肖麗崢，劉曉軍

(湖北華電襄陽(yáng)發(fā)電有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441141)

1 設(shè)備概況

湖北華電襄陽(yáng)發(fā)電有限公司二期工程(2×600 MW燃煤發(fā)電機(jī)組)鍋爐為超臨界直流鍋爐，鍋爐型號(hào)為SG1913/25.40－M957。鍋爐燃燒系統(tǒng)為中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配6臺(tái)磨煤機(jī)(5臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用)，24個(gè)直流式燃燒器分6層布置于爐膛下部四角，煤粉和空氣從四角送入，在爐膛中呈順時(shí)針切圓方式燃燒，其中最下層的A層燃燒器采用等離子點(diǎn)火燃燒器。鍋爐燃燒器噴嘴從下至上依次編號(hào)為A，B，C，D，E，F(xiàn)，對(duì)應(yīng)的制粉系統(tǒng)編號(hào)與燃燒器噴嘴編號(hào)一致。

鍋爐的汽水流程以內(nèi)置式汽水分離器為界設(shè)計(jì)成雙流程，從冷灰斗進(jìn)口一直到折焰角前的中間混合集箱為螺旋管圈，再連接至爐膛上部垂直上升的水冷壁，后引入汽水分離器，從汽水分離器出來(lái)的蒸汽引至后部流程的爐頂及后包覆系統(tǒng)，再進(jìn)入前屏過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器及高溫過(guò)熱器，汽水分離器分離的水通過(guò)疏水泵回收至凝汽器。6片前屏過(guò)熱器和20片后屏過(guò)熱器依次布置在爐膛上部。鍋爐一次汽系統(tǒng)布置有兩級(jí)噴水減溫系統(tǒng)，其中:一級(jí)減溫系統(tǒng)布置在分隔屏過(guò)熱器出口與后屏過(guò)熱器入口之間，二級(jí)減溫系統(tǒng)布置在后屏過(guò)熱器出口與高溫過(guò)熱器入口之間。

分隔屏過(guò)熱器爐內(nèi)段采用了 SA213－T12，SA213－T23，SA213－T91 3種管材，分別適用于≤540℃，≤580℃，≤650℃的運(yùn)行環(huán)境。湖北華電襄陽(yáng)發(fā)電有限公司分隔屏過(guò)熱器未設(shè)計(jì)壁溫測(cè)點(diǎn)，高溫過(guò)熱器出口汽溫與壁溫之間的差值一般在30℃左右，所以，額定工況下分隔屏出口蒸汽溫度為478℃，相應(yīng)的管壁溫度應(yīng)該在508℃左右。

2 啟動(dòng)初期分隔屏出口汽溫超限原因分析

2.1 設(shè)備固有特性

(1)該鍋爐燃燒器采用四角切圓燃燒，氣流順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。由于煙氣出口氣流的殘余旋轉(zhuǎn)造成屏式過(guò)熱器兩側(cè)汽溫偏差，一般右側(cè)汽溫較左側(cè)高5～20℃。

(2)鍋爐濕態(tài)運(yùn)行時(shí)，汽水分離器分離的水通過(guò)疏水泵回收至凝汽器。大量的汽水通過(guò)凝汽器冷卻凝結(jié)，導(dǎo)致鍋爐熱損失大，爐膛出口煙氣放熱量與蒸汽吸熱量不匹配。

(3)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，蒸汽流量小、流速低，換熱能力差。

(4)分隔屏過(guò)熱器入口未設(shè)計(jì)減溫水，無(wú)法通過(guò)蒸汽減溫調(diào)節(jié)汽溫。

(5)分隔屏過(guò)熱器布置在爐膛上部，此處的煙氣溫度較其他過(guò)熱器受熱面處的煙氣溫度高。

(6)鍋爐啟動(dòng)初期由于一次風(fēng)溫低，受磨煤機(jī)出口溫度限制，磨煤機(jī)出力只能維持在30.0 t/h(額定出力為58.5 t/h)左右，相同負(fù)荷下制粉系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)增加，火焰中心上移。

2.2 運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)

(1)鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)采用等離子無(wú)油點(diǎn)火方式，由于煤粉燃盡時(shí)間長(zhǎng)，造成水冷壁區(qū)域輻射吸熱量明顯減少，啟動(dòng)初期出現(xiàn)“只漲汽溫不漲汽壓”的現(xiàn)象。

(2)鍋爐啟動(dòng)升溫、升壓速率過(guò)快。啟動(dòng)制粉系統(tǒng)后給煤量增加過(guò)快，水冷壁管產(chǎn)生的蒸汽量跟不上煙氣流量和煙氣溫度增加的速度，使過(guò)熱器管壁冷卻條件惡化，分隔屏出口汽溫短時(shí)間內(nèi)(壁溫)急劇升高。

(3)鍋爐配風(fēng)不合理。鍋爐啟動(dòng)初期，爐膛上部燃盡風(fēng)(SOFA)(減少氣流旋轉(zhuǎn))風(fēng)量過(guò)小，爐膛出口消旋力量弱，導(dǎo)致煤粉在爐膛停留時(shí)間過(guò)短。

