600MW亚临界机组“停炉不停机”后的处理

发表时间:2021/9/7   来源:《中国建设信息化》2021年5月9期   作者:成毛明
[导读] 锅炉停炉是火力发电厂的频发事故
        成毛明
        大唐阳城发电有限责任公司 山西省晋城市 048000
        摘要:锅炉停炉是火力发电厂的频发事故,而且停炉原因都比较平常,燃烧调整不合理、煤种突变、锅炉辅机故障、保护装置误动、人员误操作等众多原因都可能导致锅炉停炉事故的发生。对于600MW及以上的大型机组而言,发生停炉就停机,一方面锅炉的余热得不到充分利用,另一方面大型机组重新启动的成本太高,恢复到停炉前状态的时间也较长,对整个电网的安全运行影响较大。如果能做到停炉不停机并保证汽轮机的安全运行,在较短的时间内恢复到停炉前的状态,对于提高大型火力发电机组的经济性及电网的安全性都具有特殊的意义,并能提高火电厂的市场竞争力。本文通过自己的实际经验,提出了进行MFT后“停炉不停机”的操作方法及注意事项,达到了节能的目的。
        关键词:MFT;停炉不停机;节能;措施
        MFT全称是MainFuelTrip,即锅炉主燃料跳闸。简单来说,MFT是一套逻辑功能,输入是各种跳闸条件,输出是许多继电器,直接去停磨煤机、给煤机、油枪等设备。在保护信号动作时控制系统自动将锅炉燃料系统切断,并且联动相应的系统及设备,使整个热力系统安全的停运,以防止故障的进一步扩大。锅炉作为发电厂重要的运行设备锅炉,其安全稳定的运行是确保电厂稳定生产的重要前提。
1. 前言
目前,全国各大电力集团公司所属电厂,对锅炉MFT后是否联跳汽轮机没有统一的硬性规定。锅炉MFT后一般有两种处理思路:一种是锅炉MFT后汽轮机跳闸,发电机解列。这种处理思路的主要目的是防止锅炉MFT后主再热汽温度下降后进入汽轮机,造成汽轮机进冷水或冷汽,发生大轴弯曲事故而设置的一项主保护;另一种是锅炉MFT后汽轮机不跳闸,带一定低负荷,发电机仍然与电网并列。这种处理思路的主要是充分利用汽包炉及管道的蓄热能力和残余蒸汽继续冲转汽轮机,使其能带一定负荷,在短时间内重新点火,恢复机组负荷。前提是锅炉侧没有设备故障,停炉原因清楚,适用于保护误动、参数瞬间超限达到保护动作值而发生的停炉。无论哪种处理,锅炉停炉后,由于汽温的降低及进汽量的减少,都会引起缸温的下降,汽轮机被强制冷却。这样,会产生3个方面的问题:(1)汽轮机金属材料的温度下降速率;(2)汽轮机金属材料的温度下降下降幅度;(3)汽轮机汽缸上下缸温差。
        汽轮机疲劳寿命消耗取决于金属材料的温度变化率及温度变化幅度。温度变化率及温度变化幅度越大。转子内部引起的热应力也越大,循环寿命消耗的百分数也越大,必将缩短汽机的使用寿命。汽轮机上下缸温差及内外壁温差过大,将引起汽缸变形而导致通流部分动静间隙发生变化,当温差增大到一定程度使动静间隙消失,造成动静摩擦事故发生。另外,金属温差增大到一定程度使内部热应力超过其屈服极限时,汽缸或转子将发生永久变形。
        根据历次发生的锅炉MFT后汽轮机金属温度的变化看,只要操作得当,就能实现锅炉MFT后“停炉不停机”,同样能满足汽轮机缸体温度及温差的要求,保证汽轮机的安全。
        2.“停炉不停机”操作步骤
        2.1处理原则
        (1)锅炉停炉保护动作停炉后要本着保设备安全、保人身安全的原则进行事故处理,各项操作要紧凑,迅速降低机组负荷,尽快恢复锅炉点火,从而使机组不与电网解列。
        (2)处理过程中,各项保护必须按要求全部投入,任何人不允许将其临时退出。
        (3)当锅炉停炉保护动作原因不明或机组有明显缺陷不具备重新启动条件时,要立即打闸停机。
        (4)当汽轮机第一级蒸汽温度低于第一级金属温度56℃以上或机侧蒸汽温度10 min内下降超过50℃时,要立即打闸停机,以防止汽缸进水。


        2.2操作策略
