660MW超超臨界鍋爐濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行操作探討

摘要：超超臨界鍋爐的濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)是鍋爐升負(fù)荷過(guò)程中的重要操作，也是一個(gè)容易超溫的階段，通過(guò)對(duì)以往操作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，使這一過(guò)程得到更好的控制，達(dá)到快速、平穩(wěn)升負(fù)荷的目的。

關(guān)鍵詞：超超臨界 濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài) 給水流量 煤量

0設(shè)備簡(jiǎn)介

托電五期9、10號(hào)爐為660MW為高效超超臨界參數(shù)變壓直流本生型鍋爐，一次再熱，單爐膛，前后墻對(duì)沖方式，尾部煙道為雙煙道結(jié)構(gòu)，采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，事故狀態(tài)時(shí)有事故噴水，排渣方式為固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架，全懸吊結(jié)構(gòu)，全身采用緊身封閉，平衡通風(fēng)，Π 型布置鍋爐。爐膛高熱負(fù)荷區(qū)域采用內(nèi)螺紋管膜式螺旋水冷壁上部為垂直水冷壁，兩者間由過(guò)渡段水冷壁和水冷壁中間過(guò)渡集箱連接。爐膛上部布置有屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器;折焰角后部水平煙道布置有高溫再熱器;后豎井雙煙道分別布置水平低溫過(guò)熱器、低溫再熱器和省煤器。

爐膛燃燒方式為正壓直吹前后墻對(duì)沖燃燒，共配有36只LNASB低NOx軸向旋流式煤粉燃燒器，分三層分別布置在鍋爐前后墻水冷壁上，每層6只。

鍋爐采用不帶再循環(huán)泵的內(nèi)置式啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)，由啟動(dòng)分離器、儲(chǔ)水罐、儲(chǔ)水罐水位調(diào)節(jié)閥、疏水?dāng)U容器、疏水泵等組成。在鍋爐啟動(dòng)處于循環(huán)運(yùn)行方式時(shí)，飽和蒸汽經(jīng)汽水分離器分離后進(jìn)入頂棚過(guò)熱器，疏水進(jìn)入儲(chǔ)水罐。來(lái)自儲(chǔ)水罐的飽和水通過(guò)儲(chǔ)水罐水位調(diào)節(jié)閥后引至疏水?dāng)U容器。

1 轉(zhuǎn)態(tài)操作背景

亞臨界循環(huán)爐有一個(gè)體積很大的汽包對(duì)汽水進(jìn)行分離，汽包作為分界點(diǎn)將鍋爐受熱面分為蒸發(fā)受熱面和過(guò)熱受熱面兩部分。直流爐是靠給水泵的壓力，使鍋爐中的水、汽水混合物和蒸汽一次通過(guò)全部受熱面。亞臨界循環(huán)爐在點(diǎn)火前鍋爐上水到汽包低水位，鍋爐點(diǎn)火后，水冷壁吸收爐膛輻射熱，水溫升高后產(chǎn)生蒸汽，蒸汽由于比容低，汽水混合物沿著水冷壁上升到汽包，水循環(huán)建立。隨著燃料的增加，蒸發(fā)量增大，水循環(huán)加快，因此啟動(dòng)過(guò)程中水冷壁冷卻充分，運(yùn)行安全。超臨界直流鍋爐由于沒(méi)有汽包，水在鍋爐管中加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱后直接向汽輪機(jī)供汽。在啟動(dòng)前必須由鍋爐給水泵建立一定的啟動(dòng)流量（25%BMCR）和啟動(dòng)壓力，強(qiáng)迫工質(zhì)流經(jīng)受熱面。如果沒(méi)有啟動(dòng)系統(tǒng)，水冷壁的安全得不到保證。此時(shí)的汽水分離器和儲(chǔ)水罐就相當(dāng)于亞臨界鍋爐的汽包，也就是濕態(tài)運(yùn)行，當(dāng)爐內(nèi)蒸汽的蒸發(fā)量逐漸大于鍋爐水冷壁最小給水流量，鍋爐由濕態(tài)轉(zhuǎn)入干態(tài)即直流運(yùn)行。

