退運高加汽側(cè)導(dǎo)致鍋爐B側(cè)主汽溫超溫的分析和應(yīng)對措施

【摘 要】機組運行中退運高加汽側(cè)，由于給水溫度降低，易出現(xiàn)主汽溫超溫的情況，對過熱器管道和汽輪機高壓缸等設(shè)備的安全運行造成威脅。本文旨在結(jié)合現(xiàn)場情況，分析退運高加汽側(cè)過程中導(dǎo)致主汽溫超溫的原因，總結(jié)經(jīng)驗，采取應(yīng)對措施解決高加退運汽側(cè)導(dǎo)致鍋爐主汽溫超溫的問題。

【關(guān)鍵詞】高加；超溫；分析；措施

1 機組簡介

粵瀧發(fā)電公司2號鍋爐為東方鍋爐設(shè)計制造的DG420/13.7-II2型鍋爐，一次中間再熱п型布置、超高壓自然循環(huán)汽包爐、12臺燃燒器分三層四角布置，切圓燃燒、平衡通風(fēng)、中儲式制粉系統(tǒng)，配有兩臺鋼球磨煤機，原設(shè)計燃用無煙煤，2012年進(jìn)行了鍋爐的煙煤改造，開始燃用煙煤，高溫過熱器受熱面增加約357㎡。過熱器的溫度調(diào)節(jié)采用噴水減溫為主，在全大屏過熱器至屏式過熱之間布置一級噴水減溫，在屏式過熱器至高溫過熱器之間布置二級噴水減溫器，噴水水源取自高壓加熱器前鍋爐給水。2號汽輪機為上海汽輪機廠設(shè)計制造的N135—13.24/535/535型汽輪機，超高壓、中間再熱、雙缸、雙排汽、單軸凝汽式汽輪機，配有兩臺高壓加熱器，分別為JG-490-5-1、JG-450-5-2，出水溫度分別為222.3℃，240℃。5號高加的汽源是二段抽汽，6號高加的汽源是一段抽汽。

2 操作經(jīng)過

2.1操作前機組工況

7月13日15：40，2號機組負(fù)荷100MW，兩臺制粉系統(tǒng)運行，12臺給粉機運行。鍋爐、汽機均為手動調(diào)節(jié)方式，機組負(fù)荷由鍋爐手動控制。鍋爐汽包水位投自動，過熱器減溫水投自動。汽輪機高壓調(diào)門為順序閥控制方式，開度為119（全開為135）。巡查發(fā)現(xiàn)五號高加疏水至除氧器調(diào)整門管道有砂眼漏汽，運行人員與維修人員現(xiàn)場檢查后決定退運高加汽側(cè)對漏汽管道焊接處理。

2.2退運高加汽側(cè)的汽機側(cè)操作

16：00開始退運5、6號高加汽側(cè)，采用一段抽汽、二段抽汽電動門同時慢慢節(jié)流的方式，以保證主給水溫度緩慢平穩(wěn)下降。16：30完全退出高加汽側(cè)。16：30配合鍋爐調(diào)整主汽溫將汽機高壓調(diào)門開度由119開大至135。

2.3退運高加汽側(cè)的鍋爐側(cè)操作

16：23 鍋爐B側(cè)主汽溫上升較快，退出B側(cè)主汽溫減溫水調(diào)整門自動，手動調(diào)整，將過熱器減溫水量調(diào)到最大，B側(cè)主汽溫仍在上升。16：24采用節(jié)流主給水電動門提高減溫水壓力來提高減溫水流量，主給水電動門前后差壓由0.5MPa升至2.0MPa，減溫水量上升幅度較大，B側(cè)主汽溫上升至548℃開始下降。16：28 B側(cè)主汽溫度降至502℃，運行人員將主給水電動門開大，主給水電動門前后差壓由2.0MPa降至0.5Mpa，主給水流量瞬間變大，汽包水位達(dá)+75mm，3號給水泵勺管跳自動，運行人員手動調(diào)穩(wěn)汽包水位。16：31鍋爐B側(cè)主汽溫度最高升至573℃，對應(yīng)的汽機側(cè)主汽溫548℃，過熱器管壁溫度最高560℃。經(jīng)手動調(diào)節(jié)加大減溫水量，將上層給粉機指令由90%降低至20%，B側(cè)主汽溫開始下降。16：34 B側(cè)主汽溫下降至543℃，16：37又上升至561℃。16：37節(jié)流主給水電動門，主給水電動門前后差壓由0.5Mpa升至1.2MPa，通過穩(wěn)定負(fù)荷，調(diào)節(jié)減溫水量，主汽溫得到控制。主要參數(shù)變化如表1所示：

