過熱蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度直接影響到機組的安全性與經(jīng)濟性。蒸汽溫度過高可能導(dǎo)致受熱面超溫爆管,而蒸汽溫度過低將使機組的經(jīng)濟性降低,嚴(yán)重時可能使汽輪機產(chǎn)生水沖擊。超臨界直流鍋爐的運行調(diào)節(jié)特性有別于汽包爐,給水控制與汽溫調(diào)節(jié)的配合更為密切,下面談一下自己的認識。 根據(jù)鍋爐的運行方式、參數(shù)可分為三個階段;第一啟動及低負荷運行階段,第二亞臨界直流爐運行階段,第三超臨界直流爐運行階段。每個階段的調(diào)節(jié)方法和側(cè)重點有所不同。 一、第一階段:鍋爐啟動及低負荷運行階段 不同容量的鍋爐其轉(zhuǎn)干態(tài)直流運行的最低負荷有所不同,一般在25%~35% BMCR 之間,在濕態(tài)情況下,其運行方式與強制循環(huán)汽包爐是基本相同的。汽水分離器及貯水罐就相當(dāng)于汽包,但是兩者容積相差甚遠,貯水罐的水位變化速度也就更快。其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐(貯水罐的水經(jīng)通過水位控制閥直接排放至鍋爐疏擴再經(jīng)啟動疏水泵排至排汽裝置)有較大不同,控制教困難。此階段汽溫的調(diào)節(jié)主要依賴于燃燒控制,通過給煤量量、減溫水、二次風(fēng)配置以及噴燃器擺角來調(diào)節(jié)主再熱蒸汽溫度。 在第一階段水位控制已可投自動,但是大多數(shù)鍋爐的水位控制邏輯還不夠完善,只是單純的控制一點水位,還沒有投三沖量控制,當(dāng)擾動較大時水位會產(chǎn)生較大的波動,甚至根本無法平衡。此階段要注意盡量避免太大的擾動,擾動過大及早解除自動,手動控制。根據(jù)經(jīng)驗,在啟動時保持一恒定的給水流量(適當(dāng)大于最小流量),用電動給水泵轉(zhuǎn)速和給水調(diào)旁來控制貯水罐水位。緩慢增加燃料量,保持適當(dāng)?shù)纳郎厣龎郝?儲水罐水位在某一點逐漸下降,分離器水位液動閥逐漸關(guān)小直至全關(guān), 中間點過熱度由負值逐漸升高變正,機組即進入直流運行狀態(tài),是一個自然而然的過程,此時只要操作均勻緩慢,不使壓力出現(xiàn)太大波動,就能實現(xiàn)自然過渡。但是建議水位液動閥依然投入自動,避免人為疏忽造成水位過高,造成頂棚過熱器進入水。 1. 在第一階段需要掌握好的幾個關(guān)鍵點: 1)工質(zhì)膨脹: 工質(zhì)膨脹產(chǎn)生于啟動初期,水冷壁中的水開始受熱初次達到飽和溫度產(chǎn)生蒸汽階段,此時蒸汽會攜帶大量的水進入分離器,造成貯水罐水位快速升高,鍋爐有較大排放量,此過程較短一般在幾十秒之內(nèi),具體數(shù)值及產(chǎn)生時間與鍋爐點火前壓力、溫度、水溫度、投入油槍的數(shù)量等有關(guān)。此時要及時排水,同時減少給水流量,在工質(zhì)膨脹階段附近,應(yīng)保持燃料量的穩(wěn)定,此時最好不要增投油槍。 2)虛假水位: 虛假水位在整個第一階段都有可能產(chǎn)生,汽壓突然下降出現(xiàn)的情況較多,運行中應(yīng)對虛假水位有思想準(zhǔn)備,及時增加給水滿足蒸發(fā)量的需要,加強燃燒恢復(fù)汽壓。運行中造成汽壓突然下降的原因主要有:汽機調(diào)門、高旁突然開大、安全閥動作、機組并網(wǎng),切缸過中都有可能造成虛假水位,這一點和汽包爐是基本相同的。 3)增加降低給煤量的時機及速度: 增加減少給煤量要及時協(xié)調(diào)溝通,及時增減給水。保持一定的燃水比就基本上能維持汽溫的穩(wěn)定。為保持水位穩(wěn)定,應(yīng)避免在低水位時快速增加煤量,或者水位很高調(diào)節(jié)困難時快速降低煤量。 