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600MW超臨界機組燃燒調整及給水控制研究

【摘要】燃燒調整的目的是在保證鍋爐設備安全、滿足汽輪機對鍋爐參數要求的前提下, 調整燃燒器各層的燃料分配, 調整一、二次風的分配, 以達到爐膛熱負荷均勻、爐膛受熱面不結渣、火焰不沖刷水冷壁、低NOx排放, 使鍋爐在最安全、經濟的條件下運行。 給水控制系統投入穩定運行是超臨界直流爐安全穩定運行的關鍵, 通過對超臨界直流爐給水控制系統的深入研究、控制參數整定及優化改進, 系統能長期投入穩定運行, 保證了機組的安全經濟運行。

【關鍵字】超臨界 直流爐 燃燒方式調整 給水控制分析

1 設備概述

我公司二期工程為2×630MW國產超臨界燃煤機組, 採用哈鍋型號為HG-1970/25.4-PM18超臨界參數變壓運行直流爐, 單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天佈置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構Π型鍋爐, 爐頂採用大罩殼密封結構, 前後牆對沖燃燒方式, 前後牆燃燒器各4層。 最大連續蒸發量1970t/h, 額定蒸發量1912.6t/h。

制粉系統:正壓直吹式, 由兩台動葉調節軸流式一次風機提供介質流動動力, 每台爐配置4台雙進雙出磨煤機, BMCR工況設計煤種下四台磨煤機全部投入運行無備用。

汽水系統:設內置式啟動系統, 包括四個啟動分離器、一個貯水箱、一台爐水迴圈泵、水位控制閥、截止閥、管道及附件等。

風煙系統:配有兩台動葉調節軸流式送風機, 兩台動葉調節軸流式引風機。

空氣預熱器為三分倉回轉式空氣預熱器。

2 燃燒調整

我公司的MGS-4360雙進雙出鋼球磨煤機銘牌出力75t/h, 正常運行時(鍋爐負荷大於50%)磨煤機出力在額定出力的50%-100%、差壓料位在400-800Pa之間運行。

2.1制粉系統運行投運方式:

鍋爐正常運行時, 根據負荷指令不同, 磨檢修、檢查的需要, 磨的運行方式有:

①A、B、C、D運行:此運行方式一般在機組負荷大於500MW或煤質較差時, 過熱度要求一般在45℃左右, 鍋爐各受熱面壁溫水平較高, 汽溫比較好控制, 各磨負荷風門開度均大於40%,一次風機出力餘度一般較大。

②A、B、C運行:此運行方式對過熱度要求一般在30℃以上, 水冷壁壁溫一般較高、汽溫水平不高, 此方式的調節要點在於加大運行磨每層二次風門開度, A磨出力相對來說減小,

燃料成倒三角控制, 將爐膛火焰中心上移。

③A、B、D運行:此運行方式對過熱度要求一般在15℃左右, 水冷壁壁溫一般也較高、汽溫水平適中, 此方式的調節要點在於加大運行磨每層二次風門開度, A、B磨出力相對來說減小, D磨出力加大。

④A、C、D運行:此運行方式機組負荷不應太低, 一般400MW左右, 主要是入爐燃料煤質所致。

⑤B、C、D運行:此運行方式對過熱度要求一般在10℃左右, 水冷壁壁溫比較好控制, 但屏過壁溫不太好控制, 一級減溫水調門開度較大。

鍋爐配煤方式及發熱量

根據機組運行經驗的積累, 一般在A磨運行時, 前牆垂直水冷壁壁溫比較難控制, 究其原因還是配煤方式及雙進雙出鋼球磨特性的影響, 經過試驗調整, 在相同的磨出力的情況下偏置A1A2負荷風門開度得出:適當減小A2負荷風門開度,

壁溫水平會往下降。 通過數學空間建模分析, 在磨內一個動態過程呈現, 磨內高貧和劣質在磨內經過鋼球研磨, 經A1分離器吹出的粉通過A1-A4分管輸送至前牆, 經A2分離器吹出的粉通過A5-A8分管輸送至後牆。 在A1A2負荷風門開度相等時, 由於輸送至後牆阻力難度較前牆大, 此時前牆出粉相對較多, 熱負荷較強, 致使前牆壁溫高;減小A2負荷風門開度, 此時磨內粉趨於A2側, A1側粉濃度變小, 但A1側相對風速、風壓加大, 爐膛火焰拉長, 前牆熱負荷降低, 壁溫下降。 同樣的原理可以引申到B、C、D磨。

