600MW超臨界鍋爐啟動過程中主汽溫偏高問題分析及對策

摘 要：針對華電XX公司國產(chǎn)600MW機(jī)組直流鍋爐啟動時蒸汽溫度偏高的問題分析，認(rèn)為主要原因在水冷壁產(chǎn)生的蒸汽量太小，提出控制總風(fēng)量、啟動給水流量、加強(qiáng)燃料控制、提高給水溫度和提高一二次風(fēng)風(fēng)溫、制定完善的配煤計劃等措施。

關(guān)鍵詞：超臨界；直流鍋爐；啟動初期；溫度高

1 簡介

該鍋爐為一次再熱、擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風(fēng)、尾部雙煙道、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。

前后墻對沖燃燒、W型火焰燃燒。雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)正壓直吹式。B、E磨煤機(jī)燃燒器配置微油點火裝置，A、F磨煤機(jī)燃燒器配置輔油油槍。2臺動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，2臺動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，2臺動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，2臺三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。

2 啟動過程中主汽溫度偏高現(xiàn)象

在“168試運(yùn)行”及投產(chǎn)半年內(nèi)，多次啟動過程中出現(xiàn)過熱器汽溫偏高，尤其是并網(wǎng)期間，在主蒸汽壓力為7.8-9.5MPa左右時，屏式過熱器及高溫過熱器金屬溫度都曾達(dá)到550℃，有時甚至達(dá)到575℃。此時曾試圖增加減溫水量來控制汽溫，由于啟動電泵設(shè)計最高工作壓力只有11.9MPa，且減溫水取水點與噴入點間壓降太小，使減溫水流量小，減溫效果差，對汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)造成了一定影響。特別是機(jī)組冷態(tài)啟動時，要求主汽溫度維持450℃以下，但往往控制不了。由于主汽溫度高，造成汽輪機(jī)熱沖擊，高、中壓缸脹差大甚至超限，致使機(jī)組啟動延誤，增加了啟動成本。

3 原因分析

3.1 風(fēng)量偏大

點火后由于油槍霧化效果差，煙色較黑，爐膛光亮度差。運(yùn)行人員為改善燃燒，增加啟動油槍的根部風(fēng)，過于開大C擋板。加上風(fēng)量測點極容易堵塞和測量不準(zhǔn)，運(yùn)行人員只有根據(jù)送風(fēng)機(jī)電流、風(fēng)機(jī)出口壓力、氧量來調(diào)整送風(fēng)機(jī)負(fù)荷。運(yùn)行人員為防止風(fēng)量低低MFT，在風(fēng)量調(diào)節(jié)中比較保守。以上多種原因使得總風(fēng)量超過啟動時35%BMCR風(fēng)量的要求，使火焰中心上移，減少煤粉在爐膛的停留時間，水冷壁的輻射吸熱量減少，蒸發(fā)量降低。風(fēng)量大、火焰在爐膛的停留時間縮短，煙氣流量和流速增加，流受熱面的吸熱量增加，主蒸汽溫度上升。另外，過大的風(fēng)量降低了爐膛整體溫度場，延遲了燃燒，變相增加后部換熱。

3.2 投入煤粉時間不合理

為節(jié)約燃油，提前投入煤粉。一般在二次風(fēng)溫高于150℃，就啟動一次風(fēng)機(jī)。當(dāng)熱一次、二次風(fēng)溫200℃以上，就啟動制粉系統(tǒng)，這個時候水平煙道末端處煙溫在450℃左右，爐膛整體溫度還較低。且我廠燃用低揮發(fā)分無煙煤，著火燃燒困難。如投粉過早，煤粉的燃燼率低，燃燒進(jìn)一步惡化、推遲，火焰中心上移，造成水冷壁的輻射吸熱量減少，蒸發(fā)量降低。

3.3 給水流量大

在試運(yùn)期，由于給水量低多次發(fā)生MFT。運(yùn)行人員為防止給水流量低MFT；給水系統(tǒng)閥門調(diào)節(jié)性能不靈敏，調(diào)節(jié)滯后性較大；啟動過程中如果出現(xiàn)溫度偏高的現(xiàn)象后，強(qiáng)制提高給水流量等等原因造成了給水流量偏大。給水流量大，通過啟動分離器儲水罐溢水量就大，熱損失增加。在相同的燃燒加熱條件下，蒸發(fā)量減少，使得過熱器出口主蒸汽溫度上升。這樣大給水流量造成產(chǎn)汽量不足，為了滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)要求，又加大燃料量，就形成一個惡性循環(huán)，使得過熱器出口主蒸汽溫度偏高。

3.4 給水溫度低

進(jìn)入水冷壁的水溫低，在相同燃料燃燒加熱條件下，水冷壁的蒸發(fā)量降低。

3.5 油槍問題

油槍噴頭堵塞或者積碳、旋流霧化片損壞等原因使油槍霧化效果不好，燃油燃燒不良。曾試驗檢測發(fā)現(xiàn)#1爐E1油槍流量達(dá)5.4T/h，更換旋流霧化片后流量降至1.2T/h，但是還是未達(dá)到設(shè)計的0.8 T/h的要求。單只油量過大，霧化效果差，霧化角不足，使燃油燃燼率低和推遲燃燒。

