超臨界機(jī)組高加跳閘對直流鍋爐和汽機(jī)的影響及處理

1、超臨界機(jī)組高加跳閘對直流鍋爐和汽機(jī)的影響及處理江西電力第34卷2010年第2期4l文章編號:1006348X(2O10)O2004103超臨界機(jī)組高加跳閘對直流鍋爐和汽機(jī)的影響及處理趙曉林,王斌(豐城二期發(fā)電廠,江西豐城331100)摘要:針對超臨界直流爐高加跳閘的現(xiàn)象及對鍋爐調(diào)整的影響,并結(jié)合豐城二期700MW機(jī)組高加跳閘的案例及處理經(jīng)驗總結(jié).從理論上對超臨界直流鍋爐調(diào)節(jié)特性分析,從運行角度闡述大型直流爐高加跳閘的情況下為確保機(jī)組安全運行應(yīng)當(dāng)采取的處理措施.對減少大型機(jī)組非計劃停運行具有指導(dǎo)作用.關(guān)鍵詞:超臨界直流爐;高加跳閘:處理中圖分類號:TK264.1+4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:BAbstract

2、:Consideringinfluenceofhi【gh-plustripandadjustmentofsupercriticalmonotubeboiler,propertiesofsupercfiticalmonotubeboilerwereanalyzedaccordingtothehighplustripcaseofFengchengsecondphase700MW.Treatmentswereproposedtoensureoperationwhilehigh-plustrip.Keywords:supereriticalmonotubeboiler;highplustrip;tre

3、atmentO引言豐城二期發(fā)電廠為2X700MW超臨界機(jī)組.每臺機(jī)組配備三臺高壓加熱器,用以提高鍋爐入口給水溫度,提高機(jī)組效率,給水來自汽動(電動)給水泵.超臨界機(jī)組直流鍋爐給水一次性在鍋爐內(nèi)完成從飽和水到過熱蒸汽的過程.為此,煤與水的比例控制是運行操作的關(guān)鍵.機(jī)組在實際運行過程中.由于設(shè)備及運行操作的原因會發(fā)生高壓加熱器汽側(cè)跳閘的異常(大型機(jī)組跳閘高加汽側(cè)跳閘后水側(cè)均不解列).正確處理好該類異常對維持機(jī)組的穩(wěn)定運行將起到重要的作用.1高加跳閘對直流鍋爐及汽機(jī)的影響1.1對直流鍋爐的影響由于高加解列導(dǎo)致給水溫度降低,為了維持原有負(fù)荷必然要比正常的時候多加煤量,下面我們就來計算一下.在660MW

4、下高加解列為了維持負(fù)荷估算應(yīng)該多加多少煤.660MW高加解列前給水溫度假定為280cIC,高加解列后給水溫度190oC.給水溫度每降低10供電煤耗增加O.83蜀W?h(600MW收稿日期:20091130作者簡介:趙曉琳(1975一),男,工程師,長期從事火電廠運行工作.數(shù)據(jù)).假使我們的燃煤低位發(fā)熱量為5000大卡.計算出為帶相同負(fù)荷應(yīng)增加多少煤.T為標(biāo)準(zhǔn)煤量.T=(280190)/10Ix0.83x660000=4.93t/h換算成實際燃煤T1,T1=f5.666x7000)/5000=6.902t/h.根據(jù)換算.由于高加解列給水溫度降低,為維持相同負(fù)荷應(yīng)增加7t/h燃煤(只是大致估算值,

5、實際燃煤的發(fā)熱量平均以5000大卡測算.作為一個調(diào)整的參考數(shù)據(jù)).由于工質(zhì)在直流鍋爐內(nèi)一次完成加熱,蒸發(fā),過熱三個階段.在直流鍋爐中,這三個階段是沒固定的分界的,它們將隨著鍋爐工況的變化而變化.當(dāng)高加跳閘給水溫度發(fā)生突降時,由于加熱段延長,蒸發(fā)段后移,造成對過熱段縮短,最終必將造成過熱度,主蒸汽溫度的突降,這點與汽包爐是完全相反的.如果燃料量不增加必須減少給水.最終又使機(jī)組負(fù)荷下降.實際運行中表明從高加跳閘到省煤器人口溫度下降大約有78min的時間.從下面公式可以看出該結(jié)論:直流鍋爐過熱蒸汽出口焓h/ss的表達(dá)式為:h/ss:h+(1)G式中:h過熱蒸汽給水焓,kJ/kg;B,G燃料量,給水量

