浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司 張同喜 肖雷

1 引言

浙江某發(fā)電有限責(zé)任公司共建有4臺(tái)超臨界鍋爐，每臺(tái)爐配備一臺(tái)德國制造的撈渣機(jī)，并通過撈渣機(jī)上、下水封槽無溢流運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)渣水零排放。在機(jī)組正常運(yùn)行過程中，由于撈渣機(jī)斷鏈、更換損壞導(dǎo)輪、掉焦致使撈渣機(jī)卡澀等導(dǎo)致?lián)圃鼨C(jī)故障停運(yùn)的案例時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重危及機(jī)組安全運(yùn)行。特別是對(duì)采用無渣井、無關(guān)斷門設(shè)計(jì)的機(jī)械排渣系統(tǒng)，不得不進(jìn)行破壞水封處理，否則將被迫停爐。如何在不停爐的工況下破壞水封，處理撈渣機(jī)故障，維持機(jī)組運(yùn)行，保證機(jī)組安全的運(yùn)行，保障機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，值得分析和探討。

爐底水封破壞后機(jī)組運(yùn)行危險(xiǎn)點(diǎn)：鍋爐正常運(yùn)行中，爐底水封破壞后，大量冷空氣從爐膛底部吸入，造成鍋爐氧量升高、引風(fēng)機(jī)出力增大、鍋爐燃燒不穩(wěn)、火焰中心上移、爐膛負(fù)壓冒正壓、過熱氣及再熱汽溫上升。另外，在處理過程中，如果發(fā)生大塊渣塊掉落及引風(fēng)機(jī)跳閘故障時(shí)，可能會(huì)發(fā)生燙傷檢修人員的情況，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒不充分，長時(shí)間燃燒不良可能引起鍋爐尾部煙道再燃燒或煙溫難以控制導(dǎo)致空預(yù)器卡澀跳閘。

2 破壞水封操作的案例分析案例一

某日，2 號(hào)爐掉焦，2 號(hào)撈渣機(jī)驅(qū)動(dòng)油壓由8.9MPa 左右開始快速升高至26.5MPa，2 號(hào)撈渣機(jī)跳閘無法啟動(dòng)，決定降負(fù)荷至200MW，破壞爐底水封處理，經(jīng)過約10h 的破壞爐底水封，撈渣機(jī)的故障消缺處理，將2 號(hào)爐爐底水封建立，逐漸恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行。

2.1 案例一過程分析

2.1.1 破壞水封前準(zhǔn)備工作

執(zhí)行熱工信號(hào)強(qiáng)制單，2號(hào)爐引風(fēng)機(jī)負(fù)壓調(diào)節(jié)范圍上限改至+0.5kPa。2 號(hào)鍋爐總風(fēng)量低，鍋爐MFT 保護(hù)退出。退出2 號(hào)機(jī)主氣溫低跳機(jī)保護(hù)。2號(hào)機(jī)組撤出遠(yuǎn)控，減負(fù)荷至200MW，啟動(dòng)2號(hào)電動(dòng)給水泵，并入給水系統(tǒng)，將2 號(hào)機(jī)A 汽泵減至最小流量，關(guān)閉2號(hào)機(jī)A汽泵出口電動(dòng)閥，撤出2號(hào)機(jī)A 汽泵，停運(yùn)2 號(hào)B 制粉系統(tǒng)，投入2 號(hào)C 等離子裝置。

2.1.2 水封破壞期間相關(guān)操作

將2號(hào)爐爐膛負(fù)壓設(shè)置為0kPa，投入2號(hào)爐C、D層油槍，手動(dòng)降低2號(hào)爐主，再熱氣溫，將2號(hào)撈渣機(jī)下水槽水封破壞，主再熱氣溫開始上升，同時(shí)各壁溫也開始快速上升。案例一撈渣機(jī)下水槽水封破壞參數(shù)變化如表1所示。

