600MW鍋爐加裝憋壓閥后對(duì)汽溫調(diào)整的影響

岑剛

【摘 要】本文主要研究某電廠600MW機(jī)組給水泵出口壓力不能在所有工況下滿足鍋爐減溫水壓力的問(wèn)題。如果鍋爐承受各種負(fù)荷，減溫噴水量將發(fā)生明顯變化。在低負(fù)載下，蒸汽壓力低，因此，隨著汽壓的降低，水蒸汽汽化增大。但是，由于一個(gè)鍋爐的蒸發(fā)受熱面與過(guò)熱受熱面溫度之比是恒定的，所以減溫水量極度增加，這導(dǎo)致減溫水系統(tǒng)的阻力，隨著鍋爐負(fù)荷的變小，總體趨勢(shì)略有增加。如果給水泵的出口壓力不滿足鍋爐的減溫水壓力，則在省煤器入口和主給水門之間安裝一個(gè)減壓閥，增加減溫水壓力，降低過(guò)熱汽溫。

【關(guān)鍵詞】減溫水壓力;降低

中圖分類號(hào)： TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）36-0331-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.159

1 概況

1.1 簡(jiǎn)介

某電廠安裝兩臺(tái)600MW汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為上海鍋爐股份有限公司設(shè)計(jì)制造的SG2093/17.5-M919型亞臨界汽包鍋爐，固態(tài)排渣。燃燒器由II型半緊身封閉全封閉膜組成，在爐子的每個(gè)角落都配備了一組燃燒器，有17個(gè)噴嘴，其中6個(gè)煤粉的噴嘴可30度上下擺動(dòng)。為了在爐內(nèi)提供良好的空氣動(dòng)力，上下兩層輔助腔室OFA設(shè)置為反切18°，以克服鍋爐中的溫差，OFA氣室可在水平方向上擺動(dòng)。其他三個(gè)油的噴嘴是穩(wěn)定的，它不會(huì)擺動(dòng)。有三部分再熱器，墻式、前屏和末級(jí)再熱器。燃燒器的擺角可調(diào)整再熱汽溫，事故情況下超溫和輔助調(diào)節(jié)時(shí)用減溫水。

1.2 課題提出

自機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，過(guò)熱汽溫和再熱汽溫在負(fù)荷低于400MW時(shí)總出現(xiàn)不易調(diào)整從而超溫的現(xiàn)象。鍋爐專業(yè)進(jìn)行調(diào)研，找出不足，提出措施：在主給水門后加裝憋壓閥，通過(guò)產(chǎn)生壓差來(lái)提高減溫水壓力。其中最重要的評(píng)價(jià)因素是廠家提供的鍋爐噴嘴所需的壓力降，噴嘴所需壓力降包括實(shí)際壓降和最大壓降，在某些情況下，預(yù)期的最大壓降大于實(shí)際的壓降。減溫水管上帶有一個(gè)控制閥，閥門入口和出口之間的壓力差也會(huì)影響調(diào)節(jié)的性能，增大壓力差可提高系統(tǒng)質(zhì)量，但會(huì)增加系統(tǒng)阻力。

1.3 簡(jiǎn)介

憋壓閥是一種特殊用途的壓力閥。如果鍋爐在低負(fù)荷（額定流量為30%到50%）下運(yùn)行，會(huì)建立一定壓差，這將滿足減溫水所需的壓力。在鍋爐滿負(fù)荷時(shí)，閥門全開(kāi)，此時(shí)閥門壓降≤0.01MPa;降至65%額定負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行人員關(guān)小閥門，通過(guò)節(jié)流，建立一定的壓差，使得減溫水得到需要的壓頭。

2 安裝前

2.1 電廠運(yùn)行狀況

自機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)常出現(xiàn)主汽溫度超溫從而再熱汽溫超溫的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。針對(duì)過(guò)熱器一級(jí)減溫水裕量不足的現(xiàn)象，為有效防止后屏過(guò)熱器超溫，保證高再出口汽溫達(dá)到額定值，同時(shí)提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，特制定以下措施：

1）結(jié)合受熱面吹灰對(duì)高再汽溫的影響和磨煤機(jī)輪換運(yùn)行，合理調(diào)整燃燒器運(yùn)行方式。

2）在后屏過(guò)熱器壁溫不超報(bào)警值558℃的前提下，盡量保證主給水閥全開(kāi)，如因燃燒器運(yùn)行方式、磨煤機(jī)啟動(dòng)等引起減溫水量不足時(shí)，可短時(shí)保持主給水閥適當(dāng)開(kāi)度，提高給水節(jié)流壓差來(lái)增加減溫水量。如各級(jí)受熱面壁溫達(dá)到超溫累計(jì)值短時(shí)不能消除或超出超溫累計(jì)值20℃以上時(shí)必須采取緊急降負(fù)荷措施。

