660 MW超超臨界機(jī)組深度滑參數(shù)停機(jī)

孔凡續(xù)，郭以永，匡政

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安　237126)

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660 MW超超臨界機(jī)組深度滑參數(shù)停機(jī)

孔凡續(xù)，郭以永，匡政

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安237126)

摘要：近年來(lái)，隨著超超臨界機(jī)組容量、參數(shù)的不斷提高，機(jī)組停運(yùn)后冷卻時(shí)間大大延長(zhǎng)，嚴(yán)重影響機(jī)組檢修工作的開(kāi)展，降低了機(jī)組利用小時(shí)數(shù)?？偨Y(jié)了660 MW超超臨界機(jī)組深度滑參數(shù)停機(jī)的操作過(guò)程及注意事項(xiàng)，最大限度降低了鍋爐、汽輪機(jī)本體的金屬溫度，有效縮短了機(jī)組冷卻時(shí)間，確保機(jī)組停機(jī)過(guò)程安全、穩(wěn)定、可靠。

關(guān)鍵詞：超超臨界機(jī)組；深度滑參數(shù)停機(jī)；金屬溫度

0引言

某電廠2臺(tái)660 MW機(jī)組鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、Π型半露天布置、干式機(jī)械式除渣系統(tǒng)、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。汽輪機(jī)為上海電氣集團(tuán)有限公司制造的一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。主汽門前額定壓力為25.0 MPa，額定溫度為600 ℃，再熱主汽閥前額定溫度為600 ℃。機(jī)組采用定-滑-定的運(yùn)行方式，帶基本負(fù)荷并調(diào)峰運(yùn)行。汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)采用35%容量的高壓旁路和低壓旁路。

滑參數(shù)停機(jī)是通過(guò)逐漸降低主、再熱蒸汽參數(shù)來(lái)降低負(fù)荷，直至停止汽輪機(jī)的一種停機(jī)方式。這種方式可以使停機(jī)后的汽輪機(jī)缸溫降到較低的水平。深度滑降參數(shù)是通過(guò)優(yōu)化停機(jī)操作，在保障機(jī)組安全的前提下，最大限度地降低鍋爐和汽輪機(jī)的金屬溫度，達(dá)到進(jìn)一步縮短檢修工期、提高機(jī)組利用小時(shí)數(shù)的目的[1]。

1正?；瑓?shù)停機(jī)分析

表1是該電廠660 MW超超臨界機(jī)組正?；瑓?shù)停機(jī)的缸溫、壁溫及冷卻時(shí)間統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由表1可知，自打閘起，汽輪機(jī)缸溫冷卻至停盤車溫度(100 ℃)平均需要15 d，鍋爐過(guò)熱器壁溫冷卻至爐膛煙道可進(jìn)人檢修的溫度(50 ℃)平均需要7 d。

2深度滑降參數(shù)控制分析

2.1 第1階段

深度滑降參數(shù)停機(jī)的第1階段為機(jī)組降負(fù)荷至汽輪機(jī)打閘，該階段主要按滑參數(shù)曲線來(lái)控制主、再熱蒸汽壓力和溫度。如圖1所示，該階段要控制主、再熱蒸汽溫度分別降至550，500，450，400 ℃時(shí)保持穩(wěn)定0.5 h以上，讓汽輪機(jī)缸溫有足夠時(shí)間自然下降，而不是通過(guò)蒸汽來(lái)冷卻汽缸。

表1　正常滑參數(shù)停機(jī)缸溫、壁溫及冷卻時(shí)間

圖1　深度滑參數(shù)停機(jī)主蒸汽參數(shù)曲線

正常降負(fù)荷至300 MW前保持自動(dòng)發(fā)電量控制(AGC)系統(tǒng)投入，完成停機(jī)前必要的聯(lián)鎖試驗(yàn)和準(zhǔn)備工作。在此過(guò)程中，保持主、再熱蒸汽溫度降低速率<1.5 ℃/min。該階段由于蒸汽流量大，所以主、再熱蒸汽溫度下降速率易保持穩(wěn)定[2]。