6、,kCh;42江西電力第34卷2010年第2期Q一燃料的低位發(fā)熱量,kJ/kg;叼一鍋爐效率需對主再蒸汽安全門進(jìn)行監(jiān)視,到了PCV閥動作值,PCV閥應(yīng)該動作,否則手動開啟.要防止安全門動作不回座以及到達(dá)額定壓力不動作造成過再熱器系統(tǒng)超壓.1.2高加跳閘對汽機(jī)的影響在滿負(fù)荷情況下三臺高加的抽汽量基本在320t/h左右.此時高加解列,三段的抽汽將全部進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)做功,致使機(jī)組過負(fù)荷造成機(jī)組負(fù)荷快速上升,致使機(jī)組過負(fù)荷,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級超壓,主再熱汽壓力上升,可能導(dǎo)致再熱汽安全門動作.高加跳閘后,高排壓力會由于二段抽汽的切斷迅速上升.如控制不當(dāng)或冷再人口安全門未及時動作,汽輪機(jī)會由高排壓力高于5.5MP

7、a跳機(jī),從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)解列.2機(jī)組運行過程中高加跳閘的鍋爐及汽機(jī)的處理原則及方法機(jī)組運行時高加的跳閘始終是個動態(tài)過程.處理原則根據(jù)直流爐的運行特點,煤量和給水兩個參數(shù)必須是穩(wěn)住一頭,參考值是煤水比和中問點溫度的變化趨勢.平衡點便是中間點溫度或是分離器出VI溫度,根據(jù)上述處理原則對于高加跳閘后的事故處理,負(fù)荷段的不一樣處理的方法以及存在的操作風(fēng)險也不盡相同,為此將機(jī)組負(fù)荷分為高負(fù)荷(600MW以上),低負(fù)荷(300600MW)兩個工況進(jìn)行簡要分析.2.1高負(fù)工況(600MW以上)在此負(fù)荷下,三臺高加的抽汽量基本在320t/h左右,此時高加解列,三段的抽汽將全部進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)做功.致使機(jī)組過負(fù)荷造成

8、機(jī)組負(fù)荷快速上升,致使機(jī)組過負(fù)荷,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級超壓,主再熱汽壓力上升.可能導(dǎo)致再熱汽安全門動作.此時,應(yīng)立即切除協(xié)調(diào),至鍋爐基礎(chǔ)減少煤量,但減煤不應(yīng)太多.應(yīng)根據(jù)負(fù)荷和主汽壓力來控制減煤量(102Ot/h之間).因為此時的負(fù)荷升高只是暫時的.減煤的目的是為了在省煤器人口溫度發(fā)生變化之前控制負(fù)荷不能在極限負(fù)荷時間太長或超負(fù)荷,當(dāng)負(fù)荷或鍋爐壓力不上漲時應(yīng)立即加煤至原來值.同時由于給水流量是通過BD(調(diào)節(jié)級壓力有關(guān))經(jīng)鍋爐煤量計算出來的.所有在這過程中要監(jiān)視好煤水比這一主要參數(shù).當(dāng)穩(wěn)定下來以后隨著給水溫度的降低,要維持這個負(fù)荷最終是應(yīng)該加煤的(加煤量以我們前面的計算值為參考).所以整個操作過程中一定要