2.2風量及二次風的調整:

爐膛出口過量空氣係數21/(21-O2)(氧量)的調整:鍋爐運行時一次風量的比例變化不大, 因此控制爐膛出口過量空氣係數主要靠調整二次風量。

本爐設計爐膛出口過量空氣係數為1.19。 運行中, 保持合適的過量空氣係數可以獲得較高的鍋爐熱效率, 燃燒調整時, 可以通過觀察爐膛火焰, 及時查看飛灰、爐渣含碳量, 來確定合理的過量空氣係數。 根據本爐投運來的運行經驗, 額定負荷600MW附近, 爐膛出口過量空氣係數為1.13—1.17(氧量在2.5—3.0左右)時, 負荷500MW左右, 爐膛出口過量空氣係數為1.2(氧量在3.5左右)時, 負荷400MW左右, 爐膛出口過量空氣係數為1.24—1.27(氧量在4—4.5左右)時, 負荷300MW左右, 爐膛出口過量空氣係數1.31—1.35(氧量在5—5.5左右)時, 各項參數均較好。

二次風擋板的控制:各層二次風擋板運行時的開度為入爐煤量的函數, 通過燃燒器各擋板開度的調節來達到分級配風, 以調節一次風氣流的著火點、抑制燃燒中心NOx的生成及進入爐膛的風量。由於邏輯設計當中沒有考慮二次風箱結構的特點,導致運行時上層燃燒器二次風量偏大,下層偏小,運行時可適當通過偏置來調節。投運以來,本爐存在前牆熱負荷較其他均大,通過調節二次風擋板開度及燃燒強度可以在一定程度緩解,當然還需調整磨兩側出力降低前牆熱負荷。

2.3 NOx的調整:

①在燃燒初期,燃燒區域可以採用低氧燃燒,適當降低氧量;②燃燒後期增大風量,即適當開大燃盡風;③降低停運燃燒器的漏風量;④及時調整燃燒器運行方式;⑤根據情況降低運行最上層燃燒器風量;⑥保證脫硝系統正常運行。

3 給水控制分析

超臨界直流鍋爐的運行調節特性有別于汽包爐,給水控制與汽溫調節的配合更為密切,下面談一下自己的認識。

根據鍋爐的運行方式、參數可分為三個階段:啟動及低負荷運行階段;亞臨界直流爐運行階段;超臨界直流爐運行階段。每個階段的調節方法和側重點有所不同。

3.1鍋爐啟動及低負荷運行階段

不同容量的鍋爐其轉幹態直流運行的最低負荷有所不同,一般在25%~35%BMCR之間,在濕態情況下,其運行方式與強制迴圈汽包爐是基本相同的。汽水分離器及儲水箱就相當於汽包,但是兩者容積相差甚遠,儲水箱的水位變化速度也就更快。由爐水迴圈泵將儲水箱的水升壓進入省煤器入口,與給水共同構成最小迴圈流量。其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐(不帶爐水迴圈泵,儲水箱的水經361閥直接排放至鍋爐疏擴等)有較大不同,控制更困難。給水主要用於控制儲水箱水位,爐水迴圈泵出口調閥控制省煤器入口流量保證鍋爐的最小迴圈流量,儲水箱水位過高時則通過溢流閥排放至鍋爐疏水擴容器,此階段汽溫的調節主要依賴於燃燒控制,通過投退油槍的數量及層次、投粉數量、減溫水,煙氣擋板等手段來調節主再熱蒸汽溫度。

此階段貯水箱小溢流調閥投自動(調節範圍6030—8500mm);爐水泵出口調閥投自動(調節範圍2000—6000mm);給水走給水旁路,由於給水旁路調閥調節特性不太好使,手動控制(控制好前後差壓8-10MPa,但隨著負荷及給水量的增加,要控制好旁路調閥的開度以使此差壓要逐漸減小);汽泵投自動,給水通過給水控制來控制,但在加水的過程中要監視好汽泵的轉速,通過控制汽泵再迴圈調閥維持汽泵轉速在穩定區。

在此階段需要掌握好的幾個關鍵點:

①工質膨脹:工質膨脹產生於啟動初期,水冷壁中的水開始受熱初次達到飽和溫度產生蒸汽階段,此時蒸汽會攜帶大量的水進入分離器,造成儲水箱水位快速升高,鍋爐有較大排放量,此過程較短一般在幾十秒之內,具體數值及產生時間與鍋爐點火前壓力、溫度、水溫度、投入油槍的數量等有關。此時要及時排水,同時減少給水流量,在工質膨脹階段附近,應保持燃料量的穩定,此時最好不要增投油槍。