        第一,在锅炉MFT动作是因为两台引风机或者两台送风机跳闸导致时,需要相关人员对汽机进行打闸操作。在完成锅炉MFT保护操作之后确认汽轮发电机是否处于正常运行状态。如果汽发电机解列完成,需要控制汽轮机发电机,实现汽轮机发电机的安全停机和不超压,必要的情况下可以通过手动方式拉开紧急泻放阀进行泄压。第二,在锅炉MFT保护动作停止的时候,需要将机组负荷控制切换到DEH方式,将机组的负荷降低到10MW左右,相关操作人员做好检查工作:首先,检查锅炉内的燃料是否全部切除、燃油是否实现了断阀关闭。其次,检查炉水循环泵是否保持稳定运行,将给水控制转变为手动操作,在机组的负荷比180MW小的时候,停止运行两台汽泵。在进行手工操作控制的时候要将汽包水水位控制在-150mm左右。最后,投入辅汽供轴封或主汽供轴封,将轴封供汽联箱压力控制在正常范围内。第三,机组降低负荷之后,需要对蒸汽温度的变化进行监控,在10min内温度下降50摄氏度时及时打闸停机。第四,在降低负荷的同时还需要检查锅炉MFT动作的原因,检验锅炉是否还能正常启动,如果不能启动进行停机处理,如果能够启动则是需要尽快恢复设备运行。第五,油枪在完全投入之后,要逐渐稳定机组运行参数,恢复磨煤机的正常运行。
        2.3操作关键问题
        (1)停炉之后的炉测安全修复问题
        锅炉停炉之后需要严格按照防止锅炉炉膛内爆炸事故规定来检查各个燃料,做好锅炉吹扫程序操作,确保烟风通道的顺畅。停炉之后不能随意取消或者缩短吹扫时间,避免出现爆炸事故。同时,停炉之后需要相关人员尽快将机组负荷降低到10MW左右,从而保证再次点燃锅炉的时候,锅炉主蒸汽温度不至于太低。锅炉重新点火的时候,相关人员需要及时调整燃烧器的配置(时间控制在15min-20min)。
        (2)停炉后汽轮机温度控制问题
        在停炉之后怎样维持汽轮机的继续运行、保持蒸汽温度是锅炉处理的关键。结合有关规定,汽轮机侧主蒸汽温度至少要比一级金属温度高,即在56摄氏度以上,10min以内温度也不能降低到比50摄氏度低的温度。
        (3)停炉后磨煤机的启动问题
        锅炉点火之后磨煤机的启动操作十分重要,如果磨煤机的启动操作不及时,锅炉主蒸汽温度下降将会十分迅速。磨煤机的启动时间不恰当,会使得锅炉本身出现新的危险点。为此,磨煤机的重新启动操作需要遵循相应的规定,严格按照规定进行通风吹扫,防止出现不可控的问题。
        (4)负荷和水位降低的控制关系问题
        停炉之后负荷的降低速度直接关系到汽包水位的控制难度,在一般情况下,负荷降低速度快则不会出现汽包压力快速降低的问题,发生虚假水位的可能性也比较小。在锅炉停炉之后,需要相关人员手动控制汽包水位,将汽包水位保持在较低的数值。
        3.总结
        MFT 处理过程中,各岗位间相互配合是至关重要的,这需要有统一的指挥,因此主值在事故处理中的地位非常重要,锅炉MFT 后应第一时间汇报值长并通知相关人员到场,提醒操作人员注意事项及协调好各岗位之间的工作。主值应深着冷静,合理安排机组人员,分工明确,有条不紊。
        在经济上,采用“停炉不停机”的方式进行锅炉MFT处理,降低了耗油量,减少了恢复时间,增加了发电量,效益可观。但事物总是两面的,在停炉不停机的全过程中,汽轮机转子、汽缸不可避免地会受到较大交变应力的影响,究竟利弊如何,还需进行论证。但我相信,在不久的将来,随着设备制造水平的不断提高,既安全又经济的目标是能很快实现的。
        参考文献:
        【1】600MW 机组集控运行主机技术标准
        【2】600MW 机组集控运行辅机技术标准
        【3】邢希东.600 MW 机组灭火不停机操作分析[J].天津电力技术
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