鍋爐主、再熱蒸汽超溫分析及控制措施

楊朝陽(yáng)

(寧夏大唐國(guó)際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 青銅峽751607)

0 引言

寧夏大唐國(guó)際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司大壩兩臺(tái)600MW 機(jī)組鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、前后墻對(duì)沖燃燒方式、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架的Π 型汽包鍋爐。 在爐膛上部垂直布置有屏式過(guò)熱器，水平煙道由上部后墻水冷壁管繞制而成，在折焰角上方水平煙道內(nèi)按照煙氣流動(dòng)方向依次布置有末級(jí)(高溫)過(guò)熱器和高溫再熱器；尾部后豎井四周由包墻過(guò)熱器組成，尾部豎井煙道被中隔墻分為兩部分，前后分別布置低溫再熱器和低溫過(guò)熱器，低溫再熱器和低溫過(guò)熱器被省煤器中間聯(lián)箱引出的吊掛管懸吊；其后分別布置省煤器、煙道擋板、空氣預(yù)熱器。 自投產(chǎn)以來(lái)，主、再熱蒸汽超溫頻繁出現(xiàn)，對(duì)機(jī)組性能產(chǎn)生影響。 主蒸汽、再熱汽溫、鍋爐受熱面金屬溫度是發(fā)電廠汽機(jī)、鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所必須監(jiān)視與調(diào)整的主要參數(shù)，由于影響汽溫的因素多，影響過(guò)程復(fù)雜多變，調(diào)節(jié)過(guò)程慣性大，這就要求汽溫調(diào)節(jié)應(yīng)勤分析、多觀察，樹(shù)立起超前調(diào)節(jié)的思想。在機(jī)組運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)汽溫的監(jiān)視與調(diào)整，分析其影響因素與變化的關(guān)系，摸索出汽溫調(diào)節(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)，來(lái)指導(dǎo)我們的調(diào)整操作。 由于汽溫變化的復(fù)雜性，在實(shí)際調(diào)節(jié)過(guò)程中要靈活應(yīng)用。

1 鍋爐超溫原因分析

1.1 根據(jù)日常運(yùn)行記錄可以發(fā)現(xiàn)， 每臺(tái)爐都有燃燒調(diào)整不當(dāng)?shù)那闆r發(fā)生

例如，沒(méi)有根據(jù)燃燒需要及時(shí)調(diào)整各層燃燒器的配風(fēng)，使燃燒工況偏離設(shè)計(jì)值，火焰中心偏移，導(dǎo)致燃燒行程加長(zhǎng)，爐膛出口煙溫升高。 如果鍋爐各層一次風(fēng)口風(fēng)量不均勻，給煤量或一次風(fēng)不均勻也能造成燃燒中心偏斜，甚至貼壁燃燒，使水冷壁局部超溫。 在啟、停磨煤機(jī)及鍋爐負(fù)荷升降的過(guò)程中，由于運(yùn)行工況的變化率過(guò)大，爐膛出口煙道溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布不均，也會(huì)加大局部超溫的可能性。

1.2 根據(jù)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)， 爐膛出口處可能存在著一定的殘余氣流旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而一、二次風(fēng)的動(dòng)量比會(huì)影響到煙氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，使沿爐膛寬度方向的爐膛出口煙溫和煙速分布存在一定的偏差，造成水平煙道的煙溫分布不均，在這種情況下，煙氣溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布偏差就使受熱面吸熱產(chǎn)生了較大的偏差，加大了局部超溫的幅度。

1.3 由于煤種原因造成過(guò)熱器或水冷壁嚴(yán)重結(jié)焦， 或者因吹灰設(shè)備等因素導(dǎo)致?tīng)t膛部分受熱面粘灰嚴(yán)重，促使受熱面煙氣溫度進(jìn)一步升高，加劇了過(guò)熱器的超溫，造成過(guò)熱器爆管。

1.4 鍋爐本體都有不同程度的漏風(fēng)，造成爐膛出口煙道煙氣量增加，也加劇了超溫。

1.5 給水品質(zhì)不合格或者因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行定期排污、除氧效果差、汽包加藥量不合適等因素造成給水品質(zhì)不良，易對(duì)管子形成腐蝕，引起受熱面管內(nèi)結(jié)垢積鹽，影響傳熱。當(dāng)給水不合格時(shí)，在水冷壁上結(jié)垢并形成垢下腐蝕，會(huì)造成受熱面在運(yùn)行中發(fā)生超溫現(xiàn)象。