3）當(dāng)給水壓差達(dá)到0.5MPa以上時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)就地給水管道、閥門振動(dòng)的檢查。

4）在點(diǎn)動(dòng)操作主給水閥時(shí)，如給水流量、差壓無(wú)明顯變化應(yīng)檢查給水閥是否卡澀。

5）通過(guò)公司MIS網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行參數(shù)，分屏過(guò)熱器出口金屬溫度經(jīng)常超限，持續(xù)時(shí)間大，幅度大，兩邊與中間管路金屬溫度溫差在100到150°C之間變化。

2.2 超溫原因分析

再熱器溫度超高限的原因很復(fù)雜，與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，選材和運(yùn)行調(diào)整等有關(guān)。

金屬溫度超高限與磨煤機(jī)運(yùn)行方式有關(guān)。測(cè)試中，單個(gè)燃燒器在不同的工作條件下運(yùn)行，再熱器金屬溫度發(fā)生了顯著變化。兩側(cè)管熱交換速度快，中心管熱交換速度慢。這是因?yàn)樵贌崞鞴艿涝O(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到熱負(fù)荷和流量的問(wèn)題，在整個(gè)爐膛方向上沒(méi)有經(jīng)過(guò)中間交叉，低溫和高溫段熱偏差形成疊加，使得管道之間的熱偏差更大。

3 安裝后

3.1 調(diào)試

安裝憋壓閥后，在不同負(fù)荷下進(jìn)行調(diào)試。隨著閥門逐漸關(guān)小，前后差壓逐漸增大。表1為負(fù)荷500MW時(shí)憋壓閥的關(guān)小和開(kāi)大過(guò)程比較。

3.2 運(yùn)行情況

安裝憋壓閥后，各臺(tái)鍋爐受熱面壁溫超限現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)如下：

1）3#爐5月份壁溫超溫4299次，多為通訊問(wèn)題造成測(cè)點(diǎn)溫度突變，實(shí)際超溫47次。

2）4#爐后屏過(guò)熱器超溫10次，其它受熱面無(wú)超溫現(xiàn)象。

3）實(shí)際超溫現(xiàn)象往往發(fā)生在低負(fù)荷制粉系統(tǒng)啟停或升負(fù)荷階段。

表1 負(fù)荷500MW時(shí)憋壓閥的關(guān)小和開(kāi)大過(guò)程比較

各臺(tái)鍋爐受熱面壁溫超限現(xiàn)象分析：

1）安評(píng)專家提出：實(shí)際平均壁溫應(yīng)與蒸汽溫度相等或接近，但#3爐高再平均壁溫比蒸汽溫度高18℃，再熱器出口蒸汽溫度大約在536℃時(shí)，壁溫均在560～570℃之間，所以在加負(fù)荷時(shí)極易使壁溫超限，這是再熱器超溫的主要原因。建議進(jìn)行測(cè)點(diǎn)校驗(yàn)或停爐后檢查測(cè)點(diǎn)。

2）實(shí)際超溫另外一個(gè)原因是：根據(jù)當(dāng)前的電網(wǎng)要求，負(fù)荷升速率很高，燃料和風(fēng)量更大，更快，更頻繁變化，且調(diào)節(jié)過(guò)程有所延長(zhǎng)。改變爐內(nèi)的燃燒強(qiáng)度后，蒸汽量不會(huì)改變。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到目標(biāo)時(shí)，蒸汽流量增加，這會(huì)減少燃料和風(fēng)量，同時(shí)減溫水量在自動(dòng)上升后不會(huì)減少，蒸汽溫度下降，減溫水自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)法滿足高速負(fù)荷升降的要求，工人無(wú)法及時(shí)調(diào)整，因此管壁溫度升高。

3）#3、#4爐在汽包壓力和主給水流量基本一致的情況下（13.0MPa、1000t/h），#4爐給水母管的壓力比#3爐高0.18MPa，在低負(fù)荷時(shí)#3爐一級(jí)減溫水調(diào)門經(jīng)常開(kāi)至90%以上，相同開(kāi)度和工況下，單路一級(jí)減溫水量偏小10t/h，說(shuō)明#3機(jī)組憋壓閥差壓不足。

針對(duì)以上現(xiàn)象，盡快檢查這些溫度測(cè)量點(diǎn)。特別是，如果所需的壁溫和蒸汽溫度值不符合要求，則重新檢查和處理，降低誤報(bào)限值的現(xiàn)象。