②虛假水位:虛假水位在此階段都有可能產生,汽壓突然下降出現的情況較多,運行中應對虛假水位有思想準備,及時增加給水滿足蒸發量的需要,加強燃燒恢復汽壓。運行中造成汽壓突然下降的原因主要有:汽機調門、高旁突然開大、安全閥動作、機組並網,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投退油槍的時機及速度:投退油槍時要及時協調溝通,及時增減給水。保持一定的水煤比就基本上能維持汽溫的穩定。為保持水位穩定,應避免在低水位時連續投入數支油槍,或者水位很高調節困難時連續退出油槍。

④投入制粉系統:投入煤粉後汽壓會升高很快,儲水箱水位波動很大,很難控制。此時最重要的是要控制好給煤量和一次風量,避免進入爐膛的煤粉過多。同時控制好升壓速度,及時控制給水,必要時退掉油槍(尤其是上層油槍)。投入減溫水控制汽溫,防止超溫及主機差脹增大。

⑤並網及帶初負荷:機組並網及負荷過程中負荷上升很快,此時應加強燃燒,及時增加給水。必要時手動關小高旁,穩住汽壓避免汽壓下降過大。

⑥並給水泵:並泵時,保持鍋爐負荷穩定,減少擾動。運行給水泵投自動,待併入泵手動,打開待併入泵出口門,勻速提高待並泵的轉速升高泵出口壓力,監視運行泵轉速轉速下降,降低出口流量,兩台泵的增減速度協調,保持穩定的一個給水流量,加減轉速,不可太快、太猛,防止其出口壓力激增造成另一台泵出口逆止門關閉給水流量劇減。由於是低負荷並泵,所以在並泵的過程中泵的再迴圈閥(最小流量閥)保持大開度基本不變。兩台汽泵並列運行時儘量保持兩台小機轉速相同,偏差不要太大。

⑦給水主旁路切換:此時應保持鍋爐負荷穩定,切換過程中勻速穩定,保持省煤器入口足夠流量及儲水箱水位的穩定,必要時排放多餘給水。水位下降時及時提高電泵轉速,開大調門。建議切換時就地手動開大給水主電動門,每開一點,就關小一點旁路門,可以在相當長的時間內保持給水主旁路都有一定的開度,這樣調節起來裕度較大,安全性更高。

鍋爐點火後要密切監視過熱器、再熱器的金屬壁溫和出口汽溫,具體應注意以下三點:

出口汽溫忽高忽低,說明還有積水,應加強疏水;出口汽溫穩定上升,說明積水已經消除。

各受熱面的金屬壁溫在點火後會出現不均勻現象,如水冷壁一般中間溫度高,兩側溫度低。這時不應再增加燃料,當所有溫度均超過該汽壓下對應的飽和溫度40℃,以及各管間最大溫差在50℃以內時,才允許增加燃燒強度。

從增加省煤器入口給水流量到儲水箱水位增加要經過比較長的時延,所以在手動控制給水時重在提前干預,根據水位變化速度,蒸汽流量(主汽流量及高旁流量)變化,燃燒情況等提前調節,否則很難調平衡。此時小溢流閥投自動,爐水迴圈泵出口調閥自動,單調給水,控制水位,必要時可有一定排放。給水旁路調閥前後保持一定壓差,但也不應太高,以免造成調門開度過小工作在非線性區域,使調門工作環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 ,在大於鍋爐MFT流量以上的一個數值,一般來說高出100t/h就可以。隨著負荷逐漸上升,爐水迴圈泵出口流量逐漸減少,應注意出口流量突然變化對省煤器入口流量的影響。

3.2亞臨界直流運行階段

在負荷大於25%~35%BMCR 以上時鍋爐即轉入直流運行方式,此後鍋爐運行在亞臨界壓力以下。鍋爐進入直流狀態,給水控制與汽溫調節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水煤比。如果水煤比保持一定,則過熱蒸汽溫度基本能保持穩定;反之,水煤比的變化,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節主要是通過給水量和燃料量的調整來進行。但在實際運行中,考慮到上述其它因素對過熱汽溫的影響,要保證水煤比的精確值是不現實的。特別是在燃煤鍋爐中,由於不能很精確地測定送入爐膛的燃料量,所以僅僅依靠水煤比來調節過熱汽溫,則不能完全保證汽溫的穩定。一般來說,在汽溫調節中,將水煤比做為過熱汽溫的一個粗調,然後用過熱器噴水減溫做為汽溫的細調手段。

