劉廣于

（北京首鋼股份有限公司能源部，河北遷安 064404）

1 余熱鍋爐概況

某廠燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組為使用高爐煤氣摻燒焦?fàn)t煤氣的低熱值聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，由一臺(tái)M701S（DA）型燃?xì)廨啓C(jī)，一臺(tái)NG-M701S(DA)-R 的雙壓帶除氧器、臥式、無(wú)補(bǔ)燃、自然循環(huán)的余熱鍋爐，一臺(tái)單缸單排汽蒸汽輪機(jī)，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和一臺(tái)煤氣壓縮機(jī)組成。主機(jī)為單軸布置方式，燃?xì)廨啓C(jī)排煙經(jīng)余熱鍋爐煙囪排到大氣，同時(shí)余熱鍋爐產(chǎn)生的高低壓蒸汽通過(guò)主汽管道送至汽機(jī)做功發(fā)電，形成聯(lián)合循環(huán)。

余熱鍋爐受熱面采用模塊化設(shè)計(jì)，沿?zé)煔饬飨蚍殖?個(gè)模塊，見(jiàn)表1。

表1 余熱鍋爐受熱面分布表

2 余熱鍋爐啟動(dòng)

由于為非補(bǔ)燃余熱鍋爐，余熱鍋爐啟動(dòng)過(guò)程不涉及點(diǎn)火燃燒。因此，從運(yùn)行角度只分析上水和升壓過(guò)程。同時(shí)在此發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)還涉及到了余熱鍋爐的蒸汽切換。

余熱鍋爐汽水流程圖如圖1所示。

2.1 上水

余熱鍋爐啟動(dòng)前，要將除氧器和汽包上水到啟動(dòng)水位。由于啟動(dòng)前除氧器及高低壓汽包內(nèi)都沒(méi)有水，需要先用除鹽水對(duì)除氧器上水。當(dāng)除氧器上水至合適水位后，打開(kāi)輔助蒸汽對(duì)除氧器水箱進(jìn)行加熱、對(duì)除鹽水除氧，當(dāng)除氧器溫度達(dá)到110 ℃，可以進(jìn)行高低壓汽包上水。

圖1 余熱鍋爐汽水流程圖

高低壓汽包上水要求是除氧除鹽水，上水時(shí)要控制汽包壁溫差不超過(guò)55 ℃，因此要控制好上水的速度。在溫差允許的情況下，可以盡可能地加快上水速度，有利于排盡管內(nèi)的空氣。

2.2 升壓

機(jī)組啟動(dòng)是用啟動(dòng)蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到600 r/min時(shí)，進(jìn)行燃機(jī)點(diǎn)火。點(diǎn)火后余熱鍋爐開(kāi)始啟動(dòng)升壓，除氧器系統(tǒng)首先達(dá)到額定壓力，然后是低壓系統(tǒng)，最后是高壓系統(tǒng)。當(dāng)高壓系統(tǒng)壓力達(dá)到0.07 MPa，低壓系統(tǒng)壓力達(dá)到0.035 MPa時(shí)，開(kāi)始提高燃機(jī)負(fù)荷，關(guān)閉過(guò)熱器疏水閥門。

此時(shí)，通過(guò)控制燃機(jī)和對(duì)空排汽閥門來(lái)控制鍋爐升溫速度，高壓系統(tǒng)溫升應(yīng)低于4.4 ℃/min，低壓系統(tǒng)溫升應(yīng)低于27.8 ℃/min。

2.3 蒸汽切換

余熱鍋爐高壓系統(tǒng)蒸汽參數(shù)滿足條件時(shí)，余熱鍋爐產(chǎn)汽與啟動(dòng)蒸汽進(jìn)行切換，切換過(guò)程如圖2。

圖2 蒸汽切換系統(tǒng)圖

蒸汽切換有以下幾個(gè)條件：

（1）高壓蒸汽壓力大于3 MPa。

（2）高壓蒸汽有至少56 ℃過(guò)熱度。

（3）高壓蒸汽壓力表、溫度計(jì)信號(hào)無(wú)異常。

（4）高壓蒸汽溫度大于300 ℃（冷態(tài)）。

3 余熱鍋爐運(yùn)行調(diào)整內(nèi)容與分析

與常規(guī)鍋爐相比，余熱鍋爐的運(yùn)行調(diào)整沒(méi)有燃燒控制，主要包括汽包水位調(diào)整、主蒸汽溫度調(diào)整和主蒸汽壓力調(diào)整。