鍋爐負(fù)荷小于25%MCR時(shí)，超超臨界鍋爐運(yùn)行在最小水冷壁流量，所產(chǎn)生的蒸汽要小于最小水冷壁流量，汽水分離器濕態(tài)運(yùn)行，汽水分離器中多于的飽和水通過(guò)汽水分離器液位控制系統(tǒng)控制排出。 當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于30%以上時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽大于最小水冷壁流量，過(guò)熱蒸汽流過(guò)汽水分離器，此時(shí)汽水分離器中沒(méi)有水，為干式運(yùn)行。汽水分離器出口或第一級(jí)過(guò)熱器出口蒸汽溫度，由給水流量/蒸汽溫度控制器以及鍋爐負(fù)荷指令的前饋信號(hào)控制，即由汽水分離器濕態(tài)時(shí)的液位控制轉(zhuǎn)為蒸汽溫度控制。濕干態(tài)"轉(zhuǎn)換時(shí)先增加鍋爐的燃燒率，然后增加給水量。在最小給水流量下燃燒率的增加使飽和蒸汽量增加而飽和水量減少，此時(shí)液位控制器控制汽水分離器的水位。當(dāng)汽水分離器入口"濕蒸汽"的焓值達(dá)到"干"飽和蒸汽焓值時(shí)，流進(jìn)汽水分離器得為"干"飽和蒸汽，汽水分離器液位控制閥因沒(méi)有飽和水而關(guān)閉。

隨著燃燒率的進(jìn)一步增加，使流經(jīng)汽水分離器的蒸汽逐步成為過(guò)熱蒸汽，溫度控制器因蒸汽溫度未達(dá)到設(shè)定點(diǎn)而不起作用。當(dāng)蒸汽溫度隨著燃燒率持續(xù)增加而超過(guò)設(shè)定點(diǎn)，溫度控制器起作用，同時(shí)流量控制器控制鍋爐給水流量，實(shí)現(xiàn)了由濕態(tài)時(shí)的液位控制到干態(tài)時(shí)得溫度和給水流量控制的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。

2干態(tài)運(yùn)行的標(biāo)志：

（1）有一定的過(guò)熱度，大于5℃

（2）儲(chǔ)水罐無(wú)水，361閥關(guān)閉

3濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)操作原則

（1）水冷壁最小給水流量是515t/h-617t/h（25%BMCR-30%BMCR），防止水冷壁超溫、對(duì)應(yīng)負(fù)荷大約為175MW-210MW，

（2）理論上講，由濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行，有兩種方法，一是保持給水量不變，增加煤量，另一種是保持煤量不變，降低給水流量，但是水冷壁有最低給水流量限制，所以在給水流量是515t/h-617t/h減水操作基本上行不通。

（3）濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)是一個(gè)燒過(guò)熱度的過(guò)程，在濕態(tài)的過(guò)程中一部分水燒成蒸汽用來(lái)帶負(fù)荷，一部分水排出去了，轉(zhuǎn)到干態(tài)后就是把這部分排出去的水也用來(lái)帶負(fù)荷，所以濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)過(guò)程中，水量是足夠的，保持穩(wěn)定，而溫度不夠需要把飽和水燒成帶過(guò)熱度的，所以燃燒不夠，需要慢慢的加煤量燒出來(lái)。

（4）保持給水量不變，600t/h水量能帶210MW負(fù)荷左右，但是煤量需要再加20t/h左右。

（5）轉(zhuǎn)換過(guò)程中加煤一定要緩慢，一般2t/h的加，煤進(jìn)入爐膛燒出汽溫需要4分鐘左右時(shí)間，這個(gè)過(guò)程不要著急，隨著燃燒的加強(qiáng)，儲(chǔ)水罐水位開(kāi)始下降，直到361閥全關(guān)，過(guò)熱度出現(xiàn)，就意味著進(jìn)入干態(tài)了，但是過(guò)熱度不要太大，保持5℃以上就可以了，太大很容易超溫，太小又會(huì)進(jìn)入濕態(tài)。