表2是該階段深度滑參數(shù)停機(jī)的主要參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。機(jī)組負(fù)荷降至300 MW時(shí)，根據(jù)調(diào)度指令退出AGC系統(tǒng)，機(jī)組通過(guò)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)進(jìn)行控制。控制主蒸汽壓力變化速率<0.1 MPa/min，控制主、再熱蒸汽溫度變化速率<1.5 ℃/min，避免主、再熱蒸汽溫度出現(xiàn)大幅度波動(dòng)。發(fā)現(xiàn)變化速率有擴(kuò)大趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施予以控制；若10 min內(nèi)汽溫快速降低50 ℃以上，應(yīng)立即打閘停機(jī)?；瑓?shù)過(guò)程中要保持進(jìn)汽輪機(jī)的主蒸汽有100～150 ℃的過(guò)熱度，嚴(yán)禁過(guò)熱度小于100 ℃。為提高主蒸汽的過(guò)熱度，可以適當(dāng)調(diào)整主蒸汽壓力偏置，降低主蒸汽壓力，增大汽輪機(jī)高、中壓調(diào)門開(kāi)度，提高汽輪機(jī)的通汽量。機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程中，控制機(jī)組在350，300，200 MW負(fù)荷段穩(wěn)定1 h以上，以便有足夠的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)進(jìn)行冷卻。鍋爐制粉系統(tǒng)停運(yùn)采取自上而下的方式，保持下層磨煤機(jī)運(yùn)行，減煤操作要平緩，控制減煤速率<2 t/min，減煤間隔時(shí)間≥3 min。為防止氮氧化物排放超標(biāo)，應(yīng)保持B磨煤機(jī)運(yùn)行，以提高選擇性催化還原(SCR)反應(yīng)器入口煙溫。

表2　深度滑參數(shù)停機(jī)主要參數(shù)

該階段機(jī)組主要在低負(fù)荷工況下運(yùn)行，根據(jù)給煤量及時(shí)調(diào)整給水量，保持較小的啟動(dòng)分離器出口蒸汽過(guò)熱度(<15 ℃)，以減少減溫水用量，如需投用減溫水必須保證減溫后蒸汽過(guò)熱度>50 ℃。鍋爐轉(zhuǎn)入濕態(tài)運(yùn)行后，控制給水流量在650 t/h并保持穩(wěn)定。鍋爐給水由主路切換至旁路控制后，由于減溫水壓力與主蒸汽壓力偏差增大，可能造成減溫水流量劇增，這時(shí)要及時(shí)調(diào)整減溫水調(diào)門，使減溫水流量穩(wěn)定、減溫器后蒸汽溫度變化平穩(wěn)[3]。

2.2第2階段

深度滑降參數(shù)停機(jī)的第2階段為汽輪機(jī)打閘至鍋爐熄火。汽輪機(jī)打閘停機(jī)后，鍋爐繼續(xù)運(yùn)行，進(jìn)一步降低爐膛溫度、煙氣溫度及各受熱面金屬溫度。在此過(guò)程中，鍋爐受熱面煙氣側(cè)和汽側(cè)同步降溫，不改變受熱面金屬溫度場(chǎng)分布，最大限度減小受熱面金屬內(nèi)外溫差，從而使受熱面金屬冷卻過(guò)程均勻、平緩并可控，避免受熱面金屬在冷卻過(guò)程中受到損傷。

主蒸汽壓力降至5.0 MPa，主、再熱蒸汽溫度降至400 ℃時(shí)，汽輪機(jī)可以打閘停機(jī)，鍋爐繼續(xù)運(yùn)行。汽輪機(jī)打閘停機(jī)后，鍋爐控制給煤量緩慢下降，根據(jù)煤質(zhì)情況并結(jié)合主蒸汽壓力、溫度變化速率調(diào)整給煤量(給煤量變化速率<1 t/min)。當(dāng)煤質(zhì)較差、著火不穩(wěn)時(shí)，煤量每降低2 t/h需要間隔5 min，觀察主要參數(shù)的變化情況后再?zèng)Q定是否繼續(xù)降低給煤量。鍋爐給煤量降至25～30 t/h，維持不變。降低給煤量的同時(shí)，緩慢降低鍋爐給水流量，降至500 t/h后維持不變。

汽輪機(jī)打閘后，根據(jù)主蒸汽壓力的變化，平緩開(kāi)啟高低壓旁路閥，控制主蒸汽壓力變化速率<0.1 MPa/min，盡量保持旁路閥開(kāi)度在60%以上，增大蒸汽流量，提高冷卻效果。保持主、再蒸汽溫度變化速率<1.5 ℃/min，逐漸降低鍋爐主、再熱蒸汽溫度。主、再熱蒸汽溫度每降低50 ℃，暫停降溫降壓，維持運(yùn)行20 min，檢查各參數(shù)正常后繼續(xù)降溫降壓。在主、再熱蒸汽降溫降壓過(guò)程中，嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐水冷壁及各級(jí)過(guò)熱器、再熱器的壁溫變化，控制壁溫變化速率<2 ℃/min，同時(shí)維持總風(fēng)量在800～900 t/h，降低爐膛溫度、煙氣溫度及各受熱面金屬溫度。