9、注意煤水比的變化,防止煤水比失調(diào)導(dǎo)致超溫或轉(zhuǎn)濕態(tài).由于從高加解列到省煤器入口溫度變化大概有78min,為防止過熱度降低,此時可以將煤量加回到原來值,但加煤(或減水)的速度不要過快.由于給水流量的跟蹤和煤量和調(diào)節(jié)級的壓力有關(guān).它是有一定的滯后.煤量加的太多太快容易引起煤水比失調(diào).2.2低負(fù)荷工況(3oo-6OOM此工況下.由于不存在機(jī)組過負(fù)荷的危險,處理方法有兩種,一是將在負(fù)荷不超過規(guī)定的情況下,為了避免處理中對鍋爐燃燒工況造成不必要的擾動.燃料量可切手動保持不變,在此基礎(chǔ)上根據(jù)給水溫度下降的幅度,按比例減少給水流量,維持過熱度的正常.與此同時,及時調(diào)整減溫水量,保持主蒸汽溫度正常,并根據(jù)過熱度

10、手動干預(yù)給水量.待穩(wěn)定后負(fù)荷會下降.此時根據(jù)中調(diào)負(fù)荷重新加煤進(jìn)行調(diào)整.二是可以不切除協(xié)調(diào),但是由于壓力短時間升高必然導(dǎo)致煤量在CCS方式下自動減少,此時可以通過在協(xié)調(diào)下面設(shè)高負(fù)荷指令.讓汽輪機(jī)開調(diào)門來控制壓力和降低鍋爐減煤量幅度,防止壓力上升過多和鍋爐燃燒的減弱太多.密切監(jiān)視協(xié)調(diào)動作情況.如果協(xié)調(diào)下煤量減少了20t以上,應(yīng)該切到鍋爐基礎(chǔ),將煤量加回原值.根據(jù)煤水比維持給水流量.7min后由于省煤器入口給水溫度的降低要適當(dāng)?shù)臏p少給水量,防止過熱度低鍋爐轉(zhuǎn)濕態(tài).高加跳閘后的中間點溫度控制也于正常時的控制不一樣,此時中間點溫度應(yīng)維持的比正常時稍低點,因為在相同負(fù)荷條件下,高加解列后的給水量比正常時有

11、所減少(660MW時減少300t/h左右),燃料量比正常時的燃料量要多,在相同過熱度的情況下雖然輻射區(qū)吸熱量增加,同時爐膛出口煙氣量增加及產(chǎn)汽量的減小使對流換熱增加,此時維持中間溫度點太高必將導(dǎo)致過熱器超溫,影響機(jī)組安全性.高加跳閘后汽機(jī)側(cè)的處理重點在于及時監(jiān)視高排壓力的上升,由于二段抽汽的切斷,高排壓力將迅速上升.操作人員根據(jù)高排壓力的上升情況及時通過降低主汽壓力(通過減少燃料及PCV閥的控制)達(dá)到降低高排壓力的目的.?.汽機(jī)操作人員立即查找影起高加跳閘的原因,在排除故障后及時投入3臺高加汽側(cè)的運行.(下轉(zhuǎn)第47頁)江西電力第34卷2010年第2期471)凈煙氣攜帶漿液的沉積結(jié)垢引起堵塞:鍋

12、爐煙氣經(jīng)過吸收塔后.煙溫降低,水分飽和,雖經(jīng)兩級除霧器除下大部分液滴,出口液滴含量在75mg/m以下或更低.但因煙氣總量大,GGH連續(xù)運行的時間長.攜帶的石膏漿液的總量很大.這些漿液通過GGH時會粘附在換熱元件上,煙氣的冷熱交替通過.使得部分水分蒸發(fā),留下溶質(zhì)或固形物并逐漸加厚形成惡性循環(huán).最終堵塞換熱元件通道.這也是導(dǎo)致GGH堵塞得最根本原因2)煙塵引起的GGH堵塞:因吸收塔出口煙氣處于飽和狀態(tài).并攜帶一定量的水分,GGH加熱元件表面比較潮濕,在GGH原煙氣側(cè)特別是冷端,煙塵會粘附在加熱元件的表面.另外,煙塵具有水硬性,煙氣中的SO,以及塔內(nèi)漿液等與煙塵相互反應(yīng)形成類似水泥的硅酸鹽.隨著運行