表1 案例一撈渣機(jī)下水槽水封破壞參數(shù)變化

機(jī)組負(fù)荷下降，手動(dòng)增加鍋爐主控由32.2%增至35.7%，負(fù)荷降至最低值154MW。將2號(hào)爐爐膛負(fù)壓設(shè)至0.1kPa，為降低火焰中心，停運(yùn)2 號(hào)A 制粉系統(tǒng)，保留C、D層制粉系統(tǒng)運(yùn)行。

2.1.3 水封恢復(fù)期間相關(guān)操作

開始建立2 號(hào)爐爐底水封，隨著水封的建立，漏氣量逐漸減少，引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度逐漸減少。爐膛負(fù)壓設(shè)定值逐漸減小至-0.1kPa，2號(hào)爐爐底水封完全建立，主再熱氣溫下降。貯水箱水位從8m開始快速下降，立即增加給水流量300t/h左右，待貯水箱水位回升之后，調(diào)回正常值。啟動(dòng)2號(hào)A制粉系統(tǒng)。汽溫下降趨勢(shì)逐漸穩(wěn)定，停運(yùn)2 號(hào)鍋爐循環(huán)泵，鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行，解除相關(guān)強(qiáng)制，恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行。

3 破壞水封操作的案例分析案例二

某日，1號(hào)撈渣機(jī)斜槽處有多塊刮板斷裂，1號(hào)撈渣機(jī)跳閘無法啟動(dòng)，決定降負(fù)荷至200MW，破壞爐底水封處理,經(jīng)過11h的破壞爐底水封，撈渣機(jī)的故障消缺處理，1號(hào)爐爐底水封建立，逐漸恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行。

3.1 案例二過程分析

3.1.1 破壞水封前準(zhǔn)備工作

1 號(hào)撈渣機(jī)需要破壞爐底水封處理。減負(fù)荷至200MW。執(zhí)行熱工信號(hào)強(qiáng)制單，1號(hào)爐引風(fēng)機(jī)負(fù)壓調(diào)節(jié)范圍上限改至+0.5kPa，1號(hào)鍋爐總風(fēng)量低，鍋爐MFT 保護(hù)退出，退出1 號(hào)機(jī)主汽溫低跳機(jī)保護(hù)。啟動(dòng)1號(hào)機(jī)A開冷水泵運(yùn)行正常，停運(yùn)1號(hào)機(jī)輔助開冷水泵。啟動(dòng)1 號(hào)電動(dòng)給水泵運(yùn)行正常，并入給水系統(tǒng)。將1 號(hào)機(jī)A 汽泵撤出給水系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)備用。投入1 號(hào)爐等離子點(diǎn)火裝置，停運(yùn)1 號(hào)B 制粉系統(tǒng)，啟動(dòng)1號(hào)鍋爐循環(huán)泵。

3.1.2 水封破壞期間相關(guān)操作

投入A、C、D 層油槍，聯(lián)系環(huán)保主值，開始1號(hào)爐爐底水封破壞。機(jī)組負(fù)荷下降，手動(dòng)增加鍋爐主控。將1 號(hào)爐爐膛負(fù)壓設(shè)至0.1kPa。停運(yùn)1 號(hào)A制粉系統(tǒng)。停運(yùn)A 層油槍。停運(yùn)C1、C4、C5、C6油槍。案例二撈渣機(jī)下水槽水封破壞參數(shù)變化如表2所示，案例二爐底水封破壞過程參數(shù)變化趨勢(shì)圖如圖1所示。

表2 案例二撈渣機(jī)下水槽水封破壞參數(shù)變化

圖1 案例二爐底水封破壞過程參數(shù)變化趨勢(shì)圖

3.1.3 水封恢復(fù)期間相關(guān)操作

撈渣機(jī)消缺工作完成后，開始建立1 號(hào)爐爐底水封，隨著水封的建立，漏氣量逐漸減少，引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度逐漸減少。爐膛負(fù)壓設(shè)定值逐漸減小至-0.1kPa，1號(hào)爐爐底水封完全建立，主再熱氣溫下降。啟動(dòng)A 制粉系統(tǒng)，停運(yùn)鍋爐循環(huán)泵，鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行，解除相關(guān)強(qiáng)制，恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行。