3 原因分析

汽輪機運行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)全部高加切除時，允許發(fā)出125MW，本次退運高加汽側(cè)時負(fù)荷100MW，符合規(guī)程要求。汽機在退運高加汽側(cè)時，從表1可以看出，從16：00開始退運高加汽側(cè)，至16：30高加汽側(cè)完全退出，給水溫度下降平均速度在2.4℃/min，最大給水溫度下降速度是3.8℃/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)程規(guī)定的高加汽側(cè)在退運時給水溫度下降速度不超過10℃/min，符合規(guī)程的要求。雖說退運高加汽側(cè)會使汽輪機抽汽量減小，做功蒸汽增加使機組負(fù)荷上升，但本次操作退運抽汽時采用慢慢節(jié)流抽汽電動門的方法，操作平緩，而且整個退運汽側(cè)過程時間較長，對機組負(fù)荷的影響基本可以忽略。所以造成鍋爐B側(cè)主汽溫超溫的原因在鍋爐側(cè)。主要原因分析如下：

3.1鍋爐煙煤改造后退運高加汽側(cè)，減溫水量大幅增加

高加退運汽側(cè)，導(dǎo)致給水溫度降低，從給水加熱到飽和蒸汽需要的熱量增加，如不增加燃料量，蒸發(fā)量將要下降，如要維持蒸發(fā)量不變，必須增加燃料量，這必將使過熱器煙氣側(cè)的傳熱量增加，使過熱汽溫升高[3]。此次操作是鍋爐煙煤改造后的第一次運行中退運高加汽側(cè)操作，由于鍋爐煙煤改造后工況與之前變化較大，再加上高溫過熱器受熱面增加357㎡，使主汽溫控制起來充滿了難度。如表2所示，在100MW負(fù)荷下，高加退運后的減溫水量是高加投運時的4倍。減溫水的大量增加使汽溫較難控制，尤其在退運高加汽側(cè)這個工況轉(zhuǎn)換過程中的減溫水量控制更是充滿難度。

3.2鍋爐給粉機下粉不均，退運高加汽側(cè)過程中大量下粉導(dǎo)致負(fù)荷突升

由于風(fēng)粉混合器存在缺陷，鍋爐經(jīng)常出現(xiàn)多臺給粉機下粉不均的情況，下粉時多時少，時有時無，對機組負(fù)荷的穩(wěn)定造成較大影響。本次退運高加汽側(cè)過程中，16：28-16：31鍋爐C-C給粉機、A-C給粉機開始有粉下，查歷史曲線C-C風(fēng)粉混合溫度由190℃降至180℃，A-C風(fēng)粉混合溫度由180℃降至165℃，一次風(fēng)速也出現(xiàn)下降，說明給粉機下粉量突然增加，進(jìn)入爐膛的燃料量增加，鍋爐的燃燒率增強，負(fù)荷由92MW沖至100MW，導(dǎo)致B側(cè)主汽溫快速上升，較難控制。

3.3 B側(cè)主蒸汽通流量小，汽溫較難控制

由于汽輪機調(diào)門是順序閥控制，調(diào)門壓在119開度，此時GV4是全關(guān)的，GV1、GV4對應(yīng)的是B側(cè)主蒸汽管，所以B側(cè)主蒸汽管流通面積小， B側(cè)汽溫相對A側(cè)較難調(diào)整。尤其是在主汽溫度高時，此時開調(diào)門從119開至124過程中，GV3由40%開至100%，GV4由3.6%開至9.1%，此時出現(xiàn)A側(cè)主蒸汽管流量大，B側(cè)蒸汽管流量小，故而產(chǎn)生A側(cè)主汽溫沒超，而B側(cè)主汽溫狂升的狀態(tài)。這種判斷可以從汽機側(cè)B側(cè)主汽溫度只有548℃，沒有快速上升中得到驗證。

3.4運行人員操作幅度較大

（1）手動調(diào)整減溫水量幅度較大

由表1可以看出，16：24發(fā)現(xiàn)B側(cè)主汽溫度上升，減溫水量不足，退出減溫水調(diào)節(jié)閥自動，采用節(jié)流主給水電動門提高減溫水量，B側(cè)一級減溫水量由3.5 T/H升至7.0 T/H，B側(cè)二級減溫水量由2.7 T/H升至11 T/H，B側(cè)主汽溫最高升至548℃開始下降，隨后于16：28又造成低溫502℃，此時又開大主給水電動門，減小減溫水量，B側(cè)一級減溫水量調(diào)小至2.9T/H，B側(cè)二級減溫水量調(diào)小至0T/H，隨后汽溫開始上升。16：31 B側(cè)主汽溫達(dá)573℃，16：34 B側(cè)主汽溫降至543℃，由于減溫水量減小幅度大，16：37 B側(cè)主汽溫上升至561℃。在控制主汽溫的過程中，運行人員手動調(diào)整減溫水量幅度過大。