13、時間的累積硬化,即使高壓水也難以清除,這同樣引起堵塞問題,在煙塵量大時堵塞更快.3)GGH吹掃或沖洗不正?；蚬收?運行時GGH不吹掃自然會結(jié)垢.有的FGD系統(tǒng)未能按運行規(guī)程進(jìn)行GGH的定期吹掃.或吹掃的周期長,每次吹掃的時間較短.不能及時去除積灰/垢而形成累積:吹掃氣,汽源參數(shù)不滿足設(shè)計要求,不能達(dá)到吹掃效果;當(dāng)GGH壓差高時未采用高壓水在線沖洗,或沒有沖洗干凈,粘積物板結(jié)成硬垢.造成結(jié)垢越來越嚴(yán)重等等.熱電廠均采用蒸汽吹灰形式,一年內(nèi)都未發(fā)生GGH堵塞問題.2)選擇合適的吹灰壓力和保證足夠的吹灰頻率:目前我國GGH的吹灰壓力一般設(shè)計為0.7MPa,但從現(xiàn)場的試驗情況看.當(dāng)采用該壓力進(jìn)行吹灰時

14、,吹灰介質(zhì)速度的衰減較快.應(yīng)提高GGH的吹灰壓力.最好能達(dá)到lMPa左右.另外應(yīng)盡量增加吹灰頻率(如每班23次),以減少漿液在受熱面的積聚.3)受熱面的熱端,冷端均應(yīng)設(shè)計吹灰器:目前很多GGH只在冷端設(shè)計了吹灰器.而近年來的實踐表明,2個吹灰器的吹灰效果明顯優(yōu)于1個吹灰器.4)選擇合適的高壓水沖洗頻率和方式.當(dāng)GGH的壓差P高達(dá)正常值的1.5倍時.用10l5MPa的高壓沖洗水在線沖洗.但從近年來的實踐看,到1.5倍時再沖洗顯然太遲了.可根據(jù)實際情況適當(dāng)提前沖洗,如1.21.3倍時就進(jìn)行沖洗.5)保證電除塵器的正常運行.保證進(jìn)入FGD系統(tǒng)的煙塵符合設(shè)計要求,對于系統(tǒng)的安全,穩(wěn)定運行是十分重要的.

15、當(dāng)煙塵含量大于150mg/m并持續(xù)時間較長時,應(yīng)暫時減小增壓風(fēng)機(jī)動葉開度,或完全停止脫硫系統(tǒng)運行6)加強(qiáng)對FGD系統(tǒng)運行參數(shù)的控制.運行過程中應(yīng)嚴(yán)格將漿液密度,pH值控制在正常范圍內(nèi),防止吸收塔將液出現(xiàn)泡沫,同時最上層除霧器上部沖洗水應(yīng)盡量少投人.5控制GGH堵塞的方法.6結(jié)論一根據(jù)GGH堵塞的原因,從設(shè)計和運行上控制GGH堵塞的措施主要有以下幾方面:1)選擇合理的吹灰介質(zhì):近年來的實踐表明.蒸汽吹灰的效果要優(yōu)于壓縮空氣吹灰.因此應(yīng)盡可能采用蒸汽進(jìn)行吹灰.廣東珠海金灣電廠以及茂名隨著我國對環(huán)保工作要求的明顯提高.對火電廠煙氣脫硫裝置的運行要求也有了明顯的提高.GGH堵塞問題也越來越受到重視.GGH堵塞問題并不難解決,只要采取各種合理手段.就能減輕GGH堵塞的程度,提高系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性.(上接第42頁)3結(jié)束語目前,大部分投產(chǎn)的超臨界新機(jī)組均采用直流鍋爐,由于運行操作經(jīng)驗不足及設(shè)備的缺陷造成高加跳閘的異常將經(jīng)常發(fā)生,如果處理不當(dāng)很容易造成機(jī)組的解列,.對電網(wǎng)將造成不穩(wěn)定因素.豐城二期發(fā)電廠自投