對於直流鍋爐來說,在本生負荷以上時,汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽,這個區域的汽溫變化,可以直接反映出燃料量和給水蒸發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節中,通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調節回路的前饋信號,此點的溫度稱為中間點溫度,而我廠主要是通過分離器出口焓值修正以及低過出口溫度△T進行修正對燃料量和給水量進行微調。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定時只要監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30℃左右,中間點過熱度是水煤比是否合適的回饋信號,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驗值,以便超前調節時有一個度的概念。但在機組出現異常情況時,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視和調整的重要參數。

從轉入直流到鍋爐滿負荷,水煤比因煤質變化、燃燒狀況不同、爐膛及受熱面結焦程度等不同有較大變化,一般從7.6~9.0不等。 如果機組協調性能不好,可在鍋爐轉入直流狀態後手動控制,通過手動增減小機轉速來調節給水,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,主蒸汽流量是根據調節級壓力計算出來的不是很準確,推薦使用機組負荷做為前饋粗調整用。一般用機組負荷(萬kW)乘以30t,得出該負荷所對應的大致給水流量,然後根據分離器出口溫度細調給水流量。調整分離器出口溫度時,包括調節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範圍內,不可過多或過少,留有足夠的調節餘地。同時還要監視好再熱汽溫度、受熱面壁溫等,嚴防超溫,汽溫也不可過低。鍋爐升降負荷過程中,燃料變化很快鍋爐的負荷波動也較大。由於使用雙進雙出鋼球磨,從啟動給煤機加煤到磨制出煤粉需要建立煤位元的時間,停止給煤後磨煤機內仍有較多的存粉,因此給煤量並不等於實際進入爐膛的煤量,不易及時判斷出此時的升降負荷速度。推薦看分離器壓力及其變化速度來控制給水流量。分離器出口溫度建議看到小數點後的位元數,做曲線時區間儘量小一些。再熱汽溫主要靠煙氣擋板來調整,時滯性較大,一定要提前調整,在投停高加時要加強對主再熱汽溫的調整。

3.3超臨界直流運行階段

在機組負荷達75%MCR左右時轉入超臨界狀態。從理論上講,機組過臨界時存在一大比熱區,蒸汽參數如比容、比熱變化較大,實際運行情況是基本上無明顯變化,原因是鍋爐的蓄熱減緩了影響,而且協調方式下參數的自動調整在一定程度上彌補了波動。第三階段運行調節情況和第二階段無明顯區別。

4 結束語

鍋爐運行,本質就是燃料與給水的配合,掌握燃料調整和給水控制策略,為機組的安全經濟運行提供了保障。

以調節一次風氣流的著火點、抑制燃燒中心NOx的生成及進入爐膛的風量。由於邏輯設計當中沒有考慮二次風箱結構的特點,導致運行時上層燃燒器二次風量偏大,下層偏小,運行時可適當通過偏置來調節。投運以來,本爐存在前牆熱負荷較其他均大,通過調節二次風擋板開度及燃燒強度可以在一定程度緩解,當然還需調整磨兩側出力降低前牆熱負荷。

2.3 NOx的調整:

①在燃燒初期,燃燒區域可以採用低氧燃燒,適當降低氧量;②燃燒後期增大風量,即適當開大燃盡風;③降低停運燃燒器的漏風量;④及時調整燃燒器運行方式;⑤根據情況降低運行最上層燃燒器風量;⑥保證脫硝系統正常運行。

3 給水控制分析

超臨界直流鍋爐的運行調節特性有別于汽包爐,給水控制與汽溫調節的配合更為密切,下面談一下自己的認識。

根據鍋爐的運行方式、參數可分為三個階段:啟動及低負荷運行階段;亞臨界直流爐運行階段;超臨界直流爐運行階段。每個階段的調節方法和側重點有所不同。

3.1鍋爐啟動及低負荷運行階段

不同容量的鍋爐其轉幹態直流運行的最低負荷有所不同,一般在25%~35%BMCR之間,在濕態情況下,其運行方式與強制迴圈汽包爐是基本相同的。汽水分離器及儲水箱就相當於汽包,但是兩者容積相差甚遠,儲水箱的水位變化速度也就更快。由爐水迴圈泵將儲水箱的水升壓進入省煤器入口,與給水共同構成最小迴圈流量。其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐(不帶爐水迴圈泵,儲水箱的水經361閥直接排放至鍋爐疏擴等)有較大不同,控制更困難。給水主要用於控制儲水箱水位,爐水迴圈泵出口調閥控制省煤器入口流量保證鍋爐的最小迴圈流量,儲水箱水位過高時則通過溢流閥排放至鍋爐疏水擴容器,此階段汽溫的調節主要依賴於燃燒控制,通過投退油槍的數量及層次、投粉數量、減溫水,煙氣擋板等手段來調節主再熱蒸汽溫度。

