超臨界直流鍋爐運行調(diào)整課件

350MW超臨界直流鍋爐的運行調(diào)整運行監(jiān)理直流鍋爐與汽包鍋爐的差異1.直流鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動不像汽包爐那樣，依靠汽水的重度差而形成自然循環(huán)來推動。而是與在省煤器、過熱器中的工質(zhì)流動一樣，完全依靠給水泵產(chǎn)生的壓頭，工質(zhì)在此壓頭的推動下順次通過加熱、蒸發(fā)、過熱過程，水被逐漸加熱、蒸發(fā)、過熱，最后形成合格的過熱蒸汽送往汽輪機。直流鍋爐與汽包鍋爐的差異2.鍋爐在直流狀態(tài)運行時，汽水通道中的加熱區(qū)、蒸發(fā)區(qū)、過熱區(qū)三部分之間并沒有固定的界線(可以把水在沸騰之前的受熱面稱為加熱區(qū)，水開始沸騰到全部變?yōu)楦娠柡驼羝氖軣崦娣Q為蒸發(fā)區(qū)，蒸汽開始過熱到全部被加熱至額定溫度壓力的過熱蒸汽的受熱面稱為過熱區(qū))。當給水量、空氣量、燃料量和機組負荷有擾動時，此三個區(qū)段就會發(fā)生移動。直流鍋爐與汽包鍋爐的差異3.直流鍋爐的另一個特點是蓄熱能力小，在受到外部擾動時，自行保持負荷及參數(shù)的能力就較差，對擾動較敏感，因此對調(diào)節(jié)系統(tǒng)提出更高的要求。但是在調(diào)整鍋爐負荷時，由于其蓄熱能力小，且允許的壓力降速度快，可以使其蒸汽參數(shù)迅速地跟上工況的需要，所以能較好的適應機組調(diào)峰的要求。直流鍋爐與汽包鍋爐的差異4.直流鍋爐在純直流狀態(tài)下工作時，蒸發(fā)區(qū)的循環(huán)倍率等于1，而自然循環(huán)的汽包鍋爐的循環(huán)倍率為3～5。5.直流鍋爐的金屬消耗量小。與同參數(shù)的汽包鍋爐相比，直流鍋爐可節(jié)約20%～30%的鋼材。6.直流鍋爐的設(shè)計，不受工質(zhì)壓力的限制，可以做成亞臨界，超臨界，甚至是超臨界。因此制造、安裝和運輸方便。直流鍋爐與汽包鍋爐的差異9.直流鍋爐工質(zhì)流動阻力較大。在自然循環(huán)鍋爐中，只有省煤器和過熱器內(nèi)工質(zhì)為強迫流動，要消耗給水泵壓頭，蒸發(fā)受熱面內(nèi)的自然循環(huán)不消耗水泵壓頭。但是直流鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)也是強迫流動，且管徑較小，流速較高，以便得到較大的質(zhì)量流速來冷卻水冷壁，故要消耗額外的較多的水泵功率。直流鍋爐與汽包鍋爐的差異10.直流鍋爐控制及調(diào)節(jié)復雜。由于直流鍋爐受熱面的金屬重量較輕，工質(zhì)儲存量較小。故金屬及工質(zhì)的蓄熱能力一般只為汽包鍋爐的1/4～1/2。因此在外界負荷變化時，自適應能力差，汽壓波動幅度較大，壓力波動速度往往超過汽包鍋爐一倍以上。另外由于工況變動引起熱水段、蒸發(fā)段和過熱段之間的調(diào)節(jié)互相影響，因此，直流爐的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)較復雜，控制技術(shù)也較高。直流鍋爐與汽包鍋爐的差異11.直流爐水冷壁的安全性存在一定的問題。自然鍋爐，因其循環(huán)倍率高，蒸發(fā)管中發(fā)生第一類傳熱危機和第二類傳熱危機的可能性小。直流鍋爐蒸發(fā)管出口往往是接近飽和，甚至是微過熱蒸汽，故管內(nèi)發(fā)生膜態(tài)沸騰和結(jié)垢的可能性較大。強迫流動的特性常導致并列蒸發(fā)管中吸熱越多的管子，其工質(zhì)流量反而越小。直流鍋爐與汽包鍋爐的差異12.直流鍋爐當外界負荷變化引起汽門開度發(fā)生變化時，鍋爐汽壓變動很快，波動的幅度也遠比汽包爐大;給水量變化時，汽溫、汽壓、蒸汽量的變化趨勢都和汽包鍋爐相反，而且影響程度也要大得多。即給水量增大，汽壓、汽量明顯增大，汽溫則顯著降低;當燃料量變化時，直流鍋爐主要變化的是汽溫，故直流鍋爐運行特點之一就是必須保持燃水比一定，否則汽溫將無法保持正常。350MW直流鍋爐的運行調(diào)整350MW直流鍋爐，在啟動運行過程中，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。

