臺山電廠2號爐汽包水位波動大原因分析及控制措施

摘 要：火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位是運行人員監(jiān)視的重要參數，并且作為發(fā)電廠MFT主保護重要指標之一，汽包水位控制是運行人員操作技能水平的體現(xiàn)。鑒于此，分析總結了臺山電廠2號爐汽包水位波動大的根本原因，以期有效預防汽包水位異常的發(fā)生，保障機組的安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：鍋爐;汽包水位;制粉系統(tǒng);磨煤機

1? ? 臺山電廠鍋爐簡介

臺山電廠2號爐為上海鍋爐廠制造的亞臨界壓力一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐，型號為SG-2026/17.5-M905。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機正壓直吹系統(tǒng)，燃燒器采用四角布置切向燃燒方式，鍋爐設置A、B、C、D、E、F六套制粉系統(tǒng)。2號爐制粉系統(tǒng)磨煤機型號為HP-983碗式中速磨煤機，給煤機型號為EG-2490。

汽包爐汽包水位是日常工作及事故處理過程中重要的監(jiān)視和調整參數，汽包水位高或低有以下危害：（1）汽包水位H，將造成過熱蒸汽帶水汽品質劣化，使管道水擊強烈振動，蒸汽管道內壁結垢超溫，汽機閥門生銹卡澀，進而使鍋爐管道變形超溫爆管而停爐，調速汽門卡澀而發(fā)生超速事故。（2）汽包水位HH，汽輪機將發(fā)生水沖擊，損壞汽輪機葉片及軸承等。（3）汽包水位L，在下降管口形成漩渦漏斗，大量汽水混合物進入下降管造成下降管內汽水密度減小，運動壓力減小，破壞正常的水循環(huán)，造成水冷壁超溫。（4）汽包水位LL，造成個別水冷壁發(fā)生循環(huán)停滯，水冷壁過熱導致爆管，被迫停爐。

臺山電廠2號爐汽包水位高低報警值及鍋爐保護跳閘值如表1所示。

2? ? 汽包水位波動大的異常工況處理過程

2020-04-05T00：10，2號機組負荷251 MW、AGC自動模式，主汽壓力9.5 MPa，煤量106 t/h;C、D、E制粉系統(tǒng)運行，A、B、F制粉系統(tǒng)備用，大油槍及微油備用，六大風機運行正常。A、B汽泵運行正常，C電泵備用。A、B汽泵再循環(huán)36%、100%開度，汽包水位正常。

00：12，接值長令，調度曲線2號機降負荷200 MW（需倒換制粉投油穩(wěn)燃）。

00：13，退AGC自動，A汽泵再循環(huán)開至50%，降負荷至244 MW。操作人員分工：副值A進行汽溫調整，副值B啟動F制粉系統(tǒng)（F磨煤機設置微油，其他制粉系統(tǒng)無微油），并停運C制粉系統(tǒng)。

00：17，啟動F制粉系統(tǒng)磨煤機入口風量71 t/h，出口溫度65 ℃，啟動F給煤機帶煤量7 t/h。

00：18，F(xiàn)磨煤機出口4個火檢均無，繼續(xù)加煤量至14 t/h。

00：20，F(xiàn)磨煤機出口火檢無好轉，繼續(xù)加煤量至25 t/h，并提高磨煤機入口風溫，提高磨煤機出口煤粉溫度及濃度，并投入F磨煤機微油裝置，之后火檢有所好轉。

00：21，F(xiàn)磨煤機空載電流由26 A上漲至27 A，出口壓力由0.45 kPa上漲至0.75 kPa，判斷磨煤機有少量出粉，繼續(xù)將F給煤機加煤至29 t/h并觀察，因總煤量過調相應減少C給煤機煤量。

00：21，監(jiān)盤大屏發(fā)現(xiàn)主汽壓力有下降趨勢，由9.5 MPa下降至8.7 MPa，機組負荷下降至225 MW，且總煤量維持不變。

（1）分析認為F制粉系統(tǒng)為最下層制粉系統(tǒng)，啟動該制粉系統(tǒng)后火焰中心會有所下移，使爐膛水冷壁輻射吸熱加強，主汽壓力會升高，與實際現(xiàn)象不符。

（2）立即詢問副值，確認未大幅度減少減溫水，單側在40 t/h左右，檢查汽機調門、一次調頻情況及二次風系統(tǒng)均正常，檢查C、D、E制粉系統(tǒng)均運行正常。

（3）立即檢查啟動的F制粉系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)F給煤機煤量至29 t/h后磨煤機電流只上漲1 A且無繼續(xù)上漲趨勢，同時出口壓力維持在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磨煤機無出粉，但給煤量已計算至燃料總量，檢查C、D、E給煤機煤量均有所減小，故實際進入爐膛煤粉量減少，導致主汽壓力降低0.8 MPa。

（5）考慮到若降低F給煤機煤量，總煤量將降低，C、D、E制粉系統(tǒng)則自動加入約20 t燃煤，況且F磨煤機內已進入約15 t燃煤，如果磨煤機突然出粉，雙重煤量疊加可能發(fā)生堵磨或汽溫嚴重超限事件，故給煤量微調減少10 t。知會副值做好F磨煤機突然出粉預期，調低汽溫并開大給水泵再循環(huán)，保持C給煤機運行并觀察，如F磨煤機長時間不出粉，則C給煤機加煤并停運F制粉系統(tǒng)。