（6）干態(tài)運(yùn)行后，快速加負(fù)荷到240MW以上，這時(shí)候就要注意加水了，保持煤水比穩(wěn)定，保持5-10℃的過(guò)熱度，穩(wěn)定干態(tài)方式。

4濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)注意事項(xiàng)

（1） 轉(zhuǎn)干態(tài)過(guò)程中密切監(jiān)視儲(chǔ)水箱的水位，控制過(guò)熱度。

（2）轉(zhuǎn)干態(tài)過(guò)程中，嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐各受熱面溫度在正常范圍內(nèi)，不允許出現(xiàn)超溫的現(xiàn)象。

（3）濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)過(guò)程中，監(jiān)視361閥A的狀態(tài)，隨著儲(chǔ)水箱水位下降，361閥A自動(dòng)關(guān)小，待鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行后，檢查361閥A，361閥B已關(guān)閉，手動(dòng)關(guān)閉361閥前電動(dòng)門(mén)。開(kāi)啟儲(chǔ)水箱至過(guò)熱器二減手動(dòng)門(mén)、361閥及管路暖管手動(dòng)門(mén)后投入361閥及管路暖管系統(tǒng)。

（4）當(dāng)鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)后，關(guān)閉361閥前電動(dòng)門(mén)。當(dāng)汽水分離器入口蒸汽過(guò)熱度達(dá)到15～20℃，繼續(xù)增加燃料量時(shí)相應(yīng)增加給水流量并維持合適的水煤比。及時(shí)開(kāi)啟361閥暖閥電動(dòng)門(mén)，保證361閥及管道處于熱備用狀態(tài)。

（5）維持給水量，防止水量波動(dòng)。

（6）轉(zhuǎn)為干態(tài)后，及時(shí)關(guān)閉儲(chǔ)水箱361閥前電動(dòng)門(mén)，保證分離器壓力的穩(wěn)定。

（7）轉(zhuǎn)為干態(tài)后，應(yīng)快速升負(fù)荷至240MW以上，防止干/濕態(tài)工況反復(fù)轉(zhuǎn)換。

（8）給水旁路門(mén)在48%-51%范圍內(nèi)出現(xiàn)了擺動(dòng)，給水量100t/h左右，這時(shí)候需要調(diào)整汽泵轉(zhuǎn)速，避開(kāi)這個(gè)開(kāi)度。

（9）為了減少干擾，保證水量穩(wěn)定，保持汽泵汽源穩(wěn)定，提高輔汽壓力并保持穩(wěn)定，讓小機(jī)汽源為輔汽汽源。

5減水操作的例子

機(jī)組并網(wǎng)后，因?yàn)榻o水泵故障（30%電泵），導(dǎo)致脫硝一直沒(méi)有投上，急于提高汽溫，啟動(dòng)了第四臺(tái)磨，導(dǎo)致240MW，才進(jìn)行轉(zhuǎn)態(tài)操作，為了平衡富裕的熱量，加大了給水量，至1000t/h的給水量，因?yàn)榧哟罅私o水量且在濕態(tài)，產(chǎn)生的蒸汽量并沒(méi)有增加（可能減少），導(dǎo)致過(guò)熱器在減溫水全開(kāi)的情況下，還發(fā)生了超溫現(xiàn)象。在這種情況下，轉(zhuǎn)態(tài)，就必須進(jìn)行減水操作了。

結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了660MW超超臨界鍋爐的濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)操作的背景、完成轉(zhuǎn)態(tài)標(biāo)志、操作原則以及注意事項(xiàng)，并介紹了特殊工況下的通過(guò)保持燃料量不變，減水操作達(dá)到轉(zhuǎn)態(tài)的目的進(jìn)行了介紹，確保濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)過(guò)程平穩(wěn)，保證鍋爐的安全運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

畢士博，（1981-），男，工程師 ，大學(xué)本科，從事集控運(yùn)行工作。