第一階段鍋爐啟動及低負荷運行階段

直流鍋爐啟動前的清洗由于直流爐對水質(zhì)要求較嚴格，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，為了保證鍋爐受熱面內(nèi)表面清潔，對停運時間過長的機組應進行鍋爐清洗，鍋爐清洗前應進行爐前管路系統(tǒng)的清洗。鍋爐清洗主要是清洗沉積在受熱面上的雜質(zhì)、鹽分和腐蝕生成的氧化鐵等。鍋爐清洗包括冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗，冷態(tài)清洗又分為開式清洗（清洗水排往啟動疏水擴容器不循環(huán)）和循環(huán)清洗（清洗水排往排汽裝置循環(huán)）兩個階段。鍋爐冷態(tài)沖洗的水質(zhì)合格標準：凝結(jié)水系統(tǒng)：凝結(jié)水鐵含量〈100μg/L時，沖洗結(jié)束。除氧器系統(tǒng)：除氧器出口鐵含量〈100μg/L時，沖洗結(jié)束。啟動分離器出口含鐵量>500μg/L時，清洗水經(jīng)啟動擴容器排水至機組排水槽；含鐵量〈500μg/L時，清洗水切換至排汽裝置循環(huán)清洗；含鐵量〈100μg/L時，完成冷態(tài)循環(huán)清洗，具備點火條件。鍋爐冷態(tài)沖洗直流鍋爐啟動后升溫升壓過程中，由于水中的沉積物在190℃達到最大，當水冷壁出口溫度達190℃時，停止升溫，鍋爐進入熱態(tài)清洗階段。熱態(tài)清洗階段應控制鍋爐的燃料量，維持水冷壁出口溫度在190℃。當水冷壁出口溫度升高時，應適當減少燃料量，以便水冷壁出口溫度能維持在190℃。當儲水箱出口水質(zhì)Fe＜50μg/L熱態(tài)清洗結(jié)束。