1.6 由于運(yùn)行人員80%以上為參加工作2 至3 年的年輕人， 運(yùn)行調(diào)整技術(shù)水平低，對(duì)鍋爐超溫造成嚴(yán)重危害的認(rèn)識(shí)不強(qiáng)。

2 鍋爐超溫的控制

2.1 機(jī)組啟、停時(shí)的操作

2.1.1 機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)很不穩(wěn)定的階段，同時(shí)也存在很多事故隱患，控制蒸汽溫度、金屬壁溫和升溫、升壓速度就更加重要。

2.1.2 機(jī)組啟、停過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，按照啟、停曲線控制汽溫、汽壓速度以及汽包上下壁溫差。

2.1.3 機(jī)組滑停以前必須對(duì)鍋爐進(jìn)行一次全面吹灰， 以減小減溫水量，可以使汽溫在下滑過(guò)程中較好控制，使滑停過(guò)程順利進(jìn)行。

2.1.4 滑停過(guò)程中應(yīng)盡量依靠減弱燃燒來(lái)使汽溫下滑，不宜采取開(kāi)大減溫水的方法來(lái)下滑汽溫，如汽溫下降速度較慢或居高不下時(shí)，可以加大下層磨的出力減小上層磨的出力，或者停運(yùn)上層磨，減少磨煤機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。 另一方面可以適當(dāng)?shù)拈_(kāi)大上排二次風(fēng)檔板，關(guān)小下層二次風(fēng)檔板的方法使汽溫下滑。

2.1.5 滑停過(guò)程中，應(yīng)盡可能的保持磨煤機(jī)集中運(yùn)行，使燃燒穩(wěn)定。停磨前應(yīng)先將磨的煤量減至最小，再停止磨煤機(jī)運(yùn)行。 停磨后應(yīng)適當(dāng)加大其余磨的出力，保持總磨煤量小幅度變化，以防止汽溫下降速度過(guò)快。

2.1.6 正常情況下，機(jī)組滑停至給水閥進(jìn)行切換時(shí)，密切監(jiān)視、調(diào)整給水差壓，防止由于切換時(shí)給水壓力的突增，導(dǎo)致減溫水流量突增，使汽溫產(chǎn)生突降。

2.1.7 對(duì)于打過(guò)水壓后的鍋爐，由于過(guò)熱器及再熱器中存著較多的積水，此時(shí)啟動(dòng)存在著汽包壓力上升快，而汽溫上升速度慢，為了使汽溫與汽壓相匹配，在鍋爐點(diǎn)火前全開(kāi)過(guò)熱器及再熱器，主、再汽管道所有疏水門(mén)，進(jìn)行充分疏水；點(diǎn)火后及時(shí)開(kāi)啟高旁、低旁閥，使過(guò)、再熱器中的積水及時(shí)排走。投油槍時(shí)，上層油槍，以提高火焰中心高度，使過(guò)、再熱器中的積水盡快蒸發(fā)掉，保證過(guò)、再熱汽溫與壓力的匹配關(guān)系。

2.1.8 對(duì)于極熱態(tài)機(jī)組，當(dāng)汽機(jī)調(diào)跳閘，鍋爐滅火后，應(yīng)立即關(guān)閉所有減溫水調(diào)門(mén)及總門(mén)，并開(kāi)啟排汽電動(dòng)門(mén)或旁路門(mén)（汽機(jī)允許條件下），開(kāi)啟過(guò)、再熱器疏水門(mén)。 減少過(guò)、再熱汽溫的下降，為短時(shí)間恢復(fù)作好準(zhǔn)備。 鍋爐在點(diǎn)火前盡量開(kāi)大旁路門(mén)降壓，吹掃完畢后應(yīng)立即投油槍點(diǎn)火，以減小爐膛熱損失，投油時(shí)可先投上油槍，保持較高的火焰中心高度，并保持較高的氧量值，以使汽溫盡快達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)。