3.3 相關(guān)措施

針對(duì)機(jī)組汽溫特點(diǎn)及新裝憋壓閥在各負(fù)荷、給水流量下的節(jié)流特點(diǎn)，為防止給水流量、壓力異常波動(dòng)對(duì)汽包水位的影響，更好地發(fā)揮減溫水調(diào)整作用，制定以下措施：

1）給水憋壓閥的操作調(diào)整不作為調(diào)節(jié)給水流量和汽包水位的手段。

2）響應(yīng)于供水壓力的變化，在各種負(fù)載工況下調(diào)節(jié)憋壓閥的壓力，以滿足減溫水需求，一級(jí)減水保持在40-50%，以確保工作條件改變時(shí)及時(shí)增加和減少減溫水量。

3）憋壓閥的工作范圍不是很大。特別在小于10%開(kāi)度時(shí)，調(diào)整不能超過(guò)1%。每次操作前后均應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控差壓，以避免水壓和流量出現(xiàn)異常波動(dòng)。

4）在增加或減少負(fù)荷，啟動(dòng)和停止制粉系統(tǒng)以及其他工作條件變化之前，事先檢查減溫水裕量是否滿足要求以及每個(gè)金屬溫度是否較高。

5）減溫水自動(dòng)調(diào)節(jié)較差，操作人員應(yīng)在增加或減少負(fù)荷以及其他工作條件變化之前檢查減溫水量。后屏的溫度控制在520～530℃，不能過(guò)高，不能過(guò)低。

6）針對(duì)下排磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)再熱汽溫偏低的現(xiàn)象，調(diào)整磨煤機(jī)運(yùn)行方式如下：在磨煤機(jī)無(wú)檢修時(shí)，三臺(tái)磨煤機(jī)以3、4、5運(yùn)行為主，四臺(tái)磨煤機(jī)以3、4、5、6運(yùn)行為主;1、2磨煤機(jī)作為第五臺(tái)磨煤機(jī)，每天輪換運(yùn)行一次，不得連續(xù)啟動(dòng)。

7）加強(qiáng)燃燒調(diào)整，降低兩側(cè)的蒸汽溫度偏差，確保兩側(cè)的偏差不超過(guò)10℃。

8）保證機(jī)組各種參數(shù)正常運(yùn)行，認(rèn)真操作，加強(qiáng)燃燒調(diào)整，調(diào)整好內(nèi)、外二次風(fēng)，使火焰不偏移，中心適當(dāng)。

9）實(shí)際運(yùn)行中，上面磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)很容易出現(xiàn)溫度超高限。其他磨煤機(jī)再啟動(dòng)時(shí)，有必要增加已經(jīng)運(yùn)行磨煤機(jī)的煤量，并確保風(fēng)煤比例。啟動(dòng)后，減少磨煤機(jī)的煤并平衡爐中的煤。另外，蒸汽溫度可以先降低到約525℃，之后再慢慢調(diào)整正常值。

10）在磨煤機(jī)正常切換運(yùn)行時(shí)，則必須加強(qiáng)二次風(fēng)的調(diào)節(jié)，并防止火焰出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象。如果蒸汽溫度急劇升高，上面磨煤機(jī)的二次空氣的流量可增加，并且一次風(fēng)速將適當(dāng)降低。向下移動(dòng)火焰中心，調(diào)整煙氣擋板和減溫水，以使蒸汽溫度不超限。

4 總結(jié)

大型鍋爐中過(guò)熱器、再熱器超溫的原因各不相同，有必要針對(duì)根本原因進(jìn)行處理，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行預(yù)防。

1）在保持適當(dāng)?shù)幕鹧嬷行囊苑乐够鹧嫫钡耐瑫r(shí)，做好調(diào)節(jié)燃燒的工作。溫度嚴(yán)重超高限時(shí)，進(jìn)行針對(duì)性強(qiáng)的調(diào)整燃燒試驗(yàn)，調(diào)節(jié)鍋爐燃料火焰中心的分布和高度，找到合適的運(yùn)行模式，并減少溫度超限問(wèn)題。

2）在運(yùn)行過(guò)程中負(fù)荷升降率要控制好，防止變化率過(guò)大而導(dǎo)致溫度超限，加強(qiáng)鍋爐吹灰工作，保持金屬受熱表面的內(nèi)部和外部干凈，預(yù)防由于空預(yù)器或本體漏風(fēng)導(dǎo)致的溫度超限。

3）確保爐膛出口煙氣溫度和蒸汽溫度不超溫，并及時(shí)投入減溫裝置。

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