鍋爐給水流量的控制鍋爐點火前，建立啟動流量287t/h，點火成功后，在鍋爐點火到機組并網(wǎng)期間鍋爐給水流量由25%額定流量降低至21%，維持240t/h。鍋爐并網(wǎng)后，隨著機組負荷的增加，根據(jù)361閥的開度逐步增加增加給水流量至287t/h，保持此流量至鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)直流運行。鍋爐給水流量的控制給水流量保護動作值：給水流量低報警：≤216.7t/h。給水流量低1值：≤192.8t/h，延時20S。給水流量低2值：≤144.6t/h，延時3S。給水調(diào)節(jié)自動的投入鍋爐點火后，燃燒調(diào)整正常后，即可投入給水自動。將給水泵勺管投入自動，給水流量自動即投入運行?！敖o水流量設(shè)定值”狀態(tài)變紅，自動生成一個給水流量設(shè)定值。如果此流量運行人員人為不合適，可設(shè)置偏置進行修正，設(shè)置偏置的范圍是-150t/h-+150t/h.給水調(diào)節(jié)自動的投入機組負荷大于130MW，“過熱度設(shè)定值“變紅，給水自動的“過熱度修正”自動投入。過熱度自動投入后，流量偏置正常情況下設(shè)置為0，如果過熱度離設(shè)定值偏離過大且主汽溫不正常升高或降低，可設(shè)置流量偏置進行短時間修正，主汽溫正常后流量偏置重新設(shè)置為0。過熱度設(shè)定參考根據(jù)燃料量，自動生成范圍為+3℃到+12℃。給水調(diào)節(jié)自動的投入運行人員可設(shè)置的過熱度修正范圍為-5℃到+5℃，如果運行人員設(shè)定偏置后，使過熱度設(shè)定值低于+3℃，但是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)最終設(shè)定過熱度為+3℃。過熱度修正影響給水流量的范圍是-100t/h-+100t/h。實際過熱度大于過熱度設(shè)定10℃，系統(tǒng)會超加給水36t/h；過熱度小于設(shè)定值10℃后，超加給水逐步退去。機組RB發(fā)生后的給水自動機組RB發(fā)生后，給水自動轉(zhuǎn)為流量控制，“過熱度修正”退出；需要調(diào)整分離器出口溫度時，采用設(shè)置“流量偏置”的方法。機組調(diào)整正常后，將“RB解除”，使“RB動作“復位，RB復位20分鐘后，給水自動的“過熱度修正”自動投入。直流鍋爐啟動過程中的工質(zhì)膨脹直流鍋爐在啟動過程中存在工質(zhì)膨脹現(xiàn)象。所謂工質(zhì)膨脹是指鍋爐點火后，隨著燃料投入量的增加，水冷壁內(nèi)工質(zhì)溫度逐漸升高，當燃料投入量達到某一值時，水冷壁某處工質(zhì)達到該處壓力所對應的飽和溫度，工質(zhì)開始蒸發(fā)，形成蒸發(fā)點，開始產(chǎn)生蒸汽，此時其后部的工質(zhì)仍為水，產(chǎn)汽點的局部壓力升高，將后面的水擠壓出去，鍋爐排出工質(zhì)流量遠大于給水流量的現(xiàn)象。直流鍋爐啟動過程中的工質(zhì)膨脹影響工質(zhì)膨脹的主要因素有：啟動壓力、給水溫度、鍋爐蓄水量、燃料投入速度。根據(jù)直流爐的特性，燃料量投入速度比較快，工質(zhì)膨脹現(xiàn)象應比較明顯，但現(xiàn)場運行經(jīng)驗表明，在實際啟動過程中工質(zhì)膨脹現(xiàn)象并不是特別明顯，一般出現(xiàn)在壓力1.1MPa左右，由于361閥的調(diào)節(jié)一般情況下是投自動，因此儲水罐的水位變化很小。只是在手動情況下此時要注意儲水罐水位的變化。直流鍋爐啟動過程中的轉(zhuǎn)直流操作

隨著鍋爐熱負荷的進一步增加，蒸發(fā)點干濕態(tài)的轉(zhuǎn)換是直流爐一個最重要的控制點，在干態(tài)以前直流爐與汽包爐一樣，是循環(huán)控制，只有轉(zhuǎn)完干態(tài)后，才是典型的直流，這時儲水箱內(nèi)無水，汽水分離器只是一個蒸汽的通道，給水量與蒸汽量相等。干濕態(tài)在控制上大有不同，因此，干濕態(tài)的轉(zhuǎn)換要特別注意，加強調(diào)整，保持各參數(shù)的穩(wěn)定，特別是調(diào)整好燃燒與給水量的配合。直流鍋爐啟動過程中的轉(zhuǎn)直流操作直流鍋爐在啟動過程中，當以下三個現(xiàn)象滿足后，即可認為鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)成功，已經(jīng)轉(zhuǎn)為純直流運行。1.儲水罐水位逐漸下降，361閥開度逐漸關(guān)小，直至全關(guān)；2.水冷壁出口工質(zhì)出現(xiàn)過熱度，并逐漸增加；過熱度穩(wěn)定超過5℃。3.分離器出口壓力升高到9MPa以上。直流鍋爐啟動過程中的轉(zhuǎn)直流操作根據(jù)運行經(jīng)驗，在轉(zhuǎn)干態(tài)過程中盡量別加給水量，只需保證最小給水流量即可，在點火后可以加較多的煤量，轉(zhuǎn)干態(tài)前要減小煤量的增加速度，但不要停止加煤，以控制轉(zhuǎn)干態(tài)不能太快也不能太慢，此時一定要監(jiān)視好儲水罐的水位，注意中間點的過熱度，中間點出現(xiàn)過熱度時要控制好過熱度，雖然說此時中間點的過熱度高一點沒什么問題，但不要使中間點保持過高，一般以10℃左右為宜汽機TF方式的投入汽輪機負荷大于70MW，機組允許投入“機跟隨方式”，即“TF方式”。TF方式投入前、后要求：TF方式投入前觀察“DEH電調(diào)主控畫面”，“CCS請求”紅燈亮。TF方式投入前觀察“機組負荷控制中心”畫面，“實際主汽壓力”和“主汽壓力設(shè)定目標值”偏差不大。投入后觀察汽輪機調(diào)門動作正常，“實際主汽壓力”和“主汽壓力設(shè)定目標值”逐步縮小，最終趨于一致。

