超臨界600mw機組鍋爐側(cè)主蒸汽溫度低壓力控制

超臨界600mw機組鍋爐側(cè)主蒸汽溫度低壓力控制

1燃燒及對比試驗長沙供電有限有限公司（以下簡稱“長沙供電”）一期擴建2.600mw機組鍋爐，dg190025.4-1號臨界參數(shù)及位移陡峭的國內(nèi)收割機。由東方汽輪機廠生產(chǎn)的n6-24。2.566-566和尚、單軸、三軸、四排水、一次中間加熱和冷凝汽輪機。鍋爐主要設(shè)計參數(shù)見表1。鍋爐采用HT-NR3旋流燃燒器,前后墻布置,每面墻3層,每層4只。每只燃燒器配備出力為250kg/h的機械霧化點火油槍,前、后墻中層各燃燒器中心配有出力為4700kg/h的啟動油槍;在三層燃燒器上方,前、后墻各布置了一層燃盡風(fēng)口。過熱汽溫主要通過調(diào)節(jié)燃料和給水配比并配合一、二級減溫水調(diào)整,減溫水來自省煤器出口的給水。一級減溫器設(shè)在低溫過熱器和屏式過熱器之間,二級減溫器設(shè)在屏式過熱器和高溫過熱器之間,事故減溫器設(shè)于低溫再熱器和高溫再熱器之間。再熱汽溫主要通過置于尾部煙道的調(diào)溫?zé)煔鈸醢逭{(diào)節(jié)。該機組采用不帶爐水循環(huán)泵、含起動分離器的起動系統(tǒng),該系統(tǒng)由內(nèi)置式起動分離器、儲水罐、儲水罐水位控制閥(361閥)等組成。經(jīng)水冷壁加熱以后的工質(zhì)進入起動分離器,分離出的水通過起動分離器下方的連接管進入儲水罐,蒸汽則由起動分離器上方的連接管引入頂棚入口集箱。361控制閥調(diào)節(jié)儲水罐水位,儲水罐中的水經(jīng)過361閥,在鍋爐清洗及點火初始階段被排到定排擴容器或循環(huán)到冷凝器中。機組采用中壓缸起動方式,高、低壓旁路分別控制主汽和再熱汽壓力,通過中壓缸進汽,沖動汽輪機至額定轉(zhuǎn)速3000r/min,并網(wǎng)后進行切缸操作。此時,汽輪機高壓調(diào)節(jié)閥逐漸開啟,高壓旁路逐步關(guān)閉,高排逆止閥被汽流沖開,機組運行方式由中壓缸起動切換成為高中壓缸聯(lián)合起動。2鍋爐燃油和燃料不匹配在機組調(diào)試期間,普遍存在汽輪機沖轉(zhuǎn)時鍋爐側(cè)主蒸汽溫度高、壓力低的現(xiàn)象,與汽輪機要求的參數(shù)不匹配。東方汽輪機廠最初要求汽輪機沖轉(zhuǎn)主蒸汽參數(shù)為8.73MPa、370～400℃,后被迫將汽輪機沖轉(zhuǎn)參數(shù)修改為5.5MPa、430℃,直接影響到機組沖轉(zhuǎn)、空負(fù)荷和帶初始負(fù)荷的安全經(jīng)濟運行。造成上述問題的原因,除了鍋爐本身的特性外主要是燃料和給水不匹配。對此采取了以下措施:降低鍋爐起動給水流量,由475t/h降到405t/h;加大鍋爐熱負(fù)荷,燃油量20t/h以上,改善燃燒;給水溫度提高至60℃以上;提高蒸汽流量;降低鍋爐總風(fēng)量或開大汽輪機側(cè)高低壓旁路開度,增加主蒸汽流量,投入減溫水,同時修改鍋爐起動曲線。這些措施歸結(jié)起來會增加燃油量,投入大量減溫水,但鍋爐側(cè)無法將主蒸汽參數(shù)控制在8.73MPa、370～400℃,且鍋爐燃油增大。日立鍋爐有限公司(BHK)要求鍋爐在沖轉(zhuǎn)時燃油量為12～13t/h。根據(jù)BHK的經(jīng)驗,在機組并網(wǎng)前鍋爐無需投入減溫水即可控制主蒸汽溫度在370～400℃,但從沁北電廠、湘潭電廠等同類型鍋爐的運行情況來看,12～13t/h燃油不能滿足汽輪機沖轉(zhuǎn)要求,至少需要20t/h的燃油,否則汽輪機轉(zhuǎn)速難以維持。3采取的措施3.1給水流量控制在熱態(tài)清洗水質(zhì)合格之前,控制給水流量為200～650t/h;當(dāng)熱態(tài)清洗水質(zhì)合格之后,鍋爐升溫、升壓過程中,給水流量按以下控制:水冷壁壁溫不超過350℃,361閥在投自動情況下A、B始終自關(guān),鍋爐退出給水流量低保護,給水流量維持160～180t/h;機組沖轉(zhuǎn)至機組并網(wǎng)前,鍋爐退出給水流量低保護,給水流量控制在160～180t/h;機組并網(wǎng)后,投入給水流量低保護,給水流量至少350t/h。