1 、概述
近年來，國(guó)家電網(wǎng)火電機(jī)組主力機(jī)型基本上是600MW超臨界機(jī)組和1000MW超臨界機(jī)組，超臨界鍋爐，現(xiàn)在主流的水汽控制為鍋爐給水加氧控制，鍋爐給水加氧的目的是在鍋爐受熱面上Fe與O2通過化學(xué)反應(yīng)形成致密的氧化膜，阻止鍋爐受熱面管材進(jìn)一步發(fā)生腐蝕。而這一層氧化膜，在啟動(dòng)，停機(jī)過程中，由于升溫升壓速率過高，引起局部膨脹不均，較容易脫落，在管材彎管處堆積后引起堵塞，造成鍋爐管材局部超溫爆管泄露。本文介紹淺析某廠630MW直流鍋爐加氧后啟動(dòng)過程中升溫升壓控制方法，給大家以借鑒。
2、鍋爐氧化皮脫落的危害
超臨界鍋爐在運(yùn)行過程中，由于蒸汽側(cè)氧化皮的形成、剝落造成的危害主要有以下方面：
2.1蒸汽側(cè)或煙氣側(cè)的強(qiáng)制冷卻產(chǎn)生大量氧化皮脫落堆積，造成高溫受熱面短期超溫爆管。
2.2氧化皮的熱阻效應(yīng)導(dǎo)致金屬壁溫和氧化皮厚度不斷提高，最終造成超溫運(yùn)行、組織老化和氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)加劇。根據(jù)EPRI研究結(jié)果，致密氧化皮厚度每增加0.025mm，管壁溫度增加約2℃。
2.3汽輪機(jī)固體顆粒侵蝕。會(huì)損傷葉片、噴嘴和調(diào)門。鍋爐氧化皮的形成與剝落嚴(yán)重影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,所以研究鍋爐高溫受熱面蒸汽側(cè)氧化皮形成與剝落具有重要和深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
3、某廠630MW直流鍋爐加氧后啟停過程中升溫升壓控制要求
本廠鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)Π型、露天布置燃燒鍋爐。鍋爐在爐前布置有二臺(tái)內(nèi)置式啟動(dòng)分離器，分離器為一立式筒體，它帶有擴(kuò)容器式爐水回收系統(tǒng)。根據(jù)啟動(dòng)曲線，點(diǎn)火后控制升壓速率在0.05MPa/min-0.15MPa/min 之間，主、再汽溫升速率在1℃至1.5℃之間。控制直流鍋爐升溫升壓速率從運(yùn)行角度，可從三個(gè)方面進(jìn)行解決問題。
3.1 鍋爐燃料量均勻增加(燃燒調(diào)整注意事項(xiàng))。啟動(dòng)等離子點(diǎn)火方式。
采用此種點(diǎn)火需解決的問題：
煤粉氣流著火前需從周圍介質(zhì)中吸收一定的熱量來提高煤粉氣流的溫度，將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量稱為著火熱，它包括加熱煤粉及空氣并使煤粉中水分加熱、蒸發(fā)、過熱所需的熱量，煤粉氣流的所需的著火熱和著火溫度主要影響因素為：
燃料性質(zhì)：燃料干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf越高，其著火溫度越低，因而著火熱越小。燃料的灰分和水分增大時(shí)，發(fā)熱量會(huì)降低，在爐內(nèi)還要部分熱量用于水分蒸發(fā)、過熱及灰分的加熱，導(dǎo)致燃料消耗量Bbur增加，著火溫度高，著火熱增大。
煤粉氣流的初溫t1：提高t1可降低著火熱，使著火位置提前。計(jì)算表明，若其他條件不變，當(dāng)t1從20℃提高到300℃時(shí)，著火熱約減少60%。
一次風(fēng)量和風(fēng)速：增加一次風(fēng)量會(huì)使著火熱增大，著火過程推遲。煤粉氣流著火有一個(gè)孕育時(shí)間，提高一次風(fēng)速會(huì)使著火點(diǎn)后移。
煤粉濃度：隨著煤粉濃度的增加，一次風(fēng)分額相應(yīng)降低，著火熱減少；煤粉受熱分解析出的揮發(fā)分相對(duì)集中在一個(gè)小容積內(nèi)，容易著火，即著火溫度也相應(yīng)降低，火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣?，著火距離縮短。
因此，在煤粉不變的情況下，提高煤粉氣流的初溫、煤粉濃度和降低一次風(fēng)量有利于降低煤粉氣流著火溫度和減少著火熱。
3.1.1 鍋爐吹掃后，先投運(yùn)AB層兩只油槍，總?cè)剂狭繛?-6 t/h，然后逐次投運(yùn)另外兩只油槍?？刂棋仩t主再熱蒸汽溫度不超限。四只油槍投運(yùn)后，控制燃料量9-10t/h。控制鍋爐風(fēng)量在吹掃風(fēng)量（30%風(fēng)量），油槍投運(yùn)后，應(yīng)檢查油槍投運(yùn)正常，就地著火。適當(dāng)開大油槍附近二次風(fēng)門，進(jìn)行助燃?？刂茽t膛二次風(fēng)壓差400Pa左右，保持一定的二次風(fēng)速。
3.1.2 AB層油槍投運(yùn)，啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)第一臺(tái)等離子磨煤機(jī)B，采用兩只對(duì)角投粉，控制投粉出口一次風(fēng)速不小于18m/s，控制給煤量10T/H.退出兩只油槍。