3.1 汽包水位保護(hù)

余熱鍋爐高壓汽包的0 水位為汽包中心線以下-51 mm，鍋爐運(yùn)行正常的水位控制范圍為±102 mm，為了保護(hù)余熱鍋爐，分別將汽包水位+203 mm和-657 mm 稱為“汽包水位高高高”和“汽包水位低低”，作為余熱鍋爐停爐跳機(jī)的保護(hù)水位。同時(shí)在正常水位和跳機(jī)水位之間，還有+153 mm 稱為的汽包水位高高作為報(bào)警水位，具體見(jiàn)圖3。低壓汽包水位保護(hù)與高壓汽包水位保護(hù)原理相同，參見(jiàn)圖4。

圖3 高壓汽包水位保護(hù)示意圖

圖4 低壓汽包水位保護(hù)示意圖

（1）汽包水位高的危害

汽包水位高于正常規(guī)定值，會(huì)減小蒸汽空間，會(huì)造成汽水分離條件惡化，影響蒸汽品質(zhì)。如果水位過(guò)高，水可能沖到過(guò)熱器中，同時(shí)由于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組配套余熱鍋爐汽包位置一般均高于過(guò)熱器，這種現(xiàn)象更容易發(fā)生。過(guò)熱器進(jìn)水將會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器及其后的主汽管道、蒸汽輪機(jī)結(jié)垢，所以水位高是不允許的。

（2）汽包水位低的危害

汽包水位太低會(huì)危及水循環(huán)的安全，由于汽包中的水基本呈飽和狀態(tài)，汽包里的水進(jìn)入下降管時(shí)，截面突然縮小，產(chǎn)生局部阻力損失，爐水在汽包內(nèi)流速很低，進(jìn)入下降管時(shí)流速突然升高，一部分靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)壓能，所以，水從汽包進(jìn)入下降管時(shí)壓力要降低。如果水位過(guò)低，其靜壓小于爐水進(jìn)入下降管的壓降，進(jìn)入下降管的爐水就可能汽化，而危及水循環(huán)的安全。同時(shí)，汽包水位過(guò)低還有可能使?fàn)t水進(jìn)入下降管時(shí)形成漏斗，汽包內(nèi)的蒸汽從漏斗進(jìn)入下降管也會(huì)危及水循環(huán)的安全，此外，如果汽包水位低于蒸發(fā)器上聯(lián)箱，還會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)器干燒，燒壞蒸發(fā)器。

故為了獲得良好的蒸汽品質(zhì)，又保證水循環(huán)和蒸發(fā)器安全，汽包水位必須保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.2 汽包水位控制

余熱鍋爐升壓前，汽包水位控制在-200 mm，這個(gè)水位稱為“余熱鍋爐的啟動(dòng)水位”；余熱鍋爐升壓后，汽包的水位控制在0 mm。燃機(jī)點(diǎn)火余熱鍋爐升壓后，蒸發(fā)器內(nèi)的水受熱膨脹，使?fàn)t水的水體積增大，進(jìn)而會(huì)使汽包的水位上升。同時(shí)由于余熱鍋爐的負(fù)荷受燃機(jī)控制，特別是在余熱鍋爐升壓的階段，此時(shí)燃機(jī)正在點(diǎn)火沖轉(zhuǎn)，投入的燃料熱值比較高，余熱鍋爐蒸發(fā)器產(chǎn)汽量會(huì)增大，引起蒸發(fā)器水體積增大，使汽包水位急劇上升。如果此時(shí)控制不好，很容易使余熱鍋爐“汽包水位高高高”跳機(jī)。所以，在燃機(jī)點(diǎn)火初期、余熱鍋爐升壓階段，聯(lián)鎖保護(hù)觸發(fā)應(yīng)將汽包水位控制在-200 mm，并密切監(jiān)視水位。