此階段貯水箱小溢流調閥投自動(調節範圍6030—8500mm);爐水泵出口調閥投自動(調節範圍2000—6000mm);給水走給水旁路,由於給水旁路調閥調節特性不太好使,手動控制(控制好前後差壓8-10MPa,但隨著負荷及給水量的增加,要控制好旁路調閥的開度以使此差壓要逐漸減小);汽泵投自動,給水通過給水控制來控制,但在加水的過程中要監視好汽泵的轉速,通過控制汽泵再迴圈調閥維持汽泵轉速在穩定區。

在此階段需要掌握好的幾個關鍵點:

①工質膨脹:工質膨脹產生於啟動初期,水冷壁中的水開始受熱初次達到飽和溫度產生蒸汽階段,此時蒸汽會攜帶大量的水進入分離器,造成儲水箱水位快速升高,鍋爐有較大排放量,此過程較短一般在幾十秒之內,具體數值及產生時間與鍋爐點火前壓力、溫度、水溫度、投入油槍的數量等有關。此時要及時排水,同時減少給水流量,在工質膨脹階段附近,應保持燃料量的穩定,此時最好不要增投油槍。

②虛假水位:虛假水位在此階段都有可能產生,汽壓突然下降出現的情況較多,運行中應對虛假水位有思想準備,及時增加給水滿足蒸發量的需要,加強燃燒恢復汽壓。運行中造成汽壓突然下降的原因主要有:汽機調門、高旁突然開大、安全閥動作、機組並網,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投退油槍的時機及速度:投退油槍時要及時協調溝通,及時增減給水。保持一定的水煤比就基本上能維持汽溫的穩定。為保持水位穩定,應避免在低水位時連續投入數支油槍,或者水位很高調節困難時連續退出油槍。

④投入制粉系統:投入煤粉後汽壓會升高很快,儲水箱水位波動很大,很難控制。此時最重要的是要控制好給煤量和一次風量,避免進入爐膛的煤粉過多。同時控制好升壓速度,及時控制給水,必要時退掉油槍(尤其是上層油槍)。投入減溫水控制汽溫,防止超溫及主機差脹增大。

⑤並網及帶初負荷:機組並網及負荷過程中負荷上升很快,此時應加強燃燒,及時增加給水。必要時手動關小高旁,穩住汽壓避免汽壓下降過大。

⑥並給水泵:並泵時,保持鍋爐負荷穩定,減少擾動。運行給水泵投自動,待併入泵手動,打開待併入泵出口門,勻速提高待並泵的轉速升高泵出口壓力,監視運行泵轉速轉速下降,降低出口流量,兩台泵的增減速度協調,保持穩定的一個給水流量,加減轉速,不可太快、太猛,防止其出口壓力激增造成另一台泵出口逆止門關閉給水流量劇減。由於是低負荷並泵,所以在並泵的過程中泵的再迴圈閥(最小流量閥)保持大開度基本不變。兩台汽泵並列運行時儘量保持兩台小機轉速相同,偏差不要太大。

⑦給水主旁路切換:此時應保持鍋爐負荷穩定,切換過程中勻速穩定,保持省煤器入口足夠流量及儲水箱水位的穩定,必要時排放多餘給水。水位下降時及時提高電泵轉速,開大調門。建議切換時就地手動開大給水主電動門,每開一點,就關小一點旁路門,可以在相當長的時間內保持給水主旁路都有一定的開度,這樣調節起來裕度較大,安全性更高。

鍋爐點火後要密切監視過熱器、再熱器的金屬壁溫和出口汽溫,具體應注意以下三點:

出口汽溫忽高忽低,說明還有積水,應加強疏水;出口汽溫穩定上升,說明積水已經消除。

各受熱面的金屬壁溫在點火後會出現不均勻現象,如水冷壁一般中間溫度高,兩側溫度低。這時不應再增加燃料,當所有溫度均超過該汽壓下對應的飽和溫度40℃,以及各管間最大溫差在50℃以內時,才允許增加燃燒強度。

從增加省煤器入口給水流量到儲水箱水位增加要經過比較長的時延,所以在手動控制給水時重在提前干預,根據水位變化速度,蒸汽流量(主汽流量及高旁流量)變化,燃燒情況等提前調節,否則很難調平衡。此時小溢流閥投自動,爐水迴圈泵出口調閥自動,單調給水,控制水位,必要時可有一定排放。給水旁路調閥前後保持一定壓差,但也不應太高,以免造成調門開度過小工作在非線性區域,使調門工作環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 ,在大於鍋爐MFT流量以上的一個數值,一般來說高出100t/h就可以。隨著負荷逐漸上升,爐水迴圈泵出口流量逐漸減少,應注意出口流量突然變化對省煤器入口流量的影響。

3.2亞臨界直流運行階段

在負荷大於25%~35%BMCR 以上時鍋爐即轉入直流運行方式,此後鍋爐運行在亞臨界壓力以下。鍋爐進入直流狀態,給水控制與汽溫調節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水煤比。如果水煤比保持一定,則過熱蒸汽溫度基本能保持穩定;反之,水煤比的變化,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節主要是通過給水量和燃料量的調整來進行。但在實際運行中,考慮到上述其它因素對過熱汽溫的影響,要保證水煤比的精確值是不現實的。特別是在燃煤鍋爐中,由於不能很精確地測定送入爐膛的燃料量,所以僅僅依靠水煤比來調節過熱汽溫,則不能完全保證汽溫的穩定。一般來說,在汽溫調節中,將水煤比做為過熱汽溫的一個粗調,然後用過熱器噴水減溫做為汽溫的細調手段。

對於直流鍋爐來說,在本生負荷以上時,汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽,這個區域的汽溫變化,可以直接反映出燃料量和給水蒸發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節中,通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調節回路的前饋信號,此點的溫度稱為中間點溫度,而我廠主要是通過分離器出口焓值修正以及低過出口溫度△T進行修正對燃料量和給水量進行微調。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定時只要監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30℃左右,中間點過熱度是水煤比是否合適的回饋信號,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驗值,以便超前調節時有一個度的概念。但在機組出現異常情況時,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視和調整的重要參數。

從轉入直流到鍋爐滿負荷,水煤比因煤質變化、燃燒狀況不同、爐膛及受熱面結焦程度等不同有較大變化,一般從7.6~9.0不等。 如果機組協調性能不好,可在鍋爐轉入直流狀態後手動控制,通過手動增減小機轉速來調節給水,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,主蒸汽流量是根據調節級壓力計算出來的不是很準確,推薦使用機組負荷做為前饋粗調整用。一般用機組負荷(萬kW)乘以30t,得出該負荷所對應的大致給水流量,然後根據分離器出口溫度細調給水流量。調整分離器出口溫度時,包括調節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範圍內,不可過多或過少,留有足夠的調節餘地。同時還要監視好再熱汽溫度、受熱面壁溫等,嚴防超溫,汽溫也不可過低。鍋爐升降負荷過程中,燃料變化很快鍋爐的負荷波動也較大。由於使用雙進雙出鋼球磨,從啟動給煤機加煤到磨制出煤粉需要建立煤位元的時間,停止給煤後磨煤機內仍有較多的存粉,因此給煤量並不等於實際進入爐膛的煤量,不易及時判斷出此時的升降負荷速度。推薦看分離器壓力及其變化速度來控制給水流量。分離器出口溫度建議看到小數點後的位元數,做曲線時區間儘量小一些。再熱汽溫主要靠煙氣擋板來調整,時滯性較大,一定要提前調整,在投停高加時要加強對主再熱汽溫的調整。

3.3超臨界直流運行階段

在機組負荷達75%MCR左右時轉入超臨界狀態。從理論上講,機組過臨界時存在一大比熱區,蒸汽參數如比容、比熱變化較大,實際運行情況是基本上無明顯變化,原因是鍋爐的蓄熱減緩了影響,而且協調方式下參數的自動調整在一定程度上彌補了波動。第三階段運行調節情況和第二階段無明顯區別。

4 結束語

鍋爐運行,本質就是燃料與給水的配合,掌握燃料調整和給水控制策略,為機組的安全經濟運行提供了保障。

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