本廠采用的是正壓直吹式中速磨，低溫送粉，如果采用四個(gè)角同時(shí)進(jìn)粉，單個(gè)一次風(fēng)管的煤粉濃度較淡，送入爐膛內(nèi)燃燒時(shí)，不能穩(wěn)定燃燒，必須減小風(fēng)煤比（一次風(fēng)和煤粉）。這樣可以使啟動(dòng)初期鍋爐燃料量不致過大，爐膛煙溫不會(huì)上升過快。但必須關(guān)注磨煤機(jī)運(yùn)行情況，防止磨煤機(jī)運(yùn)行振動(dòng)大等異常情況發(fā)生。
3.1.3 磨煤機(jī)B總煤量增加至20 t/h，開啟第三個(gè)角風(fēng)門，煤量28 t/h，開啟第四個(gè)角風(fēng)門，沒開一次角風(fēng)門，需要適當(dāng)減小給煤量4到5 t/h。
3.1.4 磨煤機(jī)B給煤量增加至40 t/h，啟動(dòng)第二臺(tái)磨煤機(jī)A，控制總煤量不增加。
3.1.5 總?cè)剂狭?0 t/h以上，啟動(dòng)第三臺(tái)磨，轉(zhuǎn)干態(tài)。
3.1.6 煤量120左右，負(fù)荷300MW，投入機(jī)組協(xié)調(diào)。
3.2 給水流量的控制和給水溫度的控制。
3.2.1 鍋爐上水要求：給水溫度任何時(shí)間大于90℃，給水水質(zhì)合格，上水流量在100-200 t/h。確保鍋爐上水時(shí)，鍋爐省煤器，水冷壁各部分管壁溫度均勻上升。
3.2.2 鍋爐點(diǎn)火后，控制給水啟動(dòng)流量在560 t/h至570 t/h之間，給水流量不得過高，否則水冷壁蒸汽量減少，給水大量排放，既造成工質(zhì)和熱量損失，又使主蒸汽流量過小，引起管壁超溫。
3.2.3給水溫度在任意時(shí)間內(nèi)不小于120℃，并可適當(dāng)提高，這樣可以有效減小爐膛單位容積熱負(fù)荷，在一定的給水流量情況下，可以相應(yīng)的多產(chǎn)生蒸汽，有效的減緩主蒸汽的溫升率。啟動(dòng)分離器疏水在水樣合格后，及時(shí)回收，提升除氧器溫度，進(jìn)而提升給水溫度。只需保持啟動(dòng)分離器疏水至大氣擴(kuò)容器有較少的排放量進(jìn)行排污。
3.2.4 汽機(jī)沖轉(zhuǎn)之后，高加應(yīng)及時(shí)投運(yùn)，盡可能提高給水溫度。（保證高加溫升速率在允許范圍）。
3.2.5 主再熱器減溫水在點(diǎn)火后和負(fù)荷低于280 t/h時(shí)，禁止投運(yùn)。防止鍋爐受熱面產(chǎn)生水塞。
3.2.6 鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，給水流量不宜過高，應(yīng)在650t/h至700 t/h之間，避免轉(zhuǎn)干態(tài)時(shí)間較遲，過熱器出口蒸汽溫度下降過多。
3.3 鍋爐主再蒸汽壓力控制（旁路控制）。
3.3.1 旁路的作用有：
3.3.1.1 穩(wěn)定汽壓，在鍋爐點(diǎn)火到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)，不合格的蒸汽不得進(jìn)入汽缸，在低負(fù)荷時(shí)（低于30%負(fù)荷），可以協(xié)助穩(wěn)定鍋爐主再蒸汽壓力。
3.3.1.2回收工質(zhì)，機(jī)組啟停階段，由于蒸汽參數(shù)不合格，不能進(jìn)入汽輪機(jī)做功，如果排放，則造成工質(zhì)的浪費(fèi)。通過旁路，可以將參數(shù)不合格的蒸汽回收至凝器，循環(huán)利用。
3.3.2 旁路的控制要求：
3.3.2.1 點(diǎn)火：點(diǎn)火為了保持主再熱蒸汽通流量，使剝落的氧化皮可以隨著蒸汽帶走，不在受熱面彎頭處集聚。要求鍋爐點(diǎn)火后高低旁門開度大于20%，相應(yīng)的低旁也相應(yīng)開啟。
3.3.2.2 升溫升壓階段，主蒸汽壓力升高不大于0.15MPa,高旁、低旁開度不得開度過大，特別是低旁開度，不得過大。低旁開度如果過大，再熱汽管道內(nèi)的蒸汽壓力較低，蒸汽的比熱容較低，不能有效的冷卻再熱器，而再熱器允許在燃燒率低于10%以下，10%燃燒率以上時(shí)，如果再熱器持續(xù)壓力較低，對(duì)再熱器管屏溫升速率加快，不利于升溫升壓速率控制。
3.3.2.3 汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，持續(xù)增加燃料量的同時(shí)，可通過旁路控制主蒸汽壓力不下降。
3.3.2.4 100MW負(fù)荷，控制低旁關(guān)閉。
3.3.2.5 180MW負(fù)荷，控制高旁關(guān)閉。
3.3.2.6 180MW以上負(fù)荷，投入鍋爐壓力控制自動(dòng)，控制鍋爐主蒸汽壓力平穩(wěn)上升，根據(jù)機(jī)組啟動(dòng)曲線控制。
從圖3和圖4比較，在啟動(dòng)初期，高低旁開度過大，鍋爐主再蒸汽升溫升壓速率明顯加快，只有在主蒸汽和再熱蒸汽起壓之后，汽溫才趨于平穩(wěn)。
4.結(jié)論：
鍋爐啟動(dòng)過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，升溫升壓速率的控制，是保障鍋爐安全運(yùn)行的重要手段，以上分析是本人對(duì)某廠超臨界鍋爐啟動(dòng)過程的操作優(yōu)化的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)建議，希望能給運(yùn)行人員帶來一些幫助。
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