660MW锅炉过热汽温超温的原因及防范措施

660MW锅炉过热汽温超温的原因及防范措施

(福建大唐宁德发电有限责任公司福建福安352100)

摘要:介绍宁德电厂660MW机组锅炉运行过热汽温调整的方式和过热汽温超温异常的现象,过热汽温动态特性及控制手段;分析了过热汽温超温对锅炉管材的影响,分析了引起锅炉过热汽温超温的根本原因,指出了锅炉过热汽温超温预防措施,可为国内电厂运行调整提供借鉴。

关键词:热能动力工程;过热汽温;超温;原因;措施

引言

从第一台电站锅炉的商业运营,到今天大容量高参数高自动化程度的单元制发电机组,如何防止超温超压始终是一个经久不衰的话题。经过近一段时间对汽温的调节,再结合平时运行中出现的超温超压问题,提出一些自己对汽温控制的认识和看法。

1设备概述

福建宁德电厂#1炉配置东方锅炉股份有限公司制造的DG2060/26.15-II1型国产超超临界变压本生直流锅炉,锅炉形式为一次再热、单炉膛、前后墙对冲、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热气温、固态排渣、平衡通风、全钢构架、露天布置、全悬吊结构II型炉。锅炉设计煤种为山西大同塔山洗精煤,以东胜纳林庙烟煤作为校核煤种制粉系统采用中速磨煤机正压直吹冷一次风方式,一炉配6台HP1003型,设计5台运行可满足BMCR工况出力。

2汽温特性和控制方式

根据汽温的动态特性,下面结合具体的生产过程进行简要分析。

直流锅炉蒸汽温度的调节主要是调整燃料量和给水量,但是在实际运行中,由于锅炉的效率、燃料发热量和给水焓(取决于给水温度)等也会发生变化,因此,在实际锅炉运行中要保证燃水比的精确值是非常不容易的。燃煤锅炉还由于给水量和燃料量会发生波动而引起蒸汽温度的变化。因此就迫使直流锅炉除了采用燃水比作为粗调的调节手段外,还必须采用喷水减温的方法作为细调手段。在运行中,为了维持锅炉出口汽温的稳定,通常在过热区段中间部分取一温度测点,将它固定在相应的数值上,这就是通常所说的中间点温度。总结一条操作经验:给水调压,燃料配合给水调温,抓住中间点温度,喷水调温。燃烧调整是锅炉一切调整的基础,对于汽温来说燃烧更是本质。最直观的说,温度的高低最主要取决于煤和水的比例,即水煤比。保持水量不变,增加燃料量,温度则会升高;同样保持燃料量不变,减少水量,温度也会升高;反之亦然。[1]平时运行中通过调节水煤比来保证中间点温度,同时实现了对汽温的粗调,最后辅以减温水细调来达到准确的控制。这是一个基本的控制思路。

3原因分析及其预防

具体影响因素概括来说有以下方面:

1)、吹灰及结焦的影响:从实际情况看,吹灰对汽温影响较大。受热面表面积灰、结渣、结垢等会造成壁温升高。吹灰器长期不能投入,使炉膛受热面粘灰严重,促使炉膛出口烟气温度进一步升高,加剧过热蒸汽器超温。炉膛吹灰结束后,由于炉膛的吸热量增加,致使炉膛出口烟温下降,导致过、再热汽温降低。在条件许可的情况下,汽温高时加强炉膛吹灰,汽温低时加强锅炉烟道吹灰也不失为一种调节手段。

2)、炉膛火焰中心的影响:锅炉火焰中心的高低也是影响汽温高低的重要因素,启停上层制粉系统对火焰中心的影响极为明显。在运行中汽温高时可减小上层燃烧器煤量增加下层燃烧器煤量,反之亦然。温度过高可在保证总风量不变的情况下加大上层磨的二次风量,减少下层磨的二次风量,将火焰中心下移,温度低时将火焰中心上移。启停制粉系统,尤其是上层制粉系统时,可先相应的提高或降低过热度,进行一定的超前调节,来尽可能的抵消启停制粉系统所带来的扰动。