2.1.9 在機(jī)組啟動(dòng)初期低負(fù)荷投入減溫水時(shí)，應(yīng)注意一級(jí)減溫器后的溫度以及事故噴水后的溫度應(yīng)高于對(duì)應(yīng)的過(guò)、再熱汽壓力下的飽和溫度，以防過(guò)、再熱器積水振動(dòng)。

2.1.10 油槍要從底層投入并應(yīng)該定期切換， 采取多油強(qiáng)少油量的燃燒方式，同時(shí)保障油槍的霧化效果良好。

2.1.11 正常投入輔助蒸汽系統(tǒng)，鍋爐點(diǎn)火后保證空予器的正常、連續(xù)吹灰。

2.1.12 為滿足汽機(jī)的沖轉(zhuǎn)參數(shù)，可選擇適當(dāng)?shù)哪ソM投入運(yùn)行。此時(shí)一級(jí)減溫水可投入，二級(jí)減溫水盡量不投。

2.1.13 保證第一臺(tái)磨煤機(jī)在最大出力時(shí)，啟動(dòng)第二臺(tái)后，盡量保證入爐煤的平衡，防止汽溫、汽壓的大幅度波動(dòng)，必要時(shí)利用油槍進(jìn)行配合。

2.1.14 在鍋爐突然滅火或跳閘只剩下一臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行， 操作時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，嚴(yán)禁趕火升壓。

2.1.15 停爐過(guò)程中要緩慢減少煤量，必要時(shí)投入油槍，放慢降溫降壓速度。

2.2 正常運(yùn)行調(diào)整時(shí)的操作

2.2.1 正常運(yùn)行時(shí)，控制主蒸汽溫度在541±5℃，再熱蒸汽溫度541±5℃，左右側(cè)溫度偏差不大于15℃，如超出此限，應(yīng)該積極設(shè)法調(diào)整平衡。

2.2.2 運(yùn)行調(diào)整中， 控制一級(jí)減溫水流量， 保證屏過(guò)后汽溫不超過(guò)472℃；二級(jí)減溫水細(xì)調(diào)，高過(guò)后汽溫541±5℃℃。再熱汽溫使用煙氣擋板調(diào)整，盡量減少再熱減溫水量。

2.2.3 從實(shí)際情況看，在投入上排磨煤機(jī)時(shí)易發(fā)生超溫現(xiàn)象。 為此在啟動(dòng)備用磨煤機(jī)時(shí)，應(yīng)加大運(yùn)行磨煤機(jī)的入爐煤量，并保證風(fēng)煤比適當(dāng)。 啟動(dòng)后，減小運(yùn)行磨煤機(jī)的煤量，盡量保證入爐煤的平衡。 也可以提前使汽溫緩慢降至525℃左右，隨后緩慢調(diào)整至正常值。

2.2.4 機(jī)組正常加負(fù)荷時(shí)，在調(diào)門(mén)開(kāi)度保持不變時(shí)，當(dāng)燃燒加強(qiáng)后，蒸汽側(cè)的蒸發(fā)量要滯后于燃燒側(cè)的熱負(fù)荷的加強(qiáng)， 對(duì)于過(guò)熱器來(lái)說(shuō)，由于蒸發(fā)量的逐漸增加，對(duì)汽溫來(lái)說(shuō)還有一定的補(bǔ)償能力。 而對(duì)于再熱器則沒(méi)有這種補(bǔ)償能力。因此在加負(fù)荷過(guò)程中再熱汽溫的上升速度要比過(guò)熱汽溫的上升速度快。 這時(shí)我們可以采用開(kāi)大汽輪機(jī)調(diào)門(mén)的辦法，或適當(dāng)開(kāi)啟減溫水的辦法來(lái)調(diào)節(jié)汽溫。 減負(fù)荷過(guò)程與此相反。

2.2.5 快速減負(fù)荷是指機(jī)側(cè)由于某種原因使汽輪機(jī)調(diào)門(mén)迅速關(guān)小。根據(jù)前面的分析可得，過(guò)再熱汽溫的上升速度是比較快的。因此，我們?cè)陂_(kāi)大減溫水的同時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷減少情況打掉1～2 臺(tái)磨煤機(jī)(正常次序應(yīng)該是在決定快減負(fù)荷時(shí)首先打磨），在旁路投運(yùn)正常情況下,可先開(kāi)啟旁路(此時(shí)應(yīng)注意旁路減溫水情況,防止對(duì)再熱汽溫造成沖擊)，或用開(kāi)啟向空排汽的辦法來(lái)控制汽溫。 開(kāi)排汽時(shí)應(yīng)注意水位變化。

