摘 要:火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐汽包水位是運(yùn)行人員監(jiān)視的重要參數(shù),并且作為發(fā)電廠(chǎng)MFT主保護(hù)重要指標(biāo)之一,汽包水位控制是運(yùn)行人員操作技能水平的體現(xiàn)。鑒于此,分析總結(jié)了臺(tái)山電廠(chǎng)2號(hào)爐汽包水位波動(dòng)大的根本原因,以期有效預(yù)防汽包水位異常的發(fā)生,保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:鍋爐;汽包水位;制粉系統(tǒng);磨煤機(jī)
1? ? 臺(tái)山電廠(chǎng)鍋爐簡(jiǎn)介
臺(tái)山電廠(chǎng)2號(hào)爐為上海鍋爐廠(chǎng)制造的亞臨界壓力一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐,型號(hào)為SG-2026/17.5-M905。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)正壓直吹系統(tǒng),燃燒器采用四角布置切向燃燒方式,鍋爐設(shè)置A、B、C、D、E、F六套制粉系統(tǒng)。2號(hào)爐制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)型號(hào)為HP-983碗式中速磨煤機(jī),給煤機(jī)型號(hào)為EG-2490。
汽包爐汽包水位是日常工作及事故處理過(guò)程中重要的監(jiān)視和調(diào)整參數(shù),汽包水位高或低有以下危害:(1)汽包水位H,將造成過(guò)熱蒸汽帶水汽品質(zhì)劣化,使管道水擊強(qiáng)烈振動(dòng),蒸汽管道內(nèi)壁結(jié)垢超溫,汽機(jī)閥門(mén)生銹卡澀,進(jìn)而使鍋爐管道變形超溫爆管而停爐,調(diào)速汽門(mén)卡澀而發(fā)生超速事故。(2)汽包水位HH,汽輪機(jī)將發(fā)生水沖擊,損壞汽輪機(jī)葉片及軸承等。(3)汽包水位L,在下降管口形成漩渦漏斗,大量汽水混合物進(jìn)入下降管造成下降管內(nèi)汽水密度減小,運(yùn)動(dòng)壓力減小,破壞正常的水循環(huán),造成水冷壁超溫。(4)汽包水位LL,造成個(gè)別水冷壁發(fā)生循環(huán)停滯,水冷壁過(guò)熱導(dǎo)致爆管,被迫停爐。
臺(tái)山電廠(chǎng)2號(hào)爐汽包水位高低報(bào)警值及鍋爐保護(hù)跳閘值如表1所示。
2? ? 汽包水位波動(dòng)大的異常工況處理過(guò)程
2020-04-05T00:10,2號(hào)機(jī)組負(fù)荷251 MW、AGC自動(dòng)模式,主汽壓力9.5 MPa,煤量106 t/h;C、D、E制粉系統(tǒng)運(yùn)行,A、B、F制粉系統(tǒng)備用,大油槍及微油備用,六大風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常。A、B汽泵運(yùn)行正常,C電泵備用。A、B汽泵再循環(huán)36%、100%開(kāi)度,汽包水位正常。
00:12,接值長(zhǎng)令,調(diào)度曲線(xiàn)2號(hào)機(jī)降負(fù)荷200 MW(需倒換制粉投油穩(wěn)燃)。
00:13,退AGC自動(dòng),A汽泵再循環(huán)開(kāi)至50%,降負(fù)荷至244 MW。操作人員分工:副值A(chǔ)進(jìn)行汽溫調(diào)整,副值B啟動(dòng)F制粉系統(tǒng)(F磨煤機(jī)設(shè)置微油,其他制粉系統(tǒng)無(wú)微油),并停運(yùn)C制粉系統(tǒng)。
00:17,啟動(dòng)F制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)入口風(fēng)量71 t/h,出口溫度65 ℃,啟動(dòng)F給煤機(jī)帶煤量7 t/h。
00:18,F(xiàn)磨煤機(jī)出口4個(gè)火檢均無(wú),繼續(xù)加煤量至14 t/h。
00:20,F(xiàn)磨煤機(jī)出口火檢無(wú)好轉(zhuǎn),繼續(xù)加煤量至25 t/h,并提高磨煤機(jī)入口風(fēng)溫,提高磨煤機(jī)出口煤粉溫度及濃度,并投入F磨煤機(jī)微油裝置,之后火檢有所好轉(zhuǎn)。