4)并網(wǎng)及初負荷: 機組并網(wǎng)及帶負荷過程中負荷上升很快,此時應(yīng)加強燃燒,及時增加給水。必要時手動關(guān)小高旁,穩(wěn)住汽壓避免汽壓下降過大。 5)給水主旁路切換: 此時應(yīng)保持鍋爐負荷穩(wěn)定,切換過程中勻速穩(wěn)定,保持省煤器入口足夠流量及貯水罐水位的穩(wěn)定,必要時排放多余給水。水位下降時及時提高電泵轉(zhuǎn)速,開大調(diào)門。建議切換時就地手動開大給水主電動門,每開一點,就關(guān)小一點旁路門,可以在相當(dāng)長的時間內(nèi)保持給水主旁路都有一定的開度,這樣調(diào)節(jié)起來裕度較大,安全性更高。 6)投入制粉系統(tǒng): 投入煤粉后負荷會升的很快,貯水罐水位波動很大,很難控制。此時最重要的是要控制好給煤量和一次風(fēng)量,避免進入爐膛的煤粉過多。同時控制好升負荷速度,及時控制給水。起磨時提前打開主再熱蒸汽減溫水手動門,聯(lián)系熱工解除減溫水負荷閉鎖,必要時投入減溫水控制汽溫,防止超溫及主機差脹增大。 7)并入給水泵: 并入給水泵時,保持鍋爐負荷穩(wěn)定,減少擾動。勻速提高待并泵的轉(zhuǎn)速升高泵出口壓力,在泵出口壓力接近于母管壓力時打開出口電動門開始供水,同時減少另一臺泵的轉(zhuǎn)速,降低出口流量,兩臺泵的增減速度要協(xié)調(diào),保持穩(wěn)定的一個給水流量,加減轉(zhuǎn)速,不可太快、太猛,防止其出口壓力激增造成另一臺泵出口逆止門關(guān)閉給水流量劇減。切換過程中注意監(jiān)視泵的再循環(huán)閥(最小流量閥)自動動作正常,時刻注意給水流量的變化,發(fā)現(xiàn)異常及時手動調(diào)整。兩臺電動給水泵并列運行時盡量保持兩臺電泵轉(zhuǎn)速相同,偏差不要太大。特別要注意的是任何情況下并泵時都要解除給水泵的自動,防止給水平衡模塊起作用造成給水流量劇減。 2 、鍋爐點火后要密切監(jiān)視過熱器、再熱器的金屬壁溫和出口汽溫,具體應(yīng)注意以下幾點: 出口汽溫忽高忽低,說明還有積水,應(yīng)加強疏水;出口汽溫穩(wěn)定上升,說明積水已經(jīng)消除。各受熱面的金屬壁溫在點火后會出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,如水冷壁一般中間溫度高,兩側(cè)溫度低。這時不應(yīng)再增加燃料,當(dāng)所有溫度均超過該汽壓下對應(yīng)的飽和溫度40℃,以及各管間最大溫差在50℃以內(nèi)時,才允許增加燃燒強度。 從增加省煤器入口給水流量到貯水罐水位增加要經(jīng)過比較長的時延,所以在手動控制給水時重在提前干預(yù),根據(jù)水位變化速度,蒸汽流量(主汽流量及高旁流量)變化,燃燒情況等提前調(diào)節(jié),否則很難調(diào)平衡。此時分離器水位控制閥可投自動,單調(diào)給水,控制水位,必要時可有一定排放。給水旁路調(diào)閥前后保持一定壓差,但也不應(yīng)太高,以免造成調(diào)門開度過小工作在非線性區(qū)域(低于600t/h,出入口差壓不得高于7MPa,630t/h以上不得大于12MPa),使調(diào)門工作環(huán)境惡劣減少使用壽命。此過程中要始終保持省煤器入口流量在大于鍋爐MFT 流量以上的一個數(shù)值,一般來說高出100t/h(考慮到冷態(tài)啟動因給水溫度較低,投入較高給水量,鍋爐主汽、再熱汽溫度較高,控制在480-500t/h即可)就可以?,F(xiàn)階段電泵轉(zhuǎn)速還是手動控制,所以要及時調(diào)整電泵轉(zhuǎn)速,尤其在大幅度調(diào)整給水流量時,同時要防止電泵過負荷,加強對電泵的監(jiān)視,防止電機繞組溫度、油溫、瓦溫過高、振動過大。 二、第二階段:亞臨界直流運行階段 在負荷大于25%~35%BMCR 以上時鍋爐即轉(zhuǎn)入直流運行方式。