要实施冷态冲洗、热态冲洗，用除盐水（冲洗水的pH值为9.0～9.6）冲洗水汽系统，具体为水冷壁、省煤器、除氧器、过热器、高低压加热器等，以清除锅炉受热面与管道存在的盐类、杂质。冷态冲洗是用冷水对锅炉进行冲洗，打开冷水调节阀，维持一定的流量，出口调整阀保持一定的开度，直到储水箱底部出口排水水质合格，锅炉冷态冲洗结束。热态冲洗是在冷态冲洗完成之后，锅炉点火，确保分离器入口温度约为200℃，对锅炉进行热态冲洗，直到储水箱排水水质合格，锅炉热态冲洗结束。
2.3 自动并退泵的主要特点及控制方式
百万超超临界机组的汽轮机配置了2台50%容量的汽动给水泵，并泵是指在机组高负荷运行时2台汽动给水泵并列运行，退泵则是在机组低负荷运行时解列至单台运行，机组在启动时也是1台给水泵运行。百万超超临界机组水泵手动并泵操作复杂，而且给水泵并泵、退泵往往导致给水流量波动，而自动并退泵的目的在于减轻运行人员的劳动强度，实现一键式给水泵并泵或退泵操作，避免锅炉给水流量发生波动以及主蒸汽温度大幅度变化，从而保障机组的安全可靠运行。
2.4 给水主旁路阀门切换主要特点及控制方式
给水旁路调节把省煤器入口流量作为被调量，采用单回路控制方式，设定值一般是33%锅炉最大连续蒸发量（BMCR）。当机组负荷低于15%BMCR的时候，利用给水旁路调节阀调整给水流量；随着负荷增加，再循环流量不断减小，旁路调节阀开度不断增大；等到其开度为75%～80%的时候，主给水电动阀开启，而且切换到串级控制回路；等到主阀完全开启的时候，旁路调节阀缓慢关闭，完成了从旁路到主路的切换，由给水泵自动调整给水流量。
2.5 锅炉干湿态转换主要特点及控制方式
超超临界直流锅炉在启停过程中有一个干态、湿态转换的过程，这是一个关键控制点，需要保证平稳顺畅地度过。
如果干湿态交替转换，就会导致工况发生很大变化，不但延误启停过程，而且可能导致过热器进水，甚至发生机组跳闸事故。在开机过程中，当机组负荷升到260～300MW的时候，稳定给水流量，随着锅炉总燃料的增加，储水箱水位逐渐下降到零，360调节阀逐渐关小至全关，过热度出现而且逐渐升高，则锅炉由湿态转入干态运行。当机组负荷下降到300～260MW的时候，逐渐减少燃料量，储水箱水位逐渐上升，锅炉过热度逐渐消失，则锅炉由干态转入湿态运行。
3 给水全程自动逻辑设计的实现
3.1 全程给水控制策略基本框架
全程给水自动控制是百万超超临界燃煤机组非常重要的子系统，包括给水流量控制、分离器水位控制、中间点温度控制。在机组启动以及升负荷的各个阶段，给水控制回路有所不同，控制对象也不相同。因此，为了实现全程给水自动控制，需要设计好各阶段、各系统的切换方案。在升负荷过程中，水质参数不断升高，等到水质参数、机组负荷达到一定标准，汽水分离器的运行状况也会发生变化。
4 全程给水控制程序设计
4.1 全程给水过程锅炉给水流量控制策略
为了确保水冷壁的安全性，超超临界直流锅炉运行于湿态时，必须保持一定的锅炉启动流量。利用Alstom技术策略，锅炉的启动流量决定于启动循环泵的出口调门。为此，根据以下因素来设定水冷壁的最小流量：①省煤器进口流量与15s内流量偏差的积分值，利用函数关系对应31%～36%锅炉最大连续蒸发量；②如果分离器出口焓值比最小基准焓值小，且主蒸汽温度在520℃以下，则发出信号“降低温度设定”，启动流量减小到33%锅炉最大连续蒸发量；③手动设定的启动流量；④如果分配箱进口温度超出储水箱压力允许，水冷壁流量就在原设定值上增加10%锅炉最大连续蒸发量；此外，如果分疏箱水位偏低，会导致其下的启动循环泵进压不足，因此分疏箱需维持最低水位，若分疏箱实际水位降到最小设定值2m以下，调门就会不受流量影响而渐渐关小。
4.2 全程给水过程分离器水位控制策略
直流锅炉没有汽包，代之以内置式汽水分离器，分离器水位频繁变化会导致锅炉工质升温过程紊乱，测量参数出现误差，结果送风、送煤机构错误运行，所以，在超超临界燃煤机组全程给水自动控制中，分离器水位控制是非常重要的环节。在开机及低负荷（负荷小于25%BMCR）运行的时候，汽水分离器运行于湿态模式，给水流量影响分离器的液位，需适当控制分离器储水箱水位，使分离器维持一定的水位，这样可以减缓汽压的变化速度，维持锅炉的最小流量，并且确保工质具备一定的蓄热能力；在机组正常运行的过程中，汽水分离器运行于干态模式，其里面没有水，只是一个蒸汽通道，其出口温度被作为中间点温度。
干式排渣系统应用于垃圾焚烧发电厂需要解决的几个基础问题当前，干式排渣系统较为广泛地应用于火力发电厂，而生活垃圾焚烧发电厂还没有使用干式排渣技术的成功案例，因此，首先需建立适用于生活垃圾焚烧厂的干排渣系统换热特性理论。也就是说，需要改进原有干式排渣系统的冷却风风温、炉渣温度等理论，以及排渣装置、钢带输渣机等结构的变化。其次，应考虑炉底冷却风的进入对锅炉燃烧工况带来的影响。为保持焚烧炉的稳定运行，干式排渣系统与锅炉燃烧配风调整等紧密结合起来，对一、二次风的配比风等锅炉运行等参数要进行优化设计与试验。最后，生活垃圾焚烧发电厂设计时需考虑干式排渣系统对垃圾焚烧发电厂总体布置、工艺与厂房设计等所带来的影响。
结语
干排渣系统具有环保、节能、节水、系统维护简单、灰渣综合利用等方面的强大优势，从长远规划和环境保护、节水的角度看，干式排渣系统在生活垃圾焚烧发电厂将有着广泛的应用前景。
参考文献
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[2]李斌,李建锋,吕俊复,盛建华,张全胜,尧国富,王元,朱超,黄海涛.我国大型循环流化床锅炉机组运行现状[J].锅炉技术,2012,43(01):22-28.