600mw超臨界機組主蒸汽溫度偏高的原因分析

600mw超臨界機組主蒸汽溫度偏高的原因分析

湘潭供電有限公司（湘潭電廠）系列2.600mw機組鍋爐，東路橋有限公司（集團）有限公司與東浦田開發(fā)銀行福理公司合作設(shè)計、制造的dg190025.4-1v離心分離參數(shù)的變壓直接本生爐。該汽車公司由上海汽機廠生產(chǎn)，配備葉片、三輛、四輛排放于上海，配備中間熱旋轉(zhuǎn)器和冷凝汽輪。n6.26和566。該收割機由上海一家上汽廠生產(chǎn)，qfsn-600-2水-氫發(fā)電站生產(chǎn)。3號機組調(diào)試首次點火吹管從2006年1月20日開始,2月9日正式進入整套起動試運,3月31日完成168h試運。在整套起動調(diào)試過程中,多次出現(xiàn)主蒸汽溫度偏高的問題。因該型鍋爐在華能沁北電廠和華能汕頭電廠等也出現(xiàn)類似現(xiàn)象,因此有必要分析其原因,以采取必要的措施。1燃燒及過熱汽溫鍋爐主要設(shè)計參數(shù)見表1。鍋爐起動系統(tǒng)由內(nèi)置式啟動分離器、儲水罐、儲水罐水位控制閥(361閥)等組成。經(jīng)水冷壁加熱后的工質(zhì)進入啟動分離器,分離出的水通過啟動分離器下方的連接管進入儲水罐,蒸汽則由啟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排入定排擴容器或冷凝器中。燃燒器采用HT-NR3旋流燃燒器,前后墻布置,對沖燃燒,每面墻3層,每層4只,每只燃燒器配備有出力為250kg/h的機械霧化點火油槍,前、后墻中層各燃燒器還配有出力4700kg/h的啟動油槍;在3層燃燒器上方,前、后墻各布置1層燃盡風(fēng)口。燃燒器配風(fēng)分為一次風(fēng)、內(nèi)二次風(fēng)和外二次風(fēng)。一次風(fēng)輸送煤粉,單只燃燒器內(nèi)二次風(fēng)、外二次風(fēng)的風(fēng)量分配通過調(diào)節(jié)各內(nèi)二次風(fēng)套筒開度和外二次風(fēng)調(diào)風(fēng)器開度實現(xiàn)。另外,啟動油槍投運時,裝于燃燒器一次風(fēng)管彎頭前的冷卻空氣閥打開,啟動油槍燃燒用的根部風(fēng)流量通過爐膛負壓的大小來控制,爐膛負壓大,啟動油槍燃燒用的根部風(fēng)則大。過熱汽溫主要通過調(diào)節(jié)燃料和給水配比并配合一、二級減溫水進行調(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。再熱蒸汽溫度主要通過置于尾部煙道的調(diào)溫?zé)煔鈸醢逭{(diào)節(jié);事故減溫設(shè)于低溫再熱器和高溫再熱器之間。2沖轉(zhuǎn)時蒸汽溫度偏高原因分析在整套機組起動調(diào)試中先后進行冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)汽輪機沖轉(zhuǎn),沖轉(zhuǎn)參數(shù)見表2。在前5次起動沖轉(zhuǎn)過程中均出現(xiàn)主蒸汽溫度偏高的問題,第1次沖轉(zhuǎn)前主蒸汽溫度達到470℃,沖轉(zhuǎn)過程中主蒸汽溫度仍在上升,達到510℃,全開過熱器一、二級減溫器調(diào)節(jié)閥,也沒有明顯減溫效果。在第5次熱態(tài)開機中,沖轉(zhuǎn)前主蒸汽溫度為515℃,沖轉(zhuǎn)到3000r/min后升至570℃。從已投產(chǎn)的同類型鍋爐試運情況來看,該類型鍋爐普遍存在沖轉(zhuǎn)時蒸汽溫度偏高的現(xiàn)象,如華能沁北電廠和汕頭電廠機組沖轉(zhuǎn)時鍋爐主蒸汽溫度達450℃～500℃,有時甚至高達550℃以上,與汽輪機要求的沖轉(zhuǎn)參數(shù)不匹配。上海汽輪機廠最初要求汽輪機沖轉(zhuǎn)主蒸汽參數(shù)為8.4MPa、370℃,經(jīng)該廠同意并將汽輪機沖轉(zhuǎn)時主蒸汽參數(shù)調(diào)整為5.5MPa、420℃。