00:21,F(xiàn)磨煤機(jī)空載電流由26 A上漲至27 A,出口壓力由0.45 kPa上漲至0.75 kPa,判斷磨煤機(jī)有少量出粉,繼續(xù)將F給煤機(jī)加煤至29 t/h并觀(guān)察,因總煤量過(guò)調(diào)相應(yīng)減少C給煤機(jī)煤量。
00:21,監(jiān)盤(pán)大屏發(fā)現(xiàn)主汽壓力有下降趨勢(shì),由9.5 MPa下降至8.7 MPa,機(jī)組負(fù)荷下降至225 MW,且總煤量維持不變。
(1)分析認(rèn)為F制粉系統(tǒng)為最下層制粉系統(tǒng),啟動(dòng)該制粉系統(tǒng)后火焰中心會(huì)有所下移,使?fàn)t膛水冷壁輻射吸熱加強(qiáng),主汽壓力會(huì)升高,與實(shí)際現(xiàn)象不符。
(2)立即詢(xún)問(wèn)副值,確認(rèn)未大幅度減少減溫水,單側(cè)在40 t/h左右,檢查汽機(jī)調(diào)門(mén)、一次調(diào)頻情況及二次風(fēng)系統(tǒng)均正常,檢查C、D、E制粉系統(tǒng)均運(yùn)行正常。
(3)立即檢查啟動(dòng)的F制粉系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)F給煤機(jī)煤量至29 t/h后磨煤機(jī)電流只上漲1 A且無(wú)繼續(xù)上漲趨勢(shì),同時(shí)出口壓力維持在0.7 kPa左右,故判斷F制粉系統(tǒng)出粉較少或者不出粉。
(4)F磨煤機(jī)無(wú)出粉,但給煤量已計(jì)算至燃料總量,檢查C、D、E給煤機(jī)煤量均有所減小,故實(shí)際進(jìn)入爐膛煤粉量減少,導(dǎo)致主汽壓力降低0.8 MPa。
(5)考慮到若降低F給煤機(jī)煤量,總煤量將降低,C、D、E制粉系統(tǒng)則自動(dòng)加入約20 t燃煤,況且F磨煤機(jī)內(nèi)已進(jìn)入約15 t燃煤,如果磨煤機(jī)突然出粉,雙重煤量疊加可能發(fā)生堵磨或汽溫嚴(yán)重超限事件,故給煤量微調(diào)減少10 t。知會(huì)副值做好F磨煤機(jī)突然出粉預(yù)期,調(diào)低汽溫并開(kāi)大給水泵再循環(huán),保持C給煤機(jī)運(yùn)行并觀(guān)察,如F磨煤機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不出粉,則C給煤機(jī)加煤并停運(yùn)F制粉系統(tǒng)。
磨煤機(jī)啟動(dòng)汽包水位及負(fù)荷變化趨勢(shì)圖如圖1所示。
00:25,爐膛負(fù)壓由-97 Pa上升至180 Pa,汽包水位高報(bào)警并快速上漲至+154 mm,立即檢查兩臺(tái)給水泵,發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行正常,汽輪機(jī)高調(diào)門(mén)及高壓旁路均正常。通過(guò)給水系統(tǒng)再循環(huán)控制汽包水位,降低C給煤機(jī)出力至9 t/h,并將鍋爐主控切手動(dòng),穩(wěn)定風(fēng)量并適當(dāng)降低總煤量,其間汽包水位最低至-150 mm,穩(wěn)定后檢查F磨煤機(jī)運(yùn)行正常,判斷為F磨煤機(jī)突然出粉增大,停運(yùn)C給煤機(jī)。
00:50,機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定,其間汽包水位最高至154 mm,最低至-150 mm。
3? ? 汽包水位波動(dòng)大原因分析
3.1? ? 追憶近期汽包水位波動(dòng)大異常歷史記錄
2020年4月3日夜班,配合2E制粉系統(tǒng)進(jìn)行緊縮孔調(diào)節(jié)工作處理,啟動(dòng)2F制粉系統(tǒng)、停運(yùn)2E制粉系統(tǒng)操作期間,出現(xiàn)汽包水位大幅波動(dòng)的情況與本次完全相同,主參數(shù)曲線(xiàn)及F磨煤機(jī)出粉曲線(xiàn)與本次完全相同。不同之處在于,4月3日機(jī)組負(fù)荷290 MW時(shí)倒換制粉系統(tǒng),其間汽包水位最高至127 mm,最低至-165 mm,而本次4月5日在機(jī)組244 MW時(shí)倒換制粉系統(tǒng)。
3.2? ? 汽包水位波動(dòng)大分析結(jié)論
