高加解列對直流鍋爐的影響及控制措施分析

張鶴，時占軍

（山西京能呂臨發(fā)電有限公司，山西 呂梁 033200）

呂臨發(fā)電一期建設2×350MW超臨界循環(huán)流化床空冷機組，工程配套東方鍋爐廠生產(chǎn)的1186t/h循環(huán)流化床燃燒方式、超臨界參數(shù)變壓運行直流鍋爐，型號為DG1186/25.31-Ⅱ1；汽輪機為上氣集團生產(chǎn)的超臨界、單軸、一次中間再熱、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽輪機，型號為NZK350-24.2/566/566；發(fā)電機為上氣集團生產(chǎn)的雙水內冷、靜態(tài)勵磁汽輪發(fā)電機，型號為QFS2-350-2。該機組回熱系統(tǒng)設有七級抽汽，其中，一、二、三段抽汽分別向一、二、三號高加供汽；四段抽汽向小汽輪機、除氧器加熱、輔助蒸汽聯(lián)箱等供汽；五段抽汽一部分至五號低加，另一部分至暖風器、熱網(wǎng)等。六、七段抽汽分別向六、七號低加供汽。給水系統(tǒng)為單元制，每臺機組配備1臺100%BMCR容量的汽動給水泵，兩臺機組公用1臺35%容量電動給水泵。給水系統(tǒng)還為再熱器減溫器、過熱器減溫器提供減溫水。

高壓加熱器簡稱高加，是一種接在高壓給水泵后加熱給水的表面式加熱器，可以利用汽輪機的抽汽加熱給水，提高鍋爐給水溫度，進而提高機組整體熱經(jīng)濟效率。汽輪機在TRL工況下：一段抽汽流量為69t/h，二段抽汽流量為87t/h，三段抽汽流量為62t/h，一、二、三段抽汽流量之和為218t/h。所以當高負荷情況下高加發(fā)生解列，不僅會降低機組的整體熱經(jīng)濟效率，還會因為大量的抽汽返回汽輪機內做功而對機組的負荷、給水溫度、蒸汽溫度壓力、鍋爐燃燒、汽動給水泵出力等產(chǎn)生巨大影響。本文通過對高加解列后產(chǎn)生的影響進行分析，并提出針對性的控制措施，以減少高加解列對機組正常運行造成的影響。

1 高加解列的影響

1.1 對負荷的影響

在協(xié)調控制（CCBF方式）下高加突然解列，抽汽突然中斷，大量的高加抽汽（在TRL工況下：一段抽汽流量為69t/h，二段抽汽流量為87t/h，三段抽汽流量為62t/h，一、二、三段抽汽流量之和為218t/h）返回汽輪機內做功，造成機組負荷快速上漲30～50MW。鍋爐主控投入的情況下，協(xié)調自動減煤量，且鍋爐給水溫度隨之會降低，中間點溫度會下降，負荷也會隨之下降，最后達到新的平衡點。

1.2 對協(xié)調、AGC、給水流量等自動控制的影響

高加解列前，機組鍋爐給水流量自動投入，協(xié)調控制CCBF方式，AGC投入。高加突然解列后，負荷快速上升，AGC指令與實際負荷反饋偏差絕對值大于30MW后，AGC會退出。如果由于高加泄漏導致高加解列，鍋爐給水流量會下降較快，同時由于主蒸汽壓力上升，給水泵出口壓力和主蒸汽壓力差值減小，也會導致鍋爐給水流量下降，鍋爐給水流量實際值與自動設定值偏差絕對值大于120t/h鍋爐給水流量解除自動，從而導致鍋爐主控解除自動，機組切為TF方式；同時，機前壓力與設定值偏差絕對值大于2.3MPa延時3s，也會導致鍋爐主控解除自動。機組TF方式下，機前壓力與設定值偏差絕對值大于2.5MPa延時10s，汽機主控解除自動。

1.3 對主、再熱蒸汽壓力和溫度的影響

高加突然解列后負荷快速上升，為了維持設定的負荷，汽輪機高壓調門快速關小，主蒸汽壓力會升高，過熱器安全閥可能會動作，機組負荷會快速上漲，主蒸汽流量會瞬間下降，單位質量的蒸汽吸收熱量會增加，導致主蒸汽溫度會升高。主蒸汽壓力上升，給水泵為維持鍋爐給水流量，自動增加出口壓力，進而也導致主蒸汽壓力的升高。汽輪機高壓缸抽汽量減少，高排蒸汽流量瞬間增大，會導致再熱蒸汽壓力升高，也可能會導致再熱器安全閥動作，再熱蒸汽溫度也會下降。而后因高加解列，鍋爐給水溫度降低，中間點溫度的下降，相同煤量下鍋爐帶負荷能力下降，主蒸汽壓力和溫度又開始下降，機組負荷也會下降。

1.4 對中間點溫度的影響

高加突然解列，由于高加和省煤器內還存有部分熱量高的給水，中間點溫度不會立即變化，經(jīng)過一段時間后，因高加解列，鍋爐給水溫度開始降低，中間點溫度也會開始下降。給水在鍋爐的加熱段時間變長，造成過熱段的減少，最終將造成過熱度的下降，主蒸汽溫度和中間點溫度也就會下降。