3.2高加低加的隨機投入在熱態(tài)清洗及鍋爐升溫、升壓過程中,利用輔汽聯(lián)箱的蒸汽對除氧器進行加熱,維持給水溫度在80～100℃。汽輪機沖轉(zhuǎn)和帶低負(fù)荷期間,為控制高中壓缸的上下壁溫差,高壓加熱器(高加)一般在并網(wǎng)并帶一定負(fù)荷后再逐步投入,但實際上提前投入高加對汽缸壁溫差的影響并不大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不會影響安全運行。因此,在高加投入時間的選擇上采用同低壓加熱器(低加)相同的隨機投入方式。汽輪機掛閘后,即開啟各段抽汽逆止閥和電動閥。對逆止閥而言,操作員站給的開啟指令僅僅是解除其開啟的限制,抽汽流量增大后,逆止閥會自然開啟。在機組中壓缸起動時,中壓缸開啟進汽,此時2抽和3抽打開,在進行低參數(shù)暖管的同時,投入2、3號高加,并逐步建立水位。同時,5、6、7和8號低加隨機投入,這樣能有效地提高給水溫度至180℃以上。在倒缸完成之后,高排逆止閥打開,高壓缸開始進汽,同時立即投入1號高加,這樣可進一步提高給水溫度至200℃以上。在汽輪機沖轉(zhuǎn)到100r/min即開始隨機投入高低壓加熱器,此項技術(shù)成熟、可行。沖轉(zhuǎn)中如果高低壓加熱器沒有隨機投入,給水溫度最高只有120℃。3.3啟動油槍出力控制鍋爐燃油量12～13t/h,二次風(fēng)流量為總風(fēng)量的30%～40%,啟動油槍投入后控制爐膛負(fù)壓-600Pa;啟動油槍出力由4700kg/h改為2500kg/h,3200kg/h,啟動油槍油壓控制在0.8～1.0MPa,點火油槍油壓控制在2.0MPa;霧化蒸汽壓力0.7～0.9MPa。3.4高壓旁路開度調(diào)整高壓旁路設(shè)定初始的開度為10%,控制分離器壓力1.25MPa,維持鍋爐熱態(tài)清洗溫度190℃。當(dāng)熱態(tài)清洗完畢升溫升壓時,高壓旁路按程序控制慢慢開大,直到主蒸汽壓力達8.73MPa轉(zhuǎn)定壓控制時,通過高壓旁路開度的變化來維持主蒸汽壓力不變。控制再熱蒸汽壓力0.39MPa,低壓旁路開度不能低于20%。3.5超超臨界機組國內(nèi)大多數(shù)汽輪機制造廠要求在負(fù)荷低于10%時為避免水沖擊的危險,主再汽管道上的疏水閥應(yīng)保持開啟。實際上,在充分保證機前主蒸汽過熱度的前提下,主蒸汽管道上的疏水閥已提前關(guān)閉,這一方面可以提高沖轉(zhuǎn)中的主蒸汽壓力,另一方面可以減少大量的熱損失。國外超(超)臨界機組,包括國內(nèi)整套引進的大型火電機組也要求或允許采用該操作控制方式運行。當(dāng)主蒸汽管道、再熱蒸汽管道及高中壓主汽閥前左右兩側(cè)管道疏水閥關(guān)閉后,如某個疏水閥后溫度大于200℃,表示該疏水閥內(nèi)漏,應(yīng)進行消漏處理,否則無法將主蒸汽壓力升至8.73MPa。4按鍋爐水冷壁控制(1)長沙電廠2號機組在首次沖轉(zhuǎn)到首次并網(wǎng)以及倒缸調(diào)試過程中,按照上述方法隨機投入高低壓加熱器系統(tǒng),給水溫度提高到202℃,鍋爐燃油量12.5t/h,給水流量160～180t/h,鍋爐未投入減溫水,即可控制主蒸汽溫度400℃、主蒸汽壓力6～8.73MPa,且鍋爐水冷壁壁溫在350℃以內(nèi)。(2)鍋爐給水流量應(yīng)根據(jù)機組不同階段、在保證鍋爐水冷壁安全的前提下靈活調(diào)整,退出給水流量低保護。在機組升溫、升壓、沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)之前,當(dāng)鍋爐燃油量12～13t/h,其對應(yīng)的給水流量為160～180t/h,此時燃料和給水匹配。(3)國內(nèi)汽輪機廠應(yīng)明確規(guī)定,汽輪機沖轉(zhuǎn)在100r/min及以上,即要求隨機投入高低壓加熱器,不僅可對鍋爐側(cè)提供滿足汽輪機要求的、合格的蒸汽,而且在技術(shù)上也安全可行。(4)在調(diào)試過程中,給水溫度控制在200℃以上,有利于鍋爐的燃燒穩(wěn)定和主蒸汽