該階段由于主蒸汽壓力較低，過(guò)熱器內(nèi)蒸汽流量小、流速慢，減溫水汽化困難，控制不當(dāng)可能導(dǎo)致過(guò)熱器內(nèi)進(jìn)水，從而引起過(guò)熱器金屬溫度急劇變化。在減溫水投運(yùn)時(shí)要控制過(guò)熱蒸汽一、二、三級(jí)減溫水均勻投入，使減溫水流量變化平穩(wěn)，同時(shí)注意各級(jí)過(guò)熱器出口蒸汽溫度變化情況?？刂茰p溫器后蒸汽溫度有50 ℃以上過(guò)熱度，嚴(yán)禁減溫器后蒸汽溫度低于飽和溫度。若減溫水投運(yùn)后，減溫器后蒸汽溫度或過(guò)熱器出口蒸汽溫度快速下降，需要立即調(diào)小減溫水調(diào)門，必要時(shí)關(guān)閉減溫水電動(dòng)門。汽輪機(jī)打閘后，給水泵轉(zhuǎn)速降至2 800 r/min，維持給水旁路調(diào)門開(kāi)度在60%以上?？刂平o水旁路調(diào)門前、后壓差在1～3 MPa，以減小減溫水壓力與蒸汽壓力的差值。減溫水壓力與蒸汽壓力差大于3 MPa后，減溫水調(diào)門開(kāi)度不應(yīng)超過(guò)10%。鍋爐主蒸汽壓力降至1 MPa，主蒸汽溫度降至280 ℃，穩(wěn)定30 min后鍋爐熄火停運(yùn)。

3深度滑參數(shù)停機(jī)的效益分析

深度滑參數(shù)停機(jī)缸溫、壁溫及冷卻時(shí)間見(jiàn)表3，對(duì)比表1和表3可知：機(jī)組正常滑參數(shù)停運(yùn)，汽輪機(jī)打閘時(shí)缸溫為480 ℃，冷卻至100 ℃(停盤車溫度)需要15 d，若采取深度滑降參數(shù)停機(jī)，汽輪機(jī)打閘時(shí)汽輪機(jī)缸溫為360 ℃，冷卻至100 ℃需要10 d，縮短5 d時(shí)間；機(jī)組正?；瑓?shù)停運(yùn)，主燃料跳閘(MFT)時(shí)鍋爐本體過(guò)熱器金屬溫度為470 ℃，冷卻至50 ℃(爐膛煙道進(jìn)人檢修溫度)需要約7 d，采取深度滑降參數(shù)停機(jī)，MFT時(shí)鍋爐本體過(guò)熱器金屬溫度為270 ℃，冷卻至50 ℃需要4 d，縮短3 d時(shí)間。若機(jī)組檢修時(shí)間縮短5 d，按機(jī)組每日帶75%額定負(fù)荷計(jì)算，每天發(fā)電量為12 GW·h，5 d共多發(fā)電60 GW·h。

表3　深度滑參數(shù)停機(jī)缸溫、壁溫及冷卻時(shí)間

4結(jié)束語(yǔ)

為確保鍋爐停機(jī)過(guò)程安全、穩(wěn)定、可靠，本文分析了超超臨界機(jī)組停機(jī)過(guò)程中采用深度滑降參數(shù)方式的可行性，總結(jié)了超超臨界機(jī)組深度滑參數(shù)停機(jī)的操作思路、技術(shù)措施以及相關(guān)的注意事項(xiàng)，為提前檢修設(shè)備開(kāi)創(chuàng)了有利條件，對(duì)縮短檢修工期意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚欣星.單元機(jī)組集控運(yùn)行[M].北京: 中國(guó)電力出版社,2009.

[2]王永康.660 MW超臨界機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)探討[J].華東電力，2008，36(2)：45-49.

[3]盧偉翔.國(guó)產(chǎn)1 000 MW發(fā)電機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)優(yōu)化方案[J].華北電力技術(shù), 2014(2)：58-61.

(本文責(zé)編：劉芳)

收稿日期:2016-03-24；修回日期:2016-05-18

中圖分類號(hào)：TM 621.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1951(2016)05-0027-03

作者簡(jiǎn)介：

孔凡續(xù)(1975—)，男，山東菏澤人，運(yùn)行部鍋爐專工，工程師，從事鍋爐運(yùn)行管理方面的工作(E-mail:2420309326@qq.com)。

郭以永(1975—)，男，山東棗莊人，副總工程師兼運(yùn)行部主任，高級(jí)工程師，從事發(fā)電廠運(yùn)行管理方面的工作。

匡政(1988—)，男，安徽六安人，助理工程師，從事集控運(yùn)行生產(chǎn)方面的工作。