（2）節(jié)流主給水電動門操作幅度大

減溫水量不足時節(jié)流主給水電動門，主給水電動門前后壓差由0.5MPa升至2.0Mpa，減溫水量大幅度增加。在發(fā)現(xiàn)汽溫下降時，16：28又開大了主給水電動門，導(dǎo)致給水流量瞬間增大，造成鍋爐汽包水位達(dá)+75mm，3號給水泵跳自動，在調(diào)穩(wěn)水位過程中，對汽溫調(diào)節(jié)造成了短時間的忽視，使B側(cè)主汽溫快速上升于16：31達(dá)573℃。在節(jié)流主給水電動門時操作幅度過大。

4 應(yīng)對措施

主汽溫度的控制是電廠過程控制中的一個難點[4]，主汽溫度容易受到多種因素的影響，如煙氣溫度變化、負(fù)荷的變化、燃料量的變化、給水溫度變化、減溫水流量變化等。加之主汽溫度是一個遲延現(xiàn)象比較嚴(yán)重的對象，尤其在退運高加汽側(cè)這種工況轉(zhuǎn)換過程中，無論是PID汽溫反饋控制和退出自動手動調(diào)節(jié)都充滿難度，下面就針對退運高加汽側(cè)造成B側(cè)主汽溫度超溫的情況，采取如下應(yīng)對措施：

4.1退運高加汽側(cè)操作前，提前調(diào)整運行工況

（1）提前節(jié)流主給水電動門，從這次經(jīng)驗來看，主給水電動門前后差壓調(diào)至1.2Mpa為宜，既不影響給水流量和汽包水位，又讓減溫水量有足夠的裕度。

（2）停運一側(cè)制粉系統(tǒng)，實踐表明，停運一側(cè)制粉系統(tǒng)時，送入爐膛的三次風(fēng)量減少，使對流過熱器的換熱量減小，過熱器減溫水量會減小，對退運高加汽側(cè)時主汽溫的平穩(wěn)控制提供了有利條件。

（3）在退運高加汽側(cè)操作前，將汽輪機高壓調(diào)門開至128以上，以保證A、B側(cè)主蒸汽通流量相當(dāng)，有利于主汽溫的調(diào)整。待高加汽側(cè)退運完成后，工況相對穩(wěn)定，再試著關(guān)小高壓調(diào)門來提高一次調(diào)頻動作合格率。

4.2退運高加汽側(cè)操作時，穩(wěn)定負(fù)荷，避免大幅度操作

（1）退運高加汽側(cè)時，將機組負(fù)荷調(diào)穩(wěn)。安全考慮，退運高加汽側(cè)的機組負(fù)荷以不超過100MW為宜。將下粉不穩(wěn)定的給粉機停運，避免下粉時有時無，時少時多造成負(fù)荷波動。

（2）在汽溫調(diào)節(jié)過程中要有針對性，前瞻性，了解減溫水閥與減溫水流量的對應(yīng)關(guān)系，操作幅度控制好，適時適度調(diào)節(jié)，以免引起汽溫大幅度波動。

（3）汽機側(cè)退運高加汽側(cè)應(yīng)平緩，主給水溫度下降速度不超5℃/min為宜。

4.3利用機組檢修期間，更換給粉機風(fēng)粉混合器

原來燃用無煙煤的風(fēng)粉混合器無法適應(yīng)煙煤改造后的工況。原來燃用無煙煤的風(fēng)粉混合器里的防磨內(nèi)襯板有兩塊，依次為一上、一下，兩塊之間存在間隙，一次風(fēng)竄風(fēng)至下粉管而影響給粉機的下粉均勻性。更換成全負(fù)壓型風(fēng)粉混合器，即風(fēng)粉混合器里的防磨內(nèi)襯板由兩塊改成一塊并加長使下粉更均勻。

結(jié)束語

以上對退運高加汽側(cè)造成B側(cè)主汽溫度超溫的原因進(jìn)行分析，并在運行操作方面和設(shè)備更換方面采取應(yīng)對措施，在接下來的多次退運高加汽側(cè)的操作中未出現(xiàn)主汽溫超溫的情況。在分析問題和解決問題的過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗、提升了電廠運行人員分析解決問題的能力，保證設(shè)備安全運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]粵瀧發(fā)電公司 粵瀧發(fā)電公司鍋爐運行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].2012

[2]粵瀧發(fā)電公司 粵瀧發(fā)電公司汽輪機運行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].2012

[3]張永濤.鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，1998

[4]王沛然.主汽溫新型控制系統(tǒng)設(shè)計與研究[D].華北電力大學(xué)，2005

作者簡介：付春冶（1980--），男，黑龍江大慶人。高級技師，工程師，從事火電廠集控運行工作。