4 破壞水封處理過程的經(jīng)濟(jì)分析

由于爐底水封破壞，大量空氣從爐底吸入，為穩(wěn)定燃燒，水封破壞期間，均保持C、D層油槍的運(yùn)行。投入油槍后，不可避免產(chǎn)生燃油損耗，考慮到投油槍后燃油價(jià)格較貴，且考慮到爐膛燃燒情況，盡可能在破壞水封前投入油槍穩(wěn)燃。水封破壞后，停運(yùn)第三臺(tái)制粉系統(tǒng)，撤出A 層油槍的方式，盡量減少燃油損失，案例二中根據(jù)C層燃燒器火檢強(qiáng)度，適當(dāng)減少C 層油槍的投入數(shù)量，降低燃油用油量，但減少運(yùn)行磨煤機(jī)油槍數(shù)量后，要密切監(jiān)視火檢強(qiáng)度變化，避免燃燒不穩(wěn)造成爐膛熄火[1]。

根據(jù)爐前燃油進(jìn)回油流量計(jì)算：案例一用油量約為5t/h。案例二用油量為3.72t/h。雖然消耗燃油，但與停爐對(duì)機(jī)組負(fù)荷的影響以及啟停機(jī)的費(fèi)用相比較，經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)較少。

5 操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

在線處理撈渣機(jī)故障需辦理工作票，做好危險(xiǎn)源辨識(shí)，做好防止人員燙傷的相關(guān)工作。檢修部門應(yīng)當(dāng)迅速組織人員，制定處理方案和預(yù)估處理時(shí)間，提前準(zhǔn)備好工器具和物資迅速準(zhǔn)備到位，并把準(zhǔn)備情況告之當(dāng)班運(yùn)行人員。運(yùn)行人員根據(jù)檢修開工時(shí)間，與調(diào)度申請(qǐng)機(jī)組負(fù)荷，進(jìn)行缺陷處理，運(yùn)行人員根據(jù)減負(fù)荷時(shí)間以及水封破壞時(shí)間等，為檢修人員爭(zhēng)取更多的檢修設(shè)備時(shí)間。同時(shí)在線破壞水封要做好風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，防止鍋爐主再熱氣溫超溫，發(fā)生磨煤機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)等情況。

爐底水封破壞前，有條件的情況下進(jìn)行一次鍋爐全面吹灰，同時(shí)盡早投入空預(yù)器連續(xù)吹灰，盡量降低主再熱氣溫，防止破壞水封后受熱面管壁及主、再熱氣溫超限。當(dāng)負(fù)荷降低至200MW 時(shí)，關(guān)注SCR 入口煙溫變化，提前關(guān)小過熱器側(cè)煙氣擋板，開大再熱器側(cè)煙氣擋板，防止SCR入口煙溫低引起脫硝裝置退出的環(huán)保指標(biāo)超標(biāo)的事件發(fā)生[2]。

破壞水封過程中，密切監(jiān)視煙溫趨勢(shì)、汽溫趨勢(shì)、受熱面溫度、排煙溫度、各風(fēng)機(jī)電流、鍋爐風(fēng)量、氧量、給水量、負(fù)荷、汽壓、空預(yù)器電流等參數(shù)，防止空預(yù)器卡澀，防止尾部煙道二次燃燒。爐底水封破壞，空預(yù)器出口煙溫上升，應(yīng)加強(qiáng)空預(yù)器相關(guān)參數(shù)的檢查，尤其是在油槍投運(yùn)期間，空預(yù)器吹灰需保持連續(xù)運(yùn)行。

爐底水封破壞初期，引風(fēng)機(jī)電流能直觀顯示，當(dāng)引風(fēng)機(jī)電流開始上升，就應(yīng)提前進(jìn)行主、再熱氣溫干預(yù)，提前全開過熱器煙氣擋板，關(guān)小再熱器側(cè)煙氣擋板，進(jìn)行主再熱氣溫的提前預(yù)控[3]。

