神火600MW超臨界機(jī)組過熱汽溫調(diào)整初探

【摘要】針對神火600MW機(jī)組的過熱汽溫變化的原因和調(diào)整處理做了深入的分析，為全國其他相似機(jī)組的汽溫調(diào)整提供了有效的借鑒。

【關(guān)鍵詞】600MW超臨界機(jī)組；直流鍋爐；過熱汽溫調(diào)整

引言

目前，600MW超臨界機(jī)組已成為國內(nèi)新建、擴(kuò)建機(jī)組的主要發(fā)展趨勢，其初始參數(shù)較高，可大大提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和熱效率，是我國電力行業(yè)的主力機(jī)組。直流煤粉鍋爐具有蓄熱能力小，慣性小，易超溫超壓，超臨界直流鍋爐的汽溫控制比較復(fù)雜。汽溫過高會(huì)使鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬材料加快蠕變速度，威脅機(jī)組安全，減少機(jī)組壽命；汽溫過低降低機(jī)組熱效率，汽耗率增大，同時(shí)會(huì)加劇汽輪機(jī)末級(jí)葉片的浸蝕。過熱汽溫變化過大，不僅會(huì)導(dǎo)致管道產(chǎn)生蠕變和疲勞損壞，還會(huì)引起汽機(jī)差脹的變化，威脅機(jī)組的安全。合適的主汽溫對600MW超臨界直流機(jī)組的安全持續(xù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。

1.神火火600MW機(jī)組鍋爐簡介

鍋爐型號(hào)：DG1950/25.4-Ⅱ1

鍋爐型式：本型號(hào)鍋爐系國產(chǎn)600MW超臨界參數(shù)變壓直流本生鍋爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、平衡通風(fēng)、露天島式布置、前后墻對沖燃燒、三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。采用兩級(jí)噴水減溫：低溫過熱器至屏式過熱器間布置有一級(jí)噴水減溫器，屏式過熱器至高溫過熱器間布置有二級(jí)噴水減溫器。

2.過熱汽溫變化的原因與調(diào)整分析

直流鍋爐蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定主要取決于兩個(gè)方面：汽機(jī)功率和鍋爐蒸發(fā)量的平衡穩(wěn)住汽壓；鍋爐燃料量與給水量的平衡用以穩(wěn)定汽溫。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷<30%B-MCR時(shí)，超臨界鍋爐為濕態(tài)運(yùn)行，此時(shí)鍋爐的動(dòng)態(tài)特性類似汽包鍋爐，在此不做贅述。此文只對超臨界機(jī)組轉(zhuǎn)為干態(tài)運(yùn)行之后的過熱汽溫調(diào)整進(jìn)行分析。

2.1煤水比

直流鍋爐運(yùn)行，為了維持額定汽溫、鍋爐的給煤量與給水量必須維持一定的比例。若給水量保持不變而增大給煤量，由于受熱面熱負(fù)荷成比例增加，加熱段長度和蒸發(fā)段長度必然縮短，而過熱段長度相應(yīng)延長，過熱汽溫就會(huì)升高；若給煤量不變而增大給水量，過熱段長度隨之縮短，過熱汽溫就會(huì)降低。為了提高調(diào)節(jié)質(zhì)量，通常將啟動(dòng)分離器的出口蒸汽溫度作為中間點(diǎn)溫度，根據(jù)該中間點(diǎn)溫度來控制“煤水比”。

2.2機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)

負(fù)荷的變動(dòng)對汽溫的影響是最根本的，當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)在5MW左右時(shí)汽溫的調(diào)整只需要進(jìn)行小幅度調(diào)整，當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)在10MW以上時(shí)就需要進(jìn)行大幅度的調(diào)整，利用噴水減溫和調(diào)節(jié)煤水比協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)就可以保證穩(wěn)定的過熱蒸汽溫度。

2.3火焰中心高度的變動(dòng)

火焰中心升高，爐膛出口煙溫明顯上升，水冷壁受熱面的下部利用不充分，致使鍋爐內(nèi)的總吸熱量減少，所以過熱蒸汽吸熱減少，過熱汽溫降低?；鹧嬷行母叨群椭品巯到y(tǒng)中各層煤量的分配有關(guān)，一般情況下上層磨的煤量要比下層磨的煤量少，可以在煤量變動(dòng)時(shí)使上層磨的煤量變動(dòng)不至太大，火焰不至于被抬的太高。