(1)正常制粉系統(tǒng)給煤機(jī)啟動(dòng)后加煤量約10 t/h,2 min后磨煤機(jī)電流及出口壓力均上漲,出粉正常。(2)2F制粉系統(tǒng)存在異常,通過(guò)最近幾次2F制粉系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中各相關(guān)參數(shù)觀(guān)察及分析,F(xiàn)給煤機(jī)啟動(dòng)后需給煤至約25 t/h,且5~7 min后磨煤機(jī)電流及出口壓力才會(huì)上漲,此后出粉才恢復(fù)正常。(3)機(jī)組負(fù)荷越高,鍋爐燃燒穩(wěn)定性越高,高負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)F磨煤機(jī)對(duì)系統(tǒng)燃燒影響小,負(fù)荷低則相反。
從以上汽包水位異常及參數(shù)分析均可看出,汽包水位異常是由F制粉系統(tǒng)出力影響的。整個(gè)操作過(guò)程中,操作人員操作均正常,異常處理也正常,故判斷為設(shè)備異常所致。
直接原因:?jiǎn)?dòng)2F制粉系統(tǒng),磨煤機(jī)突然出粉,導(dǎo)致汽包水位波動(dòng)大。
間接原因:2F磨煤機(jī)碾磨故障。
3.3? ? 磨煤機(jī)設(shè)備異常主要原因
(1)磨煤機(jī)側(cè)機(jī)體內(nèi)異常。側(cè)機(jī)體為石子煤、鐵塊等雜物提供了排放通道,需檢查磨煤機(jī)側(cè)機(jī)體內(nèi)刮板及一次風(fēng)道角度。(2)磨碗裝置異常。磨碗裝置主要包括磨碗、保持環(huán)、耐磨板、磨碗軸、夾緊環(huán)以及一組呈扇形狀的襯板,需檢查磨碗有無(wú)松動(dòng)。(3)磨輥裝置異常。磨輥裝置與磨碗將煤磨制成所要求的細(xì)度。磨碗上方設(shè)有3組磨輥,每只磨輥設(shè)有單獨(dú)的彈簧加載裝置,磨輥與磨碗之間留有一定的間隙,需檢查磨煤機(jī)磨輥間隙。(4)分離器異常。分離器由折向門(mén)、內(nèi)錐體、倒錐體組成。一次風(fēng)煤粉氣流經(jīng)過(guò)分離器后,細(xì)度不合格的煤粉顆?;氐侥ネ胫匦履肽ィ铏z查分離器是否損壞及煤粉的細(xì)度。
4? ? 磨煤機(jī)設(shè)備異常未處理汽包水位控制措施及檢修后試運(yùn)效果
4.1? ? 汽包水位波動(dòng)大的運(yùn)行控制措施
(1)加強(qiáng)與設(shè)備人員溝通,對(duì)F磨煤機(jī)進(jìn)行內(nèi)部檢查,確認(rèn)碾磨出粉異常原因。(2)高負(fù)荷啟動(dòng)F磨煤機(jī)時(shí),對(duì)燃燒系統(tǒng)影響較小,帶低煤量10 t/h給煤量,需待磨煤機(jī)電流及出粉正常后繼續(xù)加煤。(3)降負(fù)荷倒換制粉系統(tǒng)時(shí),盡量在高負(fù)荷;為防止制粉系統(tǒng)跳閘,將微油先投入,10 t/h給煤量,需待磨煤機(jī)電流及出粉正常后繼續(xù)加煤。(4)運(yùn)行人員做好經(jīng)驗(yàn)總結(jié),啟動(dòng)制粉系統(tǒng)要緩慢,判斷磨煤機(jī)出力是否準(zhǔn)確。(5)停運(yùn)F制粉系統(tǒng),交檢修人員檢查磨煤機(jī)側(cè)機(jī)體內(nèi)、磨碗裝置、磨輥裝置、分離器等情況,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)修復(fù)。(6)將F磨煤機(jī)電流曲線(xiàn)置大屏處,以便觀(guān)察磨煤機(jī)出粉情況。
4.2? ? 磨煤機(jī)檢修處理后試運(yùn)效果
經(jīng)停運(yùn)F制粉系統(tǒng),隔離系統(tǒng)交檢修調(diào)整磨輥間隙、焊接刮板、調(diào)節(jié)磨輥緊力后,試運(yùn)制粉系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正常出粉,汽包水位未發(fā)生水位波動(dòng)大的工況。
5? ? 結(jié)語(yǔ)
汽包水位波動(dòng)大在我廠(chǎng)1~5號(hào)機(jī)組均有發(fā)生,其原因復(fù)雜多樣。為了更好地保證安全生產(chǎn),總結(jié)機(jī)組異常事件,增強(qiáng)事故處理的快速性和準(zhǔn)確性成為發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)的首要任務(wù),異常發(fā)生后應(yīng)盡快準(zhǔn)確地找出異常發(fā)生原因并加以消除,以保證機(jī)組正常運(yùn)行,滿(mǎn)足電網(wǎng)需求。
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收稿日期:2021-03-01
作者簡(jiǎn)介:唐道朋(1979—),男,黑龍江齊齊哈爾人,工程師,研究方向:發(fā)電廠(chǎng)集控運(yùn)行。