第二階段亞臨界直流運行階段給水主旁路切換：

鍋爐給水主路和旁路的切換可在鍋爐轉(zhuǎn)直流運行以后，機組負荷100~120MW之間進行。（1）切換過程中應緩慢進行，逐漸開大鍋爐給水旁路調(diào)門，鍋爐給水流量增加：若給水自動投入：觀察給水泵勺管減小，維持鍋爐給水量不變。若給水在手動：手動減小給水泵勺管減小，維持鍋爐給水量不變。給水主旁路切換（2）在給水調(diào)門前后壓差在1MPa左右時，全開給水主路電動門，觀察給水泵勺管動作正常，維持鍋爐給水量基本不變。（3)給水主路電動門全開的過程中，給水旁路調(diào)門不要關(guān)小，切換完成后再決定是否關(guān)閉。給水泵并泵的操作第二臺給水泵應在負荷在150MW~180MW之間并入系統(tǒng)，并泵時保持鍋爐負荷穩(wěn)定，減少擾動。啟動給水泵前，應檢查6KV母線電壓在6.3KV左右，如果電壓偏低，可適當增加機組無功負荷，提高6KV母線電壓。給水泵啟動后，勻速提高待并泵的轉(zhuǎn)速，升高泵出口壓力，在泵出口壓力稍低于母管壓力時，打開出口電動門。提高待并泵的轉(zhuǎn)速，待并泵開始供水后，觀察另一臺泵的轉(zhuǎn)速自動減少，出口流量，維持給水量在設(shè)定值。如果給水自動調(diào)整不正常，手動進行干預。給水泵并泵的操作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，防止給水流量大幅波動。切換過程中注意監(jiān)視給水泵的再循環(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。機組CCS協(xié)調(diào)的投入機組CCS協(xié)調(diào)方式在負荷大于150MW以后方允許投入。汽機TF方式已投入。給水自動已投入。鍋爐引、送風機，一次風機自動已投入。投入給煤機控制自動后，“燃料主控手操器”投入自動?！懊褐敌Ｕ植倨鳌蓖蹲詣??！板仩t主控手操器|投自動。亞臨界壓力下直流鍋爐控制要點

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。亞臨界壓力下直流鍋爐控制要點在實際運行中，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。亞臨界壓力下直流鍋爐控制要點

對于直流鍋爐來說，在本生負荷以上時，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)。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，用中間點溫度對給水量進行修正。亞臨界壓力下直流鍋爐控制要點直流鍋爐一定要嚴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，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。亞臨界壓力下直流鍋爐控制要點在機組出現(xiàn)異常情況時，如給煤機、磨煤機跳閘等應及時減小給水，保持水煤比基本恒定，防止水煤比嚴重失調(diào)造成主蒸汽溫度急劇下降?？傊罕群椭虚g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，監(jiān)盤時應特別注意。