2.4風(fēng)量變化

增大過量空氣系數(shù)，爐膛出口煙溫基本不變。但爐內(nèi)平均溫度會(huì)下降，吸熱量相對減少，致使過熱器進(jìn)口蒸汽溫度降低。如果煤水比不變，過熱器出口溫度將降低。要保持過熱汽溫穩(wěn)定，需要重新調(diào)整煤水比，可見煤水比調(diào)節(jié)的重要性。

2.5受熱面臟污

爐膛受熱面臟污使鍋爐傳熱量減少，排煙溫度升高，鍋爐效率降低。對工質(zhì)而言，總吸熱量減少，過熱汽溫就會(huì)降低。在調(diào)節(jié)煤水比時(shí)，若為爐膛臟污，可直接增大煤水比；若過熱器臟污，則增大煤水比時(shí)應(yīng)注意監(jiān)視水冷壁出口溫度，在其不超溫的前提下來調(diào)整煤水比。

2.6給水溫度的變化

若給水溫度降低，在同樣給水量和煤水比的情況下，直流鍋爐的加熱段將延長，過熱段縮短，過熱汽溫會(huì)隨之降低；因此，當(dāng)給水溫度降低時(shí)，需要改變原來設(shè)定的煤水比，適當(dāng)增大燃料量，才能保持住過熱汽溫的穩(wěn)定。給水溫度升高時(shí)調(diào)整相反。高加投、停后由于機(jī)組效率變化，在汽溫調(diào)整穩(wěn)定后應(yīng)注意適當(dāng)減、增燃料來維持機(jī)組要求的負(fù)荷。

2.7制粉系統(tǒng)的啟停

在啟停制粉系統(tǒng)的過程中存在諸多因素，送入爐內(nèi)煤量的變化很大，增加了負(fù)荷變化的連續(xù)性與給煤量變化之間的矛盾，產(chǎn)生很大的熱沖擊，對過熱汽溫造成非常大的影響。燃燒器處在爐膛中不同的位置，爐膛熱負(fù)荷的分配會(huì)有較大的變化，對汽壓和汽溫也會(huì)造成很大影響。給煤量要結(jié)合負(fù)荷的變化趨勢，避免大幅調(diào)節(jié)，盡量使得煤量變化平緩。其次上層燃燒器對應(yīng)的磨煤機(jī)啟動(dòng)，對爐膛出口煙溫的影響比下層大得多，因此啟動(dòng)前要保證減溫水調(diào)門有較大的調(diào)節(jié)余量，以備主、再熱汽溫出現(xiàn)上升速度變化過快的時(shí)候，有足夠的調(diào)節(jié)手段。同時(shí)合理調(diào)整一、二次風(fēng)配比，保證著火的迅速、穩(wěn)定。

3.總結(jié)

對于600MW超臨界直流鍋爐，煤水比調(diào)整是蒸汽溫度調(diào)節(jié)的最根本方法，也是最直接有效的方法，噴水減溫調(diào)節(jié)是一個(gè)重要的調(diào)整手段。煤水比調(diào)整遲延大，噴水減溫速度快，但最終都不能維持過熱汽溫穩(wěn)定，所以需要將調(diào)節(jié)煤水比和噴水減溫結(jié)合起來協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。汽壓的調(diào)整也會(huì)影響汽溫的穩(wěn)定，所有也要將汽壓調(diào)整和汽溫的調(diào)整相結(jié)合。由于影響過熱汽溫穩(wěn)定的因素很多，而且還相互影響，為了保持鍋爐過熱汽溫的穩(wěn)定，這就要求煤水比、風(fēng)燃比以及噴水減溫等的協(xié)調(diào)調(diào)整要求相當(dāng)高，還需要運(yùn)行人員的技術(shù)支持。由于600MW機(jī)組鍋爐結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的差異，甚至是運(yùn)行人員的技術(shù)差異，過熱汽溫的在調(diào)整上存在很大的差異。但基本方法和理論不會(huì)變，希望大家在機(jī)組的日常運(yùn)行中多做總結(jié)和思考。