分析認為,造成沖轉(zhuǎn)時蒸汽溫度偏高的原因主要有以下幾個方面:(1)鍋爐起動流量至少350t/h以上,飽和水通過361閥排至凝汽器或定排,熱損失大,蒸發(fā)量低,這是造成過熱蒸汽溫度高的主要原因。(2)汽輪機沖轉(zhuǎn)時鍋爐全燒油運行,水冷壁的輻射吸熱低,過熱受熱面尤其是屏式過熱器吸熱量過大,從而使得主蒸汽溫度高。(3)降低二次風(fēng)總風(fēng)量對降低蒸汽溫度有一定作用,但如果降得太低,會造成爐膛溫度高,屏式過熱器吸熱量大而超溫。如二次風(fēng)風(fēng)量超過30%～40%的總風(fēng)量要求,增加了煙氣量,抬高了爐膛火焰中心,減少了火焰在爐膛的停留時間,使得水冷壁的輻射吸熱降低,蒸發(fā)量降低,而過熱受熱面的吸熱量增加,主蒸汽溫度升高。(4)鍋爐點火后為了改善燃燒,習(xí)慣按亞臨界鍋爐調(diào)試控制爐膛負壓在-100Pa,而該類型鍋爐起動油槍燃油用的根部風(fēng)是由爐膛負壓來控制的,爐膛負壓小,則燃油用的根部風(fēng)不足,造成燃燒效果差。(5)日立公司要求鍋爐在沖轉(zhuǎn)時燃油量為(12～13)t/h,蒸汽溫度在380℃左右,但從沁北電廠等同類型鍋爐的運行情況來看,鍋爐至少需(16～18)t/h的燃油才能滿足沖轉(zhuǎn)的最基本需要。因此采取減少燃油量的方法來降低蒸汽溫度是不現(xiàn)實的。另外,鍋爐廠規(guī)定起動初期給水流量至少為350t/h。實際上,相對于(16～18)t/h的燃油量,350t/h及以上的給水流量偏大,在相同的燃燒條件下,產(chǎn)生的蒸汽量少,大部分的熱量都由進入分離器儲水罐的水帶入了凝汽器。(6)由于進入省煤器的給水溫度只有70℃,使得進入水冷壁的水溫低,欠焓大,從而降低了水冷壁的產(chǎn)汽量,進入過熱器的(冷卻)蒸汽量減少,從而使得過熱器出口主蒸汽溫度上升。(7)由于過熱器一、二級減溫水取自省煤器出口,噴水與蒸汽的壓差比傳統(tǒng)系統(tǒng)的壓差小。當(dāng)主蒸汽流量小時,其壓差更小,噴水減溫?zé)o效果,從而使得主蒸汽溫度難以控制。3增加啟動油流量控制(1)燃油控制由(16～18)t/h提高至(18～24)t/h。將啟動油槍壓力由原2.5MPa調(diào)低到(1.9～2.0)MPa,降低單支油槍出力,增加投運的啟動油槍數(shù)量。這樣一方面改善霧化效果,另一方面使沿爐膛寬度熱負荷均勻,有利于增加水冷壁吸熱,降低火焰中心。另外,通過控制油壓來控制燃油量,使?fàn)t水溫升率為2℃/min。當(dāng)爐水溫度達到190℃時停止升溫升壓,進行鍋爐熱態(tài)清洗;鍋爐熱態(tài)清洗結(jié)束后,通過提高啟動油壓來增加啟動油流量,使主蒸汽參數(shù)達到汽輪機沖轉(zhuǎn)參數(shù)要求。(2)將二次風(fēng)控制在(550～570)km3/h,若蒸汽溫度還偏高,可適當(dāng)降低總風(fēng)量,低限為490km3/h,適當(dāng)開大燃盡風(fēng),保證燃燒充分。(3)在啟動油槍投運時,爐膛負壓控制在-600Pa,確保投用啟動油槍的燃燒器冷卻風(fēng)擋板完全開啟,以補充啟動油槍的根部風(fēng),若油槍著火困難,可適當(dāng)降低爐膛負壓至-450Pa,提高二次風(fēng)流量。(4)提高輔助蒸汽壓力,全開除氧器輔助蒸汽加熱調(diào)節(jié)閥,提高給水溫度至90℃以上,越高越好。(5)給水流量由350t/h提高到(410～450)t/h,與(18～24)t/h燃油量相匹配。給水流量不能超過450t/h。(6)通過調(diào)整高、低旁路的開度控制滿足參數(shù)需要的蒸汽流量。當(dāng)燃油量達到(21～24)t/h,將高旁開至60%,將低旁投入自動,壓力設(shè)定值是0.4MPa。(7)燃油量(18～24)t/h,通過調(diào)整過熱器一、二級減溫水,確保主蒸汽溫度達到?jīng)_轉(zhuǎn)要求。汽輪機開始沖轉(zhuǎn)后