300 MW機(jī)組鍋爐火檢運(yùn)行穩(wěn)定性分析

劉元斐

(華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東 濟(jì)南 271100)

火焰檢測(cè)器檢測(cè)的是爐內(nèi)各個(gè)固定點(diǎn)的火焰亮度與頻率，不能完整反映爐內(nèi)的燃燒狀況。但是，當(dāng)爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，各個(gè)監(jiān)測(cè)固定點(diǎn)的亮度或頻率達(dá)不到臨界值且整體滿足其判別依據(jù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤判。

火檢放大器的工作原理：其主要靠火檢內(nèi)紅外線掃描器掃描火焰后產(chǎn)生一定的脈沖頻率，經(jīng)火檢辨認(rèn)火焰是否存在。火焰檢測(cè)裝置是依據(jù)火焰信號(hào)的特性來(lái)檢測(cè)火焰的。將火焰信號(hào)分成2路信號(hào)：強(qiáng)度信號(hào)和頻率信號(hào)。強(qiáng)度信號(hào)代表火焰亮度，頻率信號(hào)代表火焰閃動(dòng)。對(duì)強(qiáng)度信號(hào)的處理比較簡(jiǎn)單，只需將實(shí)時(shí)火焰強(qiáng)度與強(qiáng)度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)火焰強(qiáng)度高于強(qiáng)度閾值時(shí)，判定火焰強(qiáng)度條件成立。火檢頻閃指非火檢設(shè)備原因引起的火檢頻閃，如高負(fù)荷時(shí)運(yùn)行人員關(guān)注因吹灰落焦引起火檢頻閃造成鍋爐滅火，正常運(yùn)行因二次風(fēng)調(diào)整等原因造成火檢頻閃。

1 統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)某電廠4號(hào)機(jī)組4個(gè)季度火檢頻閃次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在4個(gè)季度時(shí)間段內(nèi)4號(hào)機(jī)組火檢頻閃情況與3號(hào)機(jī)組相比較為嚴(yán)重，按照運(yùn)行燃燒調(diào)整方面的措施，4號(hào)機(jī)組在低負(fù)荷或深度調(diào)峰時(shí)需要助燃。因此，制定鍋爐安全穩(wěn)定措施是保證同類型機(jī)組安全穩(wěn)定的重要手段。表1為4號(hào)機(jī)組4個(gè)季度火檢頻閃次數(shù)。

表1 4號(hào)機(jī)組4個(gè)季度火檢頻閃次數(shù)

每臺(tái)制粉系統(tǒng)在爐膛里對(duì)應(yīng)2層燃燒器，每層燃燒器4個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴煤粉著火良好的判斷為該噴嘴的分離器出口門開(kāi)且火檢檢到有火，否則判斷為無(wú)火。每層噴嘴良好著火的判斷為 4取2且任意1臺(tái)給煤機(jī)運(yùn)行5 s，則該層燃燒器顯示有火。因此單個(gè)噴嘴火檢是否存在將對(duì)滅火邏輯至關(guān)重要。

a.機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),磨煤機(jī)出力下降,一次風(fēng)粉的配比調(diào)整較慢,爐膛風(fēng)量過(guò)大,造成鍋爐燃燒不穩(wěn),火焰飄移較大,從而造成火檢輸出信號(hào)波動(dòng)。

b.隨著對(duì)鍋爐燃燒的不斷調(diào)整,需調(diào)整放大器的增益值控制火焰信號(hào)的強(qiáng)弱。但是,由于火檢探頭不斷老化,信號(hào)衰減嚴(yán)重，無(wú)法通過(guò)調(diào)整放大器增益值控制火檢信號(hào)。

c.由于鍋爐經(jīng)常長(zhǎng)期處于正壓燃燒狀態(tài),火檢外導(dǎo)管和內(nèi)導(dǎo)管長(zhǎng)期在高溫環(huán)境中運(yùn)行,其內(nèi)部的光纖在得不到良好冷卻的情況下，光纖高溫端易燒損,光纖前端鏡片易積灰,使火檢輸出信號(hào)大大減弱，影響信號(hào)穩(wěn)定性。

d.當(dāng)使用劣質(zhì)電纜時(shí),接線端子處的接頭線芯易發(fā)生氧化,造成接線端子短路和接地不良,導(dǎo)致放大器產(chǎn)生誤報(bào)警,或造成無(wú)火檢信號(hào)輸出等，如圖1所示。通過(guò)表2進(jìn)一步分析，找出影響因素。

圖1 火檢信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸示意圖

表2 層火檢失去或火檢頻閃原因分析及表現(xiàn)