2.2.6 在正常切換磨煤機(jī)時(shí)，如汽溫上升較快，可增加上排磨煤機(jī)二次風(fēng)量，適當(dāng)降低一次風(fēng)速。 將火焰中心下移，配合減溫水及煙氣擋板，使汽溫不超標(biāo)。 磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于燃燒側(cè)負(fù)荷突然加強(qiáng)，因此過(guò)再熱汽溫一般為上升趨勢(shì)，并有可能超溫。 故在啟動(dòng)磨煤機(jī)以前可以先適當(dāng)?shù)慕档推麥?，再熱汽溫降?25～530℃穩(wěn)定后再啟，啟磨后適當(dāng)?shù)慕档推渌サ某隽?，保持總煤量在小范圍?nèi)變化，并注意風(fēng)量的調(diào)整（在啟磨前應(yīng)先適當(dāng)?shù)脑黾语L(fēng)量，對(duì)于啟磨所增加的煤量,風(fēng)量無(wú)法迅速按比例增加），防止缺風(fēng)運(yùn)行，保持氧量在3～5%范圍內(nèi)，磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí)的情況與此相反。

2.2.7 此外應(yīng)防止水位波動(dòng)，過(guò)?？諝庀禂?shù)變化等對(duì)汽溫、汽壓造成的影響。

2.2.8 高加解列后由于給水溫度降低，要維持蒸發(fā)量，就必須增加燃料量，故過(guò)熱汽溫為上升趨勢(shì)。 但由于高加解列后1、2、3 段抽汽要進(jìn)入汽輪機(jī)做功，會(huì)使機(jī)組負(fù)荷突然增加，尤其是在600MW 時(shí)，有可能使鍋爐超壓、安全門(mén)動(dòng)作；如果調(diào)門(mén)全開(kāi)，則會(huì)使調(diào)節(jié)級(jí)超壓，故此時(shí)不宜加煤量，相反還應(yīng)減小燃料量，待負(fù)荷和壓力下降后再加燃料量。高加解列后對(duì)再熱汽溫的影響與過(guò)熱汽溫有所不同， 由于抽汽量減少，使再汽壓力升高流量增大，在燃燒還未變化時(shí)，再熱汽溫暫時(shí)下降(約5-10℃)，但隨著機(jī)組工況趨于穩(wěn)定，再熱汽溫隨即會(huì)迅速上升，監(jiān)盤(pán)人員要做好預(yù)想工作，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。投入高加時(shí)應(yīng)緩慢投入，以防產(chǎn)生較大的擾動(dòng)。

2.2.9 應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《鍋爐吹灰管理辦法》，不得隨意停運(yùn)吹灰器，如排煙溫度偏高、減溫水量投入較大時(shí)，應(yīng)有針對(duì)性地增加吹灰區(qū)域和吹灰次數(shù)。

3 總結(jié)

在機(jī)組運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)汽溫的監(jiān)視與調(diào)整，分析其影響因素與變化的關(guān)系，摸索出汽溫調(diào)節(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)，來(lái)指導(dǎo)我們的調(diào)整操作。 超溫現(xiàn)象控制效果非常明顯。 自這些措施在值內(nèi)開(kāi)始應(yīng)用以來(lái)，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)再?zèng)]有發(fā)生超溫情況，部門(mén)推廣至其他值亦取得良好效果，沒(méi)有發(fā)生超溫爆管停機(jī)事故，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。

［1］趙星海，張衛(wèi)會(huì)，辛國(guó)華.電站鍋爐后屏過(guò)熱器管壁溫度的數(shù)值計(jì)算[J].東北電力技術(shù)，2002（08）.

［2］付東，張寶瑞，趙立奇.600MW 機(jī)組鍋爐末級(jí)再熱器管壁溫度控制分析[J].華北電力技術(shù)，2002（09）.

［3］鄧全勝.寧夏大唐國(guó)際大壩發(fā)電公司發(fā)電部鍋爐技術(shù)措施[J].中國(guó)·寧夏·青銅峽，2011，11.