武虎坡，吳斌蕾

(神華河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 保定 073000)

1 設(shè)備概況

神華河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司(簡稱“定洲發(fā)電公司”)二期工程采用660 MW超臨界、變壓運行機組，鍋爐為SG2150/25.40-M976型，螺旋管圈單爐膛、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)、露天布置的燃煤直流鍋爐。鍋爐設(shè)計采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，磨煤機為HP1003型中速碗式磨煤機，出口配置旋轉(zhuǎn)式分離器，燃燒方式采用擺動式四角切圓燃燒技術(shù)，煤粉燃燒器為四角布置、切向燃燒、擺動式直流燃燒器。

2 存在的問題及原因分析

2.1 存在的問題

為節(jié)約燃油成本，在啟動階段，鍋爐采用等離子拉弧后直接點燃煤粉燃燒，此時采用各種方法降低主蒸汽、再熱蒸汽溫度，但主蒸汽和再熱蒸汽出口的蒸汽溫度變化很小。在定洲發(fā)電公司3號機組沖轉(zhuǎn)時，當(dāng)主蒸汽壓力為7 MPa時，對應(yīng)溫度為450 ℃，再熱器壓力為0.8 MPa時，再熱蒸汽溫度為480 ℃，這與汽輪機廠要求冷態(tài)沖轉(zhuǎn)參數(shù)主、再熱蒸汽溫度小于400 ℃不匹配，如果直接沖轉(zhuǎn)則對汽輪機的安全及壽命構(gòu)成了一定的風(fēng)險。

2.2 原因分析

根據(jù)運行經(jīng)驗，可以確定啟動時蒸汽溫度偏高的主要原因為水冷壁產(chǎn)生的蒸汽量太小。用再熱器噴水調(diào)溫時，發(fā)現(xiàn)稍微增加減溫水量，噴水后的溫度即降至該壓力下的飽和溫度。

由于鍋爐是按照燃油啟動工況設(shè)計的，采用等離子點火后，燃煤火焰的輻射特性與投油啟動時油燃燒有很大區(qū)別：爐膛的吸熱量遠遠小于燃油啟動時的吸熱量，產(chǎn)汽量小于燃油啟動時汽量，因此，要達到機組沖轉(zhuǎn)參數(shù)就要增大燃料量，如此產(chǎn)生惡性循環(huán)，造成過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度偏高并且難以控制，偏離機組沖轉(zhuǎn)時規(guī)程要求的主蒸汽和再熱蒸汽溫度參數(shù)；爐內(nèi)燃燒工況和溫度場分布較以前發(fā)生了很大的變化，改變了煙氣和蒸汽的傳熱特性。同時，鍋爐在進入干態(tài)運行前，直流鍋爐主要表現(xiàn)為汽包鍋爐的運行特性：鍋爐的輻射和對流傳熱比例發(fā)生變化，輻射傳熱減小，對流傳熱增多；煤粉燃燒煙氣溫度會大幅升高,從而引起汽溫升高；鍋爐蒸發(fā)量相對減小，蒸汽系統(tǒng)流量偏小，蒸汽溫度偏高。

3 解決措施

3.1 減小過量空氣系數(shù)

機組啟動過程中，過量空氣系數(shù)對對流受熱面的吸熱有一定影響，過量空氣系數(shù)變大，對流受熱面吸熱增加；過量空氣系數(shù)變小，對流受熱面吸熱減少。過量空氣系數(shù)α=燃燒1 kg燃料所實際供給的空氣質(zhì)量/完全燃燒1 kg燃料所需的理論空氣質(zhì)量[1]，因此盡量減少鍋爐送風(fēng)量，以增加爐膛輻射熱，減少后煙道對流熱。

3.2 降低一次風(fēng)速度

將A磨入口風(fēng)量調(diào)小至75 t/h，控制A磨出口壓力為2 kPa。

3.3 增加燃料燃盡率

調(diào)整燃燒器配風(fēng)，增加爐膛的燃盡率，為此增加AI層偏置風(fēng)量，減少A層周界風(fēng)到合適風(fēng)量，以保證一次風(fēng)盡可能提前著火，使其在爐膛充分燃燒，增加輻射熱量。