2 原因分析

a.煤質(zhì)因素，結(jié)合電廠2017年煤質(zhì)報(bào)表顯示揮發(fā)分正常、就地著火檢查情況正常。煤炭發(fā)熱量為18～21 MJ/kg、揮發(fā)分(Vad)≥25%、水分、灰分等其他煤質(zhì)成分符合要求；煤質(zhì)摻配均勻，并保持穩(wěn)定。

b.入爐煤摻配不均，現(xiàn)場(chǎng)排查存在摻配不均現(xiàn)象。

c.制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式查詢運(yùn)行記錄檢查每臺(tái)磨煤機(jī)定檢時(shí)間長(zhǎng)短，給煤機(jī)有無(wú)斷煤投油。保證相鄰制粉系統(tǒng)運(yùn)行，控制好磨隔層運(yùn)行時(shí)間正常。

d.操作原因：非曲線跟蹤模式下運(yùn)行人員操作不當(dāng)。風(fēng)粉配比、一次風(fēng)壓不合適；鍋爐不按規(guī)定吹灰時(shí)塌灰或掉焦引起火檢失去燃燒波動(dòng)較大，必要時(shí)負(fù)荷設(shè)置低限，助燃用油、用氧。

e.設(shè)備健康狀況、檢修人員維修因素。

f.深度調(diào)峰或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員調(diào)整風(fēng)粉的配比操作不當(dāng)，爐膛風(fēng)量過(guò)大,爐膛溫度低；一次風(fēng)管堵塞，造成鍋爐燃燒不穩(wěn),火焰飄移較大。

3 解決對(duì)策

3.1 運(yùn)行精益化操作

及時(shí)根據(jù)負(fù)荷開(kāi)關(guān)粉管，保證單根粉管出力不超限，杜絕人為操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐慑仩t燃燒不穩(wěn)，對(duì)鍋爐穩(wěn)燃措施進(jìn)行總結(jié)修訂，進(jìn)一步指導(dǎo)運(yùn)行人員的規(guī)范操作。

a.進(jìn)行機(jī)組深度調(diào)峰時(shí)，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷及主汽壓力情況提前滑壓，降低鍋爐蓄熱量。

b.機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行期間，加強(qiáng)各粉管風(fēng)速的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)粉管風(fēng)速異常降低時(shí)，及時(shí)關(guān)閉粉管進(jìn)行吹掃，并檢查粉管有無(wú)結(jié)焦。

c.機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程中，注意主、再熱汽溫的監(jiān)測(cè)與調(diào)整，防止主、再熱汽溫大幅下降。

d.每隔2 h檢查燃燒器著火情況和受熱面沾污情況，根據(jù)著火距離、火檢強(qiáng)度、燃燒變化等情況，及時(shí)進(jìn)行燃燒及負(fù)荷調(diào)整，保證鍋爐燃燒穩(wěn)定。

e.煤粉細(xì)度控制在R90<25%，按照可燃基揮發(fā)分的50%左右來(lái)控制具體的煤粉細(xì)度，根據(jù)磨煤機(jī)電流變化添加鋼球，保證磨煤機(jī)出力；磨煤機(jī)煤量達(dá)2萬(wàn)t時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分離器清理。

3.2 運(yùn)行精益化調(diào)整燃燒

及時(shí)根據(jù)負(fù)荷開(kāi)關(guān)粉管，保證單根粉管出力不超限，維持熱一次風(fēng)母管壓力為9.0～11.0 kPa。

a.運(yùn)行中維持粉管一次風(fēng)速為24±3 m/s，各粉管同層一次風(fēng)速偏差不超過(guò)10%。增加粉管吹掃頻次，進(jìn)行多次吹掃。

b.磨煤機(jī)在正常運(yùn)行中大罐內(nèi)壓最低控制在2.5 kPa。

c.二次風(fēng)擋板在手動(dòng)控制投運(yùn)噴燃器的周界風(fēng)門開(kāi)度應(yīng)保持在35%左右，并隨負(fù)荷及煤質(zhì)變化情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，如果發(fā)現(xiàn)燃燒器噴口著火距離少于200 mm且有燒損噴口的危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)開(kāi)大周界風(fēng)門直至噴口著火距離大于300 mm。

d.控制好上層粉濃度，特別是破壞料位運(yùn)行時(shí)要提前降低大罐溫度，防止磨煤機(jī)內(nèi)爆的發(fā)生，增減煤量要提前干預(yù)，穩(wěn)定好主汽壓力，以主汽壓力維持在10～12 MPa來(lái)控制燃燒。

4 效果檢查

萊城發(fā)電廠4號(hào)鍋爐火檢閃爍次數(shù)下降，鍋爐穩(wěn)燃安全性提高，同時(shí)圓滿完成機(jī)組深度調(diào)峰任務(wù)，火檢穩(wěn)定顯示，機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。負(fù)荷調(diào)度得力，滿足了電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)度需要。精細(xì)調(diào)整后，萊城發(fā)電廠3號(hào)、4號(hào)鍋爐火檢頻閃統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 精細(xì)調(diào)整后3號(hào)、4號(hào)鍋爐火檢頻閃統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)語(yǔ)

本文從運(yùn)行人員操作角度來(lái)降低火檢頻閃的概率，從檢修角度也有許多解決火檢頻閃的方法，本文未有過(guò)多涉及。對(duì)300 MW機(jī)組的運(yùn)行調(diào)整，提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和接帶負(fù)荷能力具有一定的指導(dǎo)作用。