(4)在啟動(dòng)初期，汽輪機(jī)高壓旁路開(kāi)度過(guò)小，鍋爐出口蒸汽流量低，過(guò)熱器冷卻條件差。

2.3 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際超溫情況分析

分隔屏出口汽溫嚴(yán)重超限時(shí)的機(jī)組啟動(dòng)曲線如圖1所示。在機(jī)組沖轉(zhuǎn)前，啟動(dòng)B制粉系統(tǒng)，煤量直接增加至18.0 t/h，同時(shí)關(guān)小高壓旁路至30%，導(dǎo)致分隔屏出口汽溫(趨勢(shì)圖中“過(guò)熱一級(jí)減溫器前蒸汽溫度”實(shí)際上就是“分隔屏出口汽溫”)急劇升高至557℃，對(duì)應(yīng)的管壁溫度為587℃，超過(guò)SA213－T12管材容許溫度47℃。最后逐步開(kāi)大高壓旁路、降低制粉系統(tǒng)總煤量，分隔屏出口汽溫才逐步下降。

3 針對(duì)措施

3.1 煙氣側(cè)調(diào)整

(1)鍋爐點(diǎn)火前，鍋爐總風(fēng)量維持在額定風(fēng)量的35%左右(800.0 t/h)，為了防止風(fēng)量波動(dòng)使“風(fēng)量低”保護(hù)動(dòng)作而導(dǎo)致鍋爐主燃料跳閘MFT(Main Fuel Trip)，短時(shí)退出鍋爐“風(fēng)量低”保護(hù);另外，采取適當(dāng)降低燃燒器擺角、開(kāi)大上層輔助風(fēng)門(mén)或燃盡風(fēng)門(mén)等措施來(lái)降低火焰中心。

(2)冷態(tài)啟動(dòng)鍋爐起壓前，A磨煤機(jī)煤量控制在20.0 ～25.0 t/h。

(3)B制粉系統(tǒng)啟動(dòng)前應(yīng)查看分隔屏出口汽溫，高壓旁路開(kāi)度必須在50%以上，嚴(yán)禁關(guān)小高壓旁路。啟動(dòng)后應(yīng)略減A磨煤機(jī)煤量，由最低煤量(8.0t/h)逐步增加，避免總煤量突變，同時(shí)應(yīng)密切監(jiān)視汽溫變化，沖轉(zhuǎn)前控制總煤量在40.0～45.0t/h。

(4)在并網(wǎng)后啟動(dòng)C磨煤機(jī)前，應(yīng)提前開(kāi)大汽輪機(jī)調(diào)門(mén)(不超過(guò)50%)以增加蒸汽流量，啟動(dòng)后緩慢增加燃料量，逐步升負(fù)荷。

(5)制粉系統(tǒng)斷煤或故障造成制粉系統(tǒng)隔層燃燒時(shí)，應(yīng)特別注意監(jiān)視屏式過(guò)熱器汽溫，發(fā)現(xiàn)汽溫?zé)o法控制時(shí)應(yīng)果斷停運(yùn)上層制粉系統(tǒng)。

(6)鍋爐極熱態(tài)恢復(fù)時(shí)，A磨煤機(jī)煤量控制在30.0～35.0 t/h，汽溫回升后啟動(dòng)第2套制粉系統(tǒng)，控制總煤量在45.0 t/h左右，逐步增加煤量。

3.2 蒸汽側(cè)調(diào)整

(1)鍋爐啟動(dòng)初期給水流量控制在580.0 t/h(鍋爐廠要求最低給水流量為573.0 t/h)，盡量開(kāi)大除氧器加熱門(mén)，隨機(jī)投入高壓加熱器運(yùn)行，以提高給水溫度，減少熱損失，增加蒸汽流量。

(2)嚴(yán)格控制蒸汽升溫、升壓速度，并網(wǎng)前汽溫溫升率≤2℃/min，升壓速度≤0.1 MPa/min。

(3)鍋爐起壓后，及時(shí)開(kāi)啟高壓旁路到20%開(kāi)度，低壓旁路到50%開(kāi)度，壓力達(dá)到1.0 MPa后逐步開(kāi)大高壓旁路至50%開(kāi)度以上。

(4)控制沖轉(zhuǎn)壓力在 3.0 ～4.0 MPa，高壓旁路開(kāi)度在50%以上，以增加蒸汽流量。

(5)并網(wǎng)后控制升負(fù)荷速率在3.0 MW/min以內(nèi)。隨著爐膛溫度逐步升高，一次風(fēng)溫逐步增加，制粉系統(tǒng)出力相應(yīng)增加，機(jī)組負(fù)荷在制粉系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)相同的情況下相應(yīng)增加，避免火焰中心過(guò)度上移。

圖1 分隔屏出口汽溫嚴(yán)重超限時(shí)的機(jī)組啟動(dòng)曲線

4 運(yùn)行檢驗(yàn)

2011年1月8日，機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)。此次啟動(dòng)，運(yùn)行人員從煙氣側(cè)與蒸汽側(cè)采取了相應(yīng)的措施，特別是保持高壓旁路開(kāi)度在50%以上，逐步增加B制粉系統(tǒng)煤量、開(kāi)大SOFA風(fēng)量等措施，達(dá)到了預(yù)期的效果。在機(jī)組沖轉(zhuǎn)前，分隔屏出口汽溫最高為442℃，機(jī)組沖轉(zhuǎn)后，由于蒸汽流量增加，分隔屏出口汽溫逐步下降。分隔屏出口汽溫未超限時(shí)的機(jī)組啟動(dòng)曲線如圖2所示。

圖2 分隔屏出口汽溫未超限時(shí)的機(jī)組啟動(dòng)曲線

5 結(jié)束語(yǔ)

由上述分析可知，對(duì)于分隔屏過(guò)熱器入口未設(shè)計(jì)噴水減溫系統(tǒng)的超臨界鍋爐，在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)通過(guò)煙氣側(cè)與蒸汽側(cè)的共同調(diào)整，完全可以控制分隔屏出口汽溫不超限。

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