3.4 增加煤粉細度

利用旋轉(zhuǎn)分離器控制煤粉細度，縮短煤粉燃盡時間。

3.5 提高給水和一次風(fēng)溫度

采用等離子點火啟動時，投入暖風(fēng)器提高一次風(fēng)溫度，以及磨煤機入口一次風(fēng)溫度，使單臺磨干燥出力盡可能達到啟動的要求，煤粉充分燃燒。盡量利用輔助蒸汽系統(tǒng)(除氧器、疏水暖風(fēng)器)等設(shè)備，提高鍋爐進口的給水溫度和一次風(fēng)、二次風(fēng)入口溫度，提高爐膛的整體溫度水平和燃燒溫度，增加爐膛的產(chǎn)汽量。

3.6 提高給水溫度及控制給水流量

采取兩方面的措施：增加除氧器輔助蒸汽加熱量；適當(dāng)減少給水流量，但要確定各流量表計的準確性。超臨界直流鍋爐啟動時，設(shè)計最小給水流量為30%BMCR，定洲發(fā)電公司鍋爐容量為645 t/h，此最小流量的設(shè)計主要是考慮水冷壁的安全。定洲發(fā)電公司啟動系統(tǒng)設(shè)計為大氣式擴容器系統(tǒng)，不帶啟動循環(huán)泵，也沒有至除氧器回收系統(tǒng)，啟動過程中存在大量的熱量損失。因此省煤器入口水溫不可能太高，鍋爐水冷壁蒸發(fā)段靠上，在維持啟動過程燃料負荷的情況下，給水流量越大、給水溫度越低，鍋爐的產(chǎn)汽量越低，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度越難控制；給水流量越小、給水溫度越高，鍋爐的產(chǎn)汽量越高，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度越容易控制。

3.7 降低燃燒火焰中心

機組啟動過程中，燃燒火焰中心越低，越有利于增加蒸發(fā)段吸熱和減少過熱段吸熱，而且有利于控制過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度，為此應(yīng)當(dāng)減少磨投入層數(shù)，最好A磨，啟動階段不超過2臺。

3.8 控制沖轉(zhuǎn)壓力

可適當(dāng)降低沖轉(zhuǎn)壓力，有利于啟動時鍋爐蒸發(fā)段(水冷壁)產(chǎn)汽量的增加，機組沖轉(zhuǎn)參數(shù)相對容易控制。在汽輪機沖轉(zhuǎn)參數(shù)允許的情況下，可以盡量開大高壓旁路(40%以上)，以增加鍋爐受熱面的流通量，降低各級受熱面的溫度。

3.9 適當(dāng)控制減溫水

調(diào)控減溫水，以調(diào)節(jié)各級蒸汽溫度，但必須注意避免減溫水調(diào)整過度，保持減溫水有一定的過熱度。

3.10 盡量縮短機組沖轉(zhuǎn)至并網(wǎng)的時間

從整體協(xié)調(diào)上，盡量縮短機組沖轉(zhuǎn)至并網(wǎng)的時間。在汽缸各點金屬溫度、各對應(yīng)點金屬溫差、汽缸膨脹、脹差、機組振動值、大軸橈度、潤滑油壓力溫度、凝汽器真空等數(shù)據(jù)均在規(guī)程規(guī)定范圍內(nèi)時，應(yīng)盡快完成機組沖轉(zhuǎn)至并網(wǎng)的過程。

4 結(jié)束語

660 MW超臨界機組沖轉(zhuǎn)時，鍋爐側(cè)主蒸汽和再熱蒸汽溫度偏高的主要原因是：等離子點火啟動的超臨界鍋爐火焰輻射特性與燃油啟動的超臨界鍋爐火焰輻射特性存在很大的差別，煤粉燃燒工況下爐膛的傳熱量遠小于燃油啟動時的傳熱量，造成產(chǎn)生的蒸汽量小，因此要滿足機組沖轉(zhuǎn)壓力，就要相應(yīng)增加燃料量，從而引起對流受熱面換熱量增加，蒸汽出口汽溫升高，如此產(chǎn)生惡性循環(huán)，造成過熱、再熱汽溫難以控制。通過采取以上解決措施后，沖轉(zhuǎn)前，過熱蒸汽壓力和溫度分別為7 MPa，390 ℃；再熱蒸汽壓力、溫度分別為0.5 MPa、400 ℃，滿足了汽輪機沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求，確保了設(shè)備的安全運行。

[1] 白國亮.鍋爐設(shè)備運行[M].北京:中國電力出版社，2006.

本文責(zé)任編輯：齊勝濤