減負(fù)荷過程中A、B 制粉系統(tǒng)相繼停運(yùn)，但是若磨煤機(jī)冷風(fēng)通道未關(guān)閉，同時(shí)上層磨煤機(jī)通入適量冷風(fēng)降低火焰中心并保證一次風(fēng)機(jī)風(fēng)道暢通，冷一次風(fēng)用戶太多，冷一次風(fēng)母管壓力低于熱風(fēng)壓力較多，可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行磨煤機(jī)冷一次風(fēng)量不足，運(yùn)行磨煤機(jī)出口溫度高，難控制的情況發(fā)生。建議在減負(fù)荷停磨煤機(jī)后盡早關(guān)小冷風(fēng)風(fēng)門，確保運(yùn)行磨煤機(jī)出口溫度正常，并且這方面操作還能夠降低總風(fēng)量，利于控制環(huán)保參數(shù)。

在爐底水封恢復(fù)過程中，火焰中心緩慢下降，初始階段主再熱氣溫下降較為緩慢，各水冷壁吸熱雖增強(qiáng)但不明顯，主給水流量緩慢增加70t/h，貯水箱高水位調(diào)節(jié)閥開度及各水冷壁溫度可控；但在爐底水封液位達(dá)-100mm 后，水冷壁吸熱明顯增強(qiáng)，各水冷壁溫快速上升，主給水流量快速增加180t/h，后水冷壁溫度調(diào)節(jié)穩(wěn)定后，主給水流量逐漸慢慢減少，期間貯水箱高水位調(diào)節(jié)閥幾乎未開啟，鍋爐產(chǎn)汽量大增，負(fù)荷隨之上升，但主熱氣溫卻快速下降，建議將啟動(dòng)制粉系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)提前，在水封建立前后啟動(dòng)磨煤機(jī)，防止主、再熱氣溫快速下降。

在減負(fù)荷過程中，機(jī)組負(fù)荷最低降至150MW左右，此時(shí)四抽壓力最低至0.19MPa，小機(jī)輔汽汽源在冷備用，檢查給水系統(tǒng)各參數(shù)正常，開大汽機(jī)主控，提高四抽壓力，一般情況下給泵汽輪機(jī)組在低負(fù)荷、低汽源壓力下，給泵汽輪機(jī)調(diào)門指令31%，轉(zhuǎn)速3393r/min，排汽溫度21℃，各軸系參數(shù)正常，均在可控范圍。破壞水封過程中，要保持爐膛正壓運(yùn)行，密切監(jiān)視爐膛燃燒穩(wěn)定性，如果過、再熱器管壁溫度超限，可適當(dāng)降低燃料量，增大給水量。

水封恢復(fù)過程中，環(huán)保運(yùn)行應(yīng)及時(shí)通知集控單元長，集控應(yīng)派巡檢員到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視爐底水封恢復(fù)情況，并及時(shí)與操作員溝通匯報(bào)水封建立情況。水封剛恢復(fù)時(shí)，可適當(dāng)增大給水量，防止產(chǎn)汽量突然增大，造成貯水箱水位不穩(wěn)，恢復(fù)水封時(shí)，爐膛壓力逐漸設(shè)定回-0.1kPa。爐底水封恢復(fù)后，主、再熱氣溫會(huì)下降，可盡早啟動(dòng)第三臺(tái)制粉系統(tǒng)，以減緩主、再熱氣溫下降趨勢(shì)。

6 結(jié)語

認(rèn)識(shí)爐底水封破壞對(duì)鍋爐運(yùn)行造成的影響和危害，掌握水封破壞后鍋爐運(yùn)行的調(diào)節(jié)手段，對(duì)鍋爐安全運(yùn)行具有積極作用。根據(jù)上述實(shí)踐和分析，無論從安全角度，還是從經(jīng)濟(jì)角度，不停爐破壞爐底水封搶修處理撈渣機(jī)可以有效避免受熱面超溫、發(fā)生燃燒不穩(wěn)等情況。處理過程中需要做好防止人員燙傷的相關(guān)準(zhǔn)備，避免發(fā)生人身傷害事故。