超超临界直流锅炉蒸汽吹管给水控制与调整运行研究.doc

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1、铁岭600MW超超临界直流锅炉蒸汽吹管给水控制与调整运行研究王福才辽宁调兵山煤矸石发电有限公司 邮编：112700Wang Fu CaiCoal Power Generation Co., Ltd. Liaoning Diaobingshan Zip:112700【摘 要】结合辽宁铁岭发电有限公司2600MW超超临界直流锅炉试运期间蒸汽吹管给水控制与调整中所遇到的问题，对超超临界直流锅炉试运吹管过程中给水控制进行分析与调整，成功实现吹管过程MFT零动作和启动分离器水量零排放，确保了吹管工作保质保量顺利完成。【关键词】 超超临界直流锅炉 分离器水位 给水流量控制与调整 零排放【Abstract】

2、Combined area in Liaoning Province Power Co., 2 600MW Supercritical Boiler Steam Blowing water supply during the trial operation control and adjustment problems encountered, and USC Boiler feed water during the trial operation control blowpipe analysis and adjustment, successful blowpipe MFT action

3、and start the process without water separator zero emissions, to ensure that the blowpipe the successful completion of quality and quantity of work.【Key words 】 USC Boiler Water separator Water flow control and adjustment Zero Emissions1 前言蒸汽吹管是新建机组启动运行之前必须进行的一项十分重要的调试项目。它是以蒸汽为动力，吹洗过热器、再热器及其相关的蒸汽管道内

4、部的沙石、焊渣、锈垢及氧化皮等杂物，使合格的蒸汽进入汽轮机，保证机组的运行安全。辽宁铁岭发电有限公司二期工程2600MW超超临界机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造的HG-1795/26.15-YM1型燃煤直流炉：带启动循环泵、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、墙式切圆燃烧、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构型。主蒸汽及再热蒸汽采用单元制系统，主、再蒸汽系统管道采用“212”连接方式。蒸汽吹管包括如下系统：过热器、过热蒸汽管道、再热器、再热器冷段及热段管道、高压旁路管道。吹管的方式：本次吹管采用蓄能降压方式进行吹管。通过降压将锅炉工质、金属及炉墙的蓄热在短时间内释放出来以提高吹管流量的方法。吹管时，锅炉

5、升压到一定值后，锅炉保持一定的燃烧率，全开1、2控制门，利用压力下降产生的附加蒸汽量增大吹管流量。当压力降到一定值后，关闭控制门，补水到正常水位后重新升压。吹管时锅炉以投粉为主，按冷态启动曲线进行锅炉升温升压，当分离器出口温度190时，降低燃烧率开始热态清洗，此时由WDC阀控制启动分离器储水罐水位，保持启动循环泵连续运行，锅炉主汽压力达到7.0 MPa，主汽温度450时，开临时控制门1、2进行正式吹管。此时，可满足吹管系数大于 1.0的要求，保证吹管效果。2 600MW超超临界机组直流锅炉蒸汽吹管给水控制与调整所遇到的问题及其原因分析吹管过程中，大量蒸汽直接排至大气不能回收循环使用，因此吹管过

6、程需要消耗大量除盐水。而化学制水系统只能按照设计出力（160t/h）进行正常补水，虽然在吹管开始前已制备了大量合格除盐水作备用，但由于时间过长及贮存容量过小还是跟不上吹管耗水量。这就要求我们在吹管过程中，要尽量控制WDC阀的排放，来节省除盐水，实现吹管过程启动分离器水零排放。2. 1 在吹管初期，暴露两个问题：2. 1. 1 锅炉频繁发生MFT 开临吹门时，汽水分离器储水罐水位由于储水箱容积（10M3）过小产生虚假水位造成水位变化大引起炉水循环水泵（BCP再循环）频繁跳闸，从而影响到省煤器入口给水流量低于保护动作值（277t/h）延时30秒导致锅炉MFT保护动作。铁岭二期2600 MW超超临界

7、锅炉的吹管过程系统如图：