樊士杰

(天脊煤化工集團(tuán)股份有限公司, 山西長治 047500)

1 概述

天脊煤化工集團(tuán)股份有限公司熱動廠A/B臺高壓蒸汽煤粉鍋爐(簡稱A/B臺鍋爐)由德國斯坦繆勒公司生產(chǎn)，該類型鍋爐水循環(huán)方式為分散式受熱下降管、膜式水冷壁與汽包組成的自然循環(huán)；燃燒方式為前墻噴焰形成11/2U型火焰；鍋爐額定出力為225 t/h，主蒸汽壓力為10.6 MPa，主蒸汽溫度為535 ℃，使用燃料為貧煤。合格的脫鹽水送入A/B臺鍋爐除氧器，通過熱力除氧和化學(xué)除氧后，由給水泵送至鍋爐省煤器。A/B臺鍋爐省煤器采用的是非沸騰式螺旋鰭片省煤器[1]，材質(zhì)為20G鋼管。鍋爐流程簡圖見圖1。

圖1 A/B臺鍋爐流程簡圖

2 存在問題

高壓蒸汽管網(wǎng)由3臺鍋爐產(chǎn)汽組成，某一臺鍋爐故障停車后，都要經(jīng)歷點(diǎn)火啟動到并入管網(wǎng)過程。在此過程中，經(jīng)常會發(fā)生并汽反復(fù)。并入管網(wǎng)后又不得不立即解列出來的原因主要是高壓蒸汽溫度大幅度下降，導(dǎo)致汽包液位急劇降低。

3 原因分析

A/B臺鍋爐由于沒有設(shè)計汽包與省煤器連接的再循環(huán)管[2]，因此在鍋爐點(diǎn)火初期，省煤器中的鍋爐給水處于不流動狀態(tài)，當(dāng)煙氣加熱給水溫度超過汽包壓力下對應(yīng)的飽和溫度時，省煤器內(nèi)就會產(chǎn)生蒸汽，蒸汽經(jīng)過汽包導(dǎo)汽管直接進(jìn)入過熱器。

在鍋爐啟動過程中，由于對空排汽管線上沒有設(shè)置蒸汽流量表，鍋爐的產(chǎn)汽負(fù)荷依靠鍋爐給水流量來判斷，而給水量根據(jù)汽包液位的高低進(jìn)行調(diào)整。點(diǎn)火初期由于鍋爐水冷壁內(nèi)的水受熱膨脹，汽包液位會先升高后降低，只有等汽包液位明顯下降時鍋爐才進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水量應(yīng)該和蒸發(fā)量保持平衡，汽包液位才能穩(wěn)定。A/B臺鍋爐由于采用的是分散式受熱下降管，燃料量增減造成汽包液位上下波動較大，導(dǎo)致給水量忽大忽小，進(jìn)而使省煤器出口水溫出現(xiàn)波動。

當(dāng)主蒸汽壓力、溫度達(dá)到并汽條件時，按照操作規(guī)程，操作人員會通過減少水量主動降低汽包液位[3]、開并汽閥。這個過程中未控制省煤器出口水溫，等并汽閥全部打開后，鍋爐加負(fù)荷向蒸汽管網(wǎng)送汽時，由于省煤器給水量增加，導(dǎo)致省煤器出口水溫大幅度降低，大量冷水進(jìn)入汽包，汽包液位急劇降低，飽和蒸汽溫度也隨之降低，最終造成主蒸汽溫度大幅降低。在汽包液位達(dá)到低二聯(lián)鎖值時，沒有補(bǔ)足水位或者主蒸汽溫度降低至不可接受范圍時，并入蒸汽管網(wǎng)的鍋爐又不得不解列出來，造成并汽失敗。

4 解決辦法

4.1 嚴(yán)格按照升壓速度進(jìn)行升壓

在鍋爐開車過程中，一定要按照升壓曲線進(jìn)行升壓。在前1 h內(nèi)，壓力不能超過0.5 MPa，3 h后加快速度。只有增加燃料量才能增加蒸發(fā)量，只有蒸發(fā)量上去后才能穩(wěn)定給水流量[4]。

4.2 適當(dāng)開啟事故放水

由于該型式的鍋爐采用分散式受熱下降管，因此，鍋爐增減負(fù)荷對汽包液位影響較大，液位高低又影響了補(bǔ)水量的大小。為了防止省煤器出口水溫過高，可以在必要時加大給水流量，控制省煤器出口水溫。為了防止汽包液位過高，可以適當(dāng)開啟事故放水，協(xié)調(diào)好進(jìn)水量、蒸發(fā)量和汽包液位之間的關(guān)系，最終控制住省煤器出口水溫。

4.3 在并汽前穩(wěn)定給水量

并汽前，一定要保持穩(wěn)定的給水量，不能一直依據(jù)汽包液位進(jìn)行大幅度調(diào)整，尤其是過低的液位會直接影響省煤器出口水溫。

4.4 出口溫度始終控制在飽和溫度之下

從鍋爐點(diǎn)火開始到鍋爐順利并入管網(wǎng)，要將省煤器出口水溫嚴(yán)格控制在汽包壓力對應(yīng)的飽和溫度之下，嚴(yán)格遵守非沸騰式省煤器中不產(chǎn)生蒸汽的原則。

通過采取以上措施，鍋爐并汽過程中變得十分平穩(wěn)，沒有再出現(xiàn)反復(fù)。

5 結(jié)論與建議

(1) 省煤器出口水溫對鍋爐點(diǎn)火升壓到并汽的影響是客觀存在的，鑒于A/B臺鍋爐分散式受熱下降，無汽包和省煤器之間的再循環(huán)管線的特性，會表現(xiàn)得更加突出。

(2) 在設(shè)有再循環(huán)管線、不受熱集中下降管線的其他自然循環(huán)汽包鍋爐上，該問題也有表現(xiàn)，只是不如A/B臺鍋爐明顯。在點(diǎn)火升壓過程中也可以通過減溫水量在升壓過程中的先投入、再解列、再投入3個過程反應(yīng)出來，盡管在接近并汽時影響不大，但是會造成一級減溫水前面過熱蒸汽溫度超溫，對鍋爐產(chǎn)生不利影響。

(3) 將省煤器出口溫度始終控制在汽包壓力對應(yīng)的飽和溫度之下，避免過熱器超溫，減少減溫水的重復(fù)操作。

(4) 空排汽量相對較小的鍋爐，更應(yīng)該引起足夠重視。

6 結(jié)語

從鍋爐開始點(diǎn)火到主蒸汽并入管網(wǎng)，鍋爐經(jīng)過從冷態(tài)到熱態(tài)的變化過程。在這個過程中,針對每臺鍋爐的操作都要按照操作規(guī)程進(jìn)行，一旦精準(zhǔn)控制細(xì)節(jié)，鍋爐的運(yùn)行會變得更加平穩(wěn)和順暢。