660MW超臨界直流鍋爐汽溫調(diào)節(jié)分析

王英龍

摘 要：某電廠660MW超臨界直流鍋爐為當(dāng)前國(guó)內(nèi)的典型機(jī)組，投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，本文通過(guò)對(duì)此鍋爐進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗(yàn)和長(zhǎng)期運(yùn)行調(diào)整過(guò)程中總結(jié)的其在汽溫調(diào)整過(guò)程中的一些經(jīng)驗(yàn)和方法，來(lái)分析660MW超臨界鍋爐汽溫的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全、高效運(yùn)行。本文工作能夠?yàn)橥?lèi)型鍋爐的運(yùn)行和調(diào)試提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：超臨界；鍋爐；汽溫；調(diào)整

0 引言

某電廠660MW超臨界機(jī)組鍋爐為上海鍋爐廠引進(jìn)美國(guó)ALSTOM公司技術(shù)制造的國(guó)產(chǎn)超臨界參數(shù)、變壓運(yùn)行、螺旋管圈直流鍋爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊П型結(jié)構(gòu)、露天布置的燃煤鍋爐，鍋爐型號(hào)：SG-2080/25.4-M969，機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)一直運(yùn)行穩(wěn)定。660MW超臨界機(jī)組鍋爐作為當(dāng)前國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠較為典型的機(jī)型，汽溫調(diào)節(jié)是鍋爐運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，分析、總結(jié)汽溫調(diào)節(jié)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，提出相應(yīng)的解決措施，對(duì)于保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)安全供電具有十分重要的意義。

1 汽溫調(diào)節(jié)的主要任務(wù)及對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響

1.1 主要任務(wù)

汽溫調(diào)節(jié)是火力發(fā)電廠中鍋爐運(yùn)行最為重要的工作之一，總體而言，汽溫調(diào)節(jié)的主要任務(wù)有3個(gè)：第一，通過(guò)調(diào)節(jié)汽溫，使主、再熱器出口蒸汽溫度不能超過(guò)允許的最高溫度；第二，維持過(guò)熱器、再熱器管壁溫度始終保持在規(guī)程允許的安全范圍內(nèi)；第三，通過(guò)汽溫調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行的高效率。

1.2 汽溫調(diào)節(jié)對(duì)機(jī)組運(yùn)行影響

利用汽溫調(diào)節(jié)維持蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定，是機(jī)組安全、高效運(yùn)行的基本要求。過(guò)高、過(guò)低的汽溫以及變化過(guò)快的汽溫都會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)不利的影響，分析如下：

第一，過(guò)高的汽溫會(huì)導(dǎo)致機(jī)組設(shè)備壽命變短。汽溫太高首先會(huì)讓鍋爐直接受熱面和負(fù)責(zé)輸送蒸汽的管道材料蠕變加快，一旦汽溫嚴(yán)重超標(biāo)，可能會(huì)使材料強(qiáng)度快速降低，甚至出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行壽命。

第二，過(guò)低的汽溫會(huì)降低機(jī)組運(yùn)行效率，使煤耗變大。汽溫過(guò)低會(huì)使機(jī)組循環(huán)不暢，導(dǎo)致末級(jí)蒸汽中濕度變大，加大對(duì)汽機(jī)末級(jí)葉片的腐蝕。

第三，變化過(guò)大的汽溫容易產(chǎn)生管材等部件的疲勞，危及機(jī)組安全運(yùn)行。汽溫變化過(guò)大還會(huì)引起轉(zhuǎn)子和汽缸間的脹差改變，加劇機(jī)組振動(dòng)。