3.6 汽輪機(jī)高低壓旁路系統(tǒng)的問題

汽輪機(jī)高低壓旁路系統(tǒng)的高旁閥和低旁閥因多種原因無法投入自動，每次都由運(yùn)行人員手動調(diào)節(jié)。這樣由于運(yùn)行人員的調(diào)節(jié)經(jīng)驗、個人水平等的差異造成主再熱蒸汽壓力波動大，從而影響分離器儲水罐的水位變化，造成給水流量變化大，使得主蒸汽壓力、溫度不易控制。

4 控制汽溫偏高的措施和改進(jìn)意見

4.1 控制總風(fēng)量

控制總風(fēng)量在35%BMCR（840KNm3/h）。嚴(yán)格按廠家提供的二次風(fēng)門開度曲線控制各風(fēng)門擋板的開度；控制爐膛和風(fēng)箱差壓在0.38-0.4kPa范圍內(nèi)；爐膛負(fù)壓控制在-100至-50Pa范圍內(nèi)。如汽溫偏高，可適當(dāng)降低總風(fēng)量 （低限30%BMCR 600 KNm3/h），降低煙氣流速；適量增加燃燼風(fēng)風(fēng)量，以降低爐膛火焰中心和出口煙氣溫度。

4.2 加強(qiáng)燃料控制

燃燒初期，保持燃油壓力在3.0MPa。在投入油槍過程中，防止燃料輸入過快過多引起過熱器出口汽溫度變化較大。第一臺制粉系統(tǒng)投入時注意煙溫、一次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫等情況，建議以爐膛煙溫探針退出時的煙溫（540℃），一次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫在250℃左右時再投入制粉系統(tǒng)。盡量投入B、E制粉系統(tǒng)，使用B、E磨煤機(jī)燃燒器的微油油槍，提高煤粉燃燼率。并使用B、E磨煤機(jī)入口熱風(fēng)暖風(fēng)器提高入磨風(fēng)溫至300℃。

制粉系統(tǒng)投入后，保持適當(dāng)?shù)慕o煤量，適當(dāng)開啟磨煤機(jī)負(fù)荷風(fēng)門。盡量保持磨煤機(jī)的料位穩(wěn)定（一般維持在400～700Pa），然后保證給煤量連續(xù)均勻，保證和維持磨煤機(jī)出口煤粉氣流風(fēng)煤比平穩(wěn)、均勻。并用旋轉(zhuǎn)分離器控制煤粉細(xì)度，縮短煤粉燃燼時間。

4.3 給水流量控制

給水流量控制是關(guān)鍵，省煤器入口給水流量=啟動循環(huán)泵360閥出口流量+給水補(bǔ)充量。由于最小給水流量涉及水冷壁的安全，在保證省煤器入口給水流量不低于25%BMCR（488t/h）和維持分離器儲水罐的水位穩(wěn)定正常的前提下，減少給水補(bǔ)充量，避免溢流。減少排放熱損失，提高蒸發(fā)量。

4.4 保證足夠的給水溫度和一、二次風(fēng)溫

啟動前提高給水溫度（加熱至130-150℃）和投入暖風(fēng)器提高一二次風(fēng)溫度，以及啟動制粉系統(tǒng)時投入磨煤機(jī)入口暖風(fēng)器。提高爐膛的整體溫度水平和燃燒溫度，增加鍋爐水冷壁的蒸發(fā)量。

4.5 過熱器一級減溫水控制方面

盡量不投減溫水。若要投用，嚴(yán)格控制減溫水量和減溫后的汽溫監(jiān)視，必須保證減溫后的汽溫有30℃以上的過熱度。

4.6 做好燃油系統(tǒng)點火前的準(zhǔn)備工作

油槍霧化器、高能點火器、推進(jìn)器等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行全部檢查和提前更換，槍頭檢查疏通清理，吹掃蒸汽正常備用。

4.7 控制沖轉(zhuǎn)壓力

降低沖轉(zhuǎn)壓力，控制主汽壓力6.8～7.3Mpa，有利于啟動時鍋爐水冷壁蒸發(fā)量的增加，機(jī)組沖轉(zhuǎn)參數(shù)相對容易控制。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)參數(shù)允許的情況下，可盡量開大高壓旁路（40%以上），增加受熱面的流通量。

4.8 制定完善的配煤計劃

按照設(shè)計煤種的上限煤質(zhì)供煤，確保入爐煤揮發(fā)分和發(fā)熱量，以使煤粉及時著火、燃燒更完全，降低火焰中心。但此方法應(yīng)用有限，只適用于大修原煤倉燒空后啟動。

5 結(jié)束語

東鍋的超臨界參數(shù)變壓直流燃煤鍋爐在啟動初期主汽溫度偏高是此類型鍋爐普遍存在的問題，而原因是多方面的，主要是：過早投入煤粉，在油煤混燃工況下燃燒和燃燼均相對延遲，使?fàn)t膛下部的吸熱量減少，產(chǎn)生的蒸汽量小，因此要滿足汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)的要求，就要相應(yīng)增加燃料量，從而引起對流受熱面換熱量增加，過熱器出口蒸汽溫度升高，如此產(chǎn)生惡性循環(huán)，造成過熱再熱蒸汽汽溫難以控制。2012年在#1、2鍋爐采取以上調(diào)整措施后，由于運(yùn)行控制得當(dāng)，避免了汽溫偏高現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]范從振.鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，2002.

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[3]XX600MW機(jī)組主機(jī)運(yùn)行規(guī)程[S].2012.

作者簡介：胡波（1975，10-），男，四川省宜賓市（籍貫），現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：鍋爐運(yùn)行。