3.3 主蒸汽溫度控制

余熱鍋爐的主蒸汽溫度若高于額定值，會(huì)使主蒸汽管道和蒸汽輪機(jī)材料強(qiáng)度下降。若主蒸汽溫度低于額定值，會(huì)導(dǎo)致蒸汽焓下降、做功能力下降，影響蒸汽輪發(fā)電機(jī)輸出功率。另外，蒸汽初溫度低，會(huì)使蒸汽輪機(jī)末級(jí)葉片含濕量增加，對(duì)蒸汽輪機(jī)的安全運(yùn)行不利。因此，余熱鍋爐在運(yùn)行中要保證主蒸汽溫度在允許的范圍內(nèi)波動(dòng)。

余熱鍋爐主蒸汽溫度額定值為523 ℃，為了保護(hù)蒸汽管道及蒸汽輪機(jī)本體，對(duì)主蒸汽溫度設(shè)置了機(jī)組的跳閘保護(hù)值540 ℃，當(dāng)余熱鍋爐的主蒸汽溫度超過(guò)540 ℃時(shí)機(jī)組跳閘。同時(shí)在額定值和保護(hù)值之間設(shè)置報(bào)警值530 ℃,主蒸汽溫度達(dá)到530 ℃時(shí)發(fā)出報(bào)警，提醒運(yùn)行人員注意控制主汽溫度。

余熱鍋爐調(diào)節(jié)主汽溫度的方法：（1）調(diào)節(jié)過(guò)熱器減溫水量。（2）調(diào)節(jié)入口的煙氣量。余熱鍋爐沒(méi)有旁路煙囪，鍋爐入口的煙氣量無(wú)法調(diào)節(jié)，因此正常情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)過(guò)熱器減溫水量來(lái)控制主汽溫度。

4 停爐前后主要工作

4.1 停爐前期的工作

正常運(yùn)行時(shí)爐水中的泥渣和其它物質(zhì)呈懸浮狀態(tài)。當(dāng)停爐水循環(huán)停止時(shí)，泥渣和其它固體物質(zhì)有可能堆積和附著在蒸發(fā)器內(nèi)部表面，不僅會(huì)影響蒸發(fā)器的換熱效果，而且還會(huì)腐蝕蒸發(fā)器管子，故在停爐前期要進(jìn)行如下操作：

（1）增加10%的連續(xù)排污量，并增加受熱面底部定期排污頻率。

（2）適當(dāng)增加化學(xué)加藥量。

（3）進(jìn)行帶壓放水，以便將爐內(nèi)雜質(zhì)排放出來(lái)。

（4）在燃機(jī)轉(zhuǎn)速降到0之前，必須保證給水系統(tǒng)的除氧。

4.2 停爐后的保護(hù)

余熱鍋爐停爐后，為了防止在檢修期間受到腐蝕，必須對(duì)各壓力系統(tǒng)采取有效的保護(hù)措施。停爐保護(hù)方法有：熱爐帶壓放水烘干法，充氮法，聯(lián)胺浸絕法等。通常的例修，由于停爐時(shí)間較短，一般采用熱爐帶壓放水烘干法進(jìn)行停爐保護(hù)。當(dāng)高壓汽包壓力降到0.7 MPa，迅速打開(kāi)各系統(tǒng)定期排污閥門、疏放水閥門，對(duì)空排汽閥門，迅速將爐水放掉，利用余熱鍋爐的余熱將系統(tǒng)內(nèi)的濕汽蒸發(fā)掉，以達(dá)到烘干保護(hù)的目的。如果是在冬季停爐，還應(yīng)充分考慮余熱鍋爐系統(tǒng)防凍措施。

5 總結(jié)

綜上所述，就余熱鍋爐運(yùn)行中的調(diào)整操作進(jìn)行了分析，并提出一些操作方法和措施。怎樣使燃機(jī)余熱鍋爐運(yùn)行更合理更安全，還需要我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦?不斷摸索和總結(jié)。