磨煤機啟動汽包水位及負荷變化趨勢圖如圖1所示。

00：25，爐膛負壓由-97 Pa上升至180 Pa，汽包水位高報警并快速上漲至+154 mm，立即檢查兩臺給水泵，發(fā)現(xiàn)其運行正常，汽輪機高調門及高壓旁路均正常。通過給水系統(tǒng)再循環(huán)控制汽包水位，降低C給煤機出力至9 t/h，并將鍋爐主控切手動，穩(wěn)定風量并適當降低總煤量，其間汽包水位最低至-150 mm，穩(wěn)定后檢查F磨煤機運行正常，判斷為F磨煤機突然出粉增大，停運C給煤機。

00：50，機組各項參數穩(wěn)定，其間汽包水位最高至154 mm，最低至-150 mm。

3? ? 汽包水位波動大原因分析

3.1? ? 追憶近期汽包水位波動大異常歷史記錄

2020年4月3日夜班，配合2E制粉系統(tǒng)進行緊縮孔調節(jié)工作處理，啟動2F制粉系統(tǒng)、停運2E制粉系統(tǒng)操作期間，出現(xiàn)汽包水位大幅波動的情況與本次完全相同，主參數曲線及F磨煤機出粉曲線與本次完全相同。不同之處在于，4月3日機組負荷290 MW時倒換制粉系統(tǒng)，其間汽包水位最高至127 mm，最低至-165 mm，而本次4月5日在機組244 MW時倒換制粉系統(tǒng)。

3.2? ? 汽包水位波動大分析結論

（1）正常制粉系統(tǒng)給煤機啟動后加煤量約10 t/h，2 min后磨煤機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，通過最近幾次2F制粉系統(tǒng)啟動過程中各相關參數觀察及分析，F(xiàn)給煤機啟動后需給煤至約25 t/h，且5～7 min后磨煤機電流及出口壓力才會上漲，此后出粉才恢復正常。（3）機組負荷越高，鍋爐燃燒穩(wěn)定性越高，高負荷時啟動F磨煤機對系統(tǒng)燃燒影響小，負荷低則相反。

從以上汽包水位異常及參數分析均可看出，汽包水位異常是由F制粉系統(tǒng)出力影響的。整個操作過程中，操作人員操作均正常，異常處理也正常，故判斷為設備異常所致。

直接原因：啟動2F制粉系統(tǒng)，磨煤機突然出粉，導致汽包水位波動大。

間接原因：2F磨煤機碾磨故障。

3.3? ? 磨煤機設備異常主要原因

（1）磨煤機側機體內異常。側機體為石子煤、鐵塊等雜物提供了排放通道，需檢查磨煤機側機體內刮板及一次風道角度。（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，需檢查磨碗有無松動。（3）磨輥裝置異常。磨輥裝置與磨碗將煤磨制成所要求的細度。磨碗上方設有3組磨輥，每只磨輥設有單獨的彈簧加載裝置，磨輥與磨碗之間留有一定的間隙，需檢查磨煤機磨輥間隙。（4）分離器異常。分離器由折向門、內錐體、倒錐體組成。一次風煤粉氣流經過分離器后，細度不合格的煤粉顆?；氐侥ネ胫匦履肽ィ铏z查分離器是否損壞及煤粉的細度。

4? ? 磨煤機設備異常未處理汽包水位控制措施及檢修后試運效果

4.1? ? 汽包水位波動大的運行控制措施

（1）加強與設備人員溝通，對F磨煤機進行內部檢查，確認碾磨出粉異常原因。（2）高負荷啟動F磨煤機時，對燃燒系統(tǒng)影響較小，帶低煤量10 t/h給煤量，需待磨煤機電流及出粉正常后繼續(xù)加煤。（3）降負荷倒換制粉系統(tǒng)時，盡量在高負荷;為防止制粉系統(tǒng)跳閘，將微油先投入，10 t/h給煤量，需待磨煤機電流及出粉正常后繼續(xù)加煤。（4）運行人員做好經驗總結，啟動制粉系統(tǒng)要緩慢，判斷磨煤機出力是否準確。（5）停運F制粉系統(tǒng)，交檢修人員檢查磨煤機側機體內、磨碗裝置、磨輥裝置、分離器等情況，發(fā)現(xiàn)異常及時修復。（6）將F磨煤機電流曲線置大屏處，以便觀察磨煤機出粉情況。

4.2? ? 磨煤機檢修處理后試運效果

經停運F制粉系統(tǒng)，隔離系統(tǒng)交檢修調整磨輥間隙、焊接刮板、調節(jié)磨輥緊力后，試運制粉系統(tǒng)在規(guī)定時間內正常出粉，汽包水位未發(fā)生水位波動大的工況。

5? ? 結語

汽包水位波動大在我廠1～5號機組均有發(fā)生，其原因復雜多樣。為了更好地保證安全生產，總結機組異常事件，增強事故處理的快速性和準確性成為發(fā)電廠生產的首要任務，異常發(fā)生后應盡快準確地找出異常發(fā)生原因并加以消除，以保證機組正常運行，滿足電網需求。

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收稿日期：2021-03-01

作者簡介：唐道朋（1979—），男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，研究方向：發(fā)電廠集控運行。