此后鍋爐運行在亞臨界壓力以下。鍋爐進入直流狀態(tài),給水控制與汽溫調(diào)節(jié)和前一階段控制方式有較大的不同,給水不再控制分離器水位而是和燃料一起控制汽溫即控制燃水比B/G。如果燃水比B/G 保持一定,則過熱蒸汽溫度基本能保持穩(wěn)定;反之,燃水比B/G 的變化,則是造成過熱汽溫波動的基本原因。因此,在直流鍋爐中汽溫調(diào)節(jié)主要是通過給水量和燃料量的調(diào)整來進行。但在實際運行中,考慮到上述其它因素對過熱汽溫的影響,要保證B/G 比值的精確值是不現(xiàn)實的。特別是在燃煤鍋爐中,由于不能很精確地測定送入爐膛的燃料量,所以僅僅依靠B/G 比值來調(diào)節(jié)過熱汽溫,則不能完全保證汽溫的穩(wěn)定。一般來說,在汽溫調(diào)節(jié)中,將B/G 比值做為過熱汽溫的一個粗調(diào),然后用過熱器噴水減溫做為汽溫的細調(diào)手段。 對于直流鍋爐來說,在30%負荷以上時,汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽,這個區(qū)域的汽溫變化,可以直接反映出燃料量和給水蒸發(fā)量的匹配程度以及過熱汽溫的變化趨勢。所以在直流鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)中,通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調(diào)節(jié)回路的前饋信號,此點的溫度稱為中間點溫度。依據(jù)該點溫度的變化對燃料量和給水量進行微調(diào)。大多數(shù)直流爐給水指令的控制邏輯是這樣的:給水量按照燃水比跟蹤燃料量,用中間點溫度(我公司熱焓控制)對給水量進行修正。直流鍋爐一定要嚴(yán)格控制好水煤比和中間點過熱度。一般來說在機組運行工況較穩(wěn)定時只要監(jiān)視好中間點過熱度就可以了,不同的壓力下中間點溫度是不斷變化的,但中間點過熱度可維持恒定,一般在10℃左右(假設(shè)飽和溫度最高不是374℃,過臨界后仍然上升),中間點過熱度是水煤比是否合適的反饋信號,中間點過熱度變小,說明水煤比偏大,中間點過熱度變大,說明水煤比偏小。在運行操作時要注意積累中間點過熱度變化對主汽溫影響大小的經(jīng)驗值,以便超前調(diào)節(jié)時有一個度的概念。但在機組出現(xiàn)異常情況時,如給煤機、磨煤機跳閘等應(yīng)及時減小給水,保持水煤比基本恒定,防止水煤比嚴(yán)重失調(diào)造成主蒸汽溫度急劇下降。 總之,水煤比和中間點過熱度是直流鍋爐監(jiān)視和調(diào)整的重要參數(shù)。從轉(zhuǎn)入直流到鍋爐滿負荷,水燃比因煤質(zhì)變化、燃燒狀況不同、爐膛及受熱面臟污程度等不同有較大變化,一般從7.5~9.0 不等。如果機組協(xié)調(diào)性能不好,可在鍋爐轉(zhuǎn)入直流狀態(tài)后手動控制,通過手動增減小機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給水,控制中間點溫度。負荷變動過程中,利用機組負荷與主蒸汽流量做為前饋粗調(diào),主蒸汽流量是根據(jù)調(diào)節(jié)級壓力計算出來的不是很準(zhǔn)確,推薦使用機組負荷做為前饋粗調(diào)整用。一般用機組負荷(萬kW)乘以30t,得出該負荷所對應(yīng)的大致給水流量,然后根據(jù)分離器出口溫度細調(diào)給水流量。調(diào)整分離器出口溫度時,包括調(diào)節(jié)給水時都要兼顧到過熱器減溫水的用量,使之保持在一個合適的范圍內(nèi),不可過多或過少,留有足夠的調(diào)節(jié)余地。
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