3)、减温水的使用:在过热汽温调整中,有两级减温水。第一级作为粗调,第二级为细调。#1机这两级减温水控制策略均采用串级控制,副调用来克服负荷的扰动和入口汽温的扰动。在正常情况下,我们应该保证两级减温水有一定的余量,也就是说要使我们的被控对象处于可控状态。当减温水余量趋近于零时要及时通过调整燃烧和风量来控制汽温,尽快恢复余量。例如前段时间#1机组左一减调门卡涩,给连续升负荷时汽温的控制带来一定难度,如果不及时调整,很容易造成超温。在这种情况下,应及时果断增加锅炉给水量以降低过热度,通过对中间点温度的控制保证主蒸汽温度在规定范围内,由于我们使用的是直流炉,在这种情况下相当于我们增加给水量将汽水分界点后移,从而使得最终的汽温的可控。这种方式一定要保证水煤比是可控的,防止由于水量的失控造成汽温在单位时间内下降过多而带水。

4)、机前压力波动的影响:机前压力对汽温同样有着不可忽略的影响。通常我们用的最多的控制模式是炉跟机协调方式,在这种模式下,当炉主控检测到压力偏差的增大,就会增加或减少燃料量来消除这种汽压偏差,而煤量、风量的增减造成烟气流量的增减,即对流换热量的增减,蒸汽温度同样随着变化,这又影响到减温水量,减温水量的来回波动又作用到主蒸汽压力上,造成机前压力更大的波动,这样就构成了恶性循环,使得系统控制起来难以收敛。

对于这种闭环的恶性循环,解决办法就是打破此循环即解环。我们可以在保证汽温不超过极限范围的情况下,稳住减温水,防止由于减温水的波动造成汽压的摆动,以此来稳定系统。或者优先选用其它控制汽温的调节方法,通过微调给水量和给煤量的偏置来抑制汽压的波动,使其成为衰减震荡,最终趋于稳定;只要符合解环这个思路,还有其他方法也可以尝试。

5)、制粉系统异常的影响:制粉系统的异常直接影响进入系统的能量,所以影响效果也最为显著。其常见的异常有断煤和堵磨。尤其是堵磨,其不易觉察、影响面广,处理不当极易引起超温超压。

下面具体分析在炉跟机协调方式下,堵磨所造成的影响。对于单台制粉系统的堵磨,只需降低此台磨的煤量,增加此台磨的风量,使其尽早吹通。

对于大面积的堵磨处理就相对复杂。一旦发生堵磨,一部分煤量已经堵在磨煤机中,在一定时间后将会使机前压力下降,当炉主控检测到机前压力的偏差超过调节器的死区范围,就会发出指令增加给煤量,一方面这将继续恶化堵磨程度,另一方面如果在提高一次风压后磨瞬间吹通,将会有大量的煤粉瞬间进入炉膛,这将造成系统的严重超温超压。为了把堵磨带来的扰动降到最低,当发现堵磨时,应立即降低燃料量,降到比当前负荷所对应的燃料量还要略低一定程度的量,同时增加磨的一次风量,必要时可提高一次风压使磨尽早吹通,这样即就是超温,也可以快速恢复到正常范围,不至于停留在超温点时间过长。具体处理要点是解除锅炉主控自动,并在压力模式下选择定压运行,汽压的稳定使得汽温也相对稳定,这样最终达到一个新的平衡点。

4结束语

在运行中出现异常情况汽温超标时一定要果断处理,当机立断采取必要的手段,参照上述各种情况下汽温的调节方法来调整,尽力减小汽温超限保证机组运行安全。在调整过程中不能存在侥幸心理而延误时机。如果发生较大波动时不要慌张,果断解除协调,把给水量和给煤量稳定在当前负荷相对应的量上,稳定燃烧。机组调节的根本就是水和煤,这两样稳定住了,汽温才能保持稳定。

参考文献

[1]朱全利.直流锅炉状态参数特性[J].锅炉设备及系统,2005,20(1):65~68.

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