1.5 對除氧器、排汽裝置水位的影響

高加解列，高加事故疏水至排汽裝置調門打開，正常疏水至除氧器調門關閉，除氧器水位會下降，而排汽裝置水位會上升。由于凝結水泵流量和排汽裝置補水流量能力有限，除氧器又減少了200t/h的高加疏水作為補水，機組負荷可能因除氧器補水不足而最多限制在280MW左右。

1.6 對鍋爐燃燒的影響

高加解列，給水溫度降低，省煤器吸熱量會增加，鍋爐排煙溫度會下降，空預器出口一、二次風溫會降低。要維持相同負荷，則需要比高加未解列前多一些煤量投入。一、二次風溫降低可能會導致床溫有所下降，低負荷時，床溫降低可能導致氮氧化物排放值超標。同時，脫硝系統(tǒng)投入時，應投入暖風器運行，注意保證排煙溫度加暖風器出口風溫之和大于152℃，防止尿素低溫結晶，空預器低溫腐蝕、堵塞等。

2 控制措施

2.1 煤量控制

保證給煤量先短時下降后上升。高加解列后先通過鍋爐主控自動方式下設置煤量負偏置減煤，或必要時解除鍋爐主控自動，手動控制減煤量。先減煤的目的，主要是緩解第一波汽輪機負荷升高、主蒸汽壓力升高、再熱器安全閥動作等異常情況。在機組負荷穩(wěn)定后，隨著鍋爐給水溫度的降低，我們要維持負荷穩(wěn)定，與高加解列前比較還是應該增加煤量。調整煤量的過程中同時注意水煤比、過熱度、中間點溫度等的變化情況。

2.2 主、再蒸汽溫度及鍋爐給水流量控制

在主、再熱蒸汽溫度下降時，及時減少減溫水用量，防止主、再熱蒸汽溫度過低；在主、再熱蒸汽溫度上升時，應及時加大減溫水用量，防止水冷壁、過再熱器金屬管壁溫度超溫。同時還可以利用過、再熱煙氣擋板，風量調整等其他調節(jié)手段來控制主、再熱蒸汽溫度的穩(wěn)定。

高加解列后，缺少了高加熱量，給水溫度會降低90℃左右，最終導致主蒸汽溫度降低。此時，應適當減小給水流量，通過調整中間點溫度穩(wěn)定來控制主蒸汽溫度不要大幅度下降。調整過程中監(jiān)視中間點溫度、過熱度變化，防止水冷壁、過再熱器金屬管壁溫度超溫。調節(jié)鍋爐給水流量時，因給水溫度的大幅降低，煤量的增加，所以不可按照高加解列前的水煤比運行，否則，可能會造成主蒸汽溫度大幅且迅速下降而導致事故擴大。如果10min內主、再熱蒸汽溫度下降超過50℃，則應該立即破壞真空緊急停機。

2.3 機側注意事項

正常運行中，汽動給水泵由四抽供汽，高加解列瞬間，四抽壓力即小機進汽壓力會短時升高，之后又下降至正常值。此時，應注意監(jiān)視汽動給水泵轉速和小汽輪機低壓進汽調門開度沒有太大變化，轉速指令與反饋偏差小于600rpm，防止汽動給水泵解除遙控控制，檢查低壓進汽調門閥桿動作正常無卡澀變形。

檢查高加解列動作對象正確：一、二、三段抽汽逆止門、電動門關閉，抽汽管道疏水閥打開；1、2、3號高加疏水由正常疏水切至事故疏水，高加水位下降；高加入口三通閥切至旁路位，高加出口電動門關閉。

注意監(jiān)視汽輪機各監(jiān)視段壓力、軸向位移、缸脹、脹差、高排溫度、軸承振動等參數(shù)；密切關注輔汽聯(lián)箱和除氧器壓力，排汽裝置和除氧器水位，凝結水泵電流、頻率，除氧器上水調門，自動控制跟不上時，及時切為手動調節(jié)。

2.4 中間點溫度控制

高加解列后，中間點溫度自動設定值應比高加投入時稍低些。因為在相同負荷情況下，高加解列后的鍋爐給水流量比正常時少，主蒸汽流量也就減小了，煤量比正常時多，爐膛內部輻射區(qū)的吸熱量就會增加，同時，煤量的增加會使鍋爐煙氣量增加，最終導致鍋爐尾部煙道的對流換熱增加。此時，如果繼續(xù)維持高加投入前的中間點溫度設定值，可能導致過熱器金屬管壁溫度超溫，影響機組安全性。

2.5 增加用汽量

高加解列后，可手動開啟四抽至除氧器供汽調門進行泄壓，但要同時控制除氧器壓力不超過設計值。有供熱時，可以開大供熱調門，以減緩主蒸汽壓力上漲速度。

3 結語

在處理高加解列事故的動態(tài)調整過程中，原則是盡量先穩(wěn)定住一個參數(shù)，如煤量或鍋爐給水流量，然后將水煤比、中間點溫度和過熱度的變化趨勢作為參考，調整過程中注意主、再蒸汽溫度和壓力，控制機組各參數(shù)盡可能穩(wěn)定變化。