2 燃燒調(diào)整措施

由以上分析可以看出，汽溫調(diào)節(jié)對(duì)于超臨界鍋爐的安全、高效運(yùn)行有著極為重要的意義，因此，對(duì)于實(shí)際中出現(xiàn)的各種汽溫調(diào)節(jié)的問(wèn)題，應(yīng)該通過(guò)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，提出相應(yīng)的燃燒調(diào)整措施。對(duì)于該電廠鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，該電廠燃燒調(diào)整中主要存在以下問(wèn)題：當(dāng)前的燃燒控制方式以及二次風(fēng)配風(fēng)方式上對(duì)減小末級(jí)過(guò)熱器左側(cè)管壁金屬溫度與蒸汽溫度的差值是不利的；現(xiàn)有的風(fēng)箱-爐膛差壓控制方式主要利用偏置二次風(fēng)AⅡ、BⅡ、CⅡ、DⅡ、EⅡ控制與調(diào)整風(fēng)箱-爐膛差壓，AⅡ、BⅡ、CⅡ、DⅡ、EⅡ的假象切圓較大，在升降負(fù)荷過(guò)程中，偏置風(fēng)的調(diào)整快速改變了爐膛出口的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布，是造成左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度與同側(cè)最高管壁金屬溫度差值突然變大的原因。

根據(jù)以上分析，采取如下措施進(jìn)行燃燒調(diào)整：

（1）取消目前的風(fēng)箱-爐膛差壓控制方式，以解決升降負(fù)荷過(guò)程中，左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度與同側(cè)最高管壁金屬溫度差值突然變大的問(wèn)題。此項(xiàng)措施采用后，在一定的區(qū)間內(nèi)升降負(fù)荷時(shí)，所有二次風(fēng)擋板的開(kāi)度保持不變，末過(guò)入口的煙氣速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)保持大致相似，因而左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度與同側(cè)最高管壁金屬溫度差值基本穩(wěn)定不變，取消目前的風(fēng)箱-爐膛差壓控制方式，左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度與同側(cè)最高管壁金屬溫度波動(dòng)明顯變小，延長(zhǎng)了管子材料的壽命。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明，當(dāng)負(fù)荷大幅度變化時(shí)，需要采取措施保證壁溫與汽溫波動(dòng)同步，這就不會(huì)出現(xiàn)反向變化的情況。同時(shí)，還可以做到壁溫、汽溫波動(dòng)幅度較小，較為穩(wěn)定。

（2）對(duì)高、低負(fù)荷下，管壁金屬溫度偏高區(qū)域不同的情況，將660MW～300MW分為3個(gè)負(fù)荷區(qū)間，摸索出了適合不同負(fù)荷區(qū)間的二次風(fēng)配風(fēng)方式，比如，對(duì)于sofa5和sofa4二次風(fēng)門(mén)，分別在660～440MW、430～395MW、385MW以下3種運(yùn)行狀態(tài)下，適合不同負(fù)荷段的二次風(fēng)配風(fēng)方式將分別為0、0、0和70、0、100。在同一負(fù)荷區(qū)間內(nèi)，二次風(fēng)的配風(fēng)方式保持不變。新的配風(fēng)方式采用后的運(yùn)行狀況表明，在660MW～300MW的負(fù)荷區(qū)間內(nèi)，末級(jí)過(guò)熱器左側(cè)各管屏壁溫的均勻性得到顯著改善，左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度與同側(cè)最高管壁金屬溫度差值較調(diào)整前明顯降低。

3 燃燒調(diào)整效果

在600MW～550MW負(fù)荷區(qū)間，左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度可控制在565℃穩(wěn)定運(yùn)行，最高金屬溫度不超過(guò)586℃；在550MW～440MW負(fù)荷區(qū)間，左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度可控制在570℃穩(wěn)定運(yùn)行，最高金屬溫度不超過(guò)585℃；在380MW～330MW負(fù)荷區(qū)間，左側(cè)過(guò)熱蒸汽溫度可控制在570℃穩(wěn)定運(yùn)行，最高金屬溫度不超過(guò)586℃；目前已將3種配風(fēng)方式做入控制系統(tǒng)。

在采用新的配風(fēng)方式后，末過(guò)左側(cè)管壁金屬溫度偏差減少，末過(guò)左側(cè)最高管壁金屬溫度值與過(guò)熱蒸汽溫度的差值顯著降低。表明末級(jí)過(guò)熱器左側(cè)煙氣側(cè)溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的均勻性得到改善，同時(shí)右側(cè)煙氣流場(chǎng)的均勻性未受到影響，末級(jí)再熱器的金屬溫度均勻性也得到了改善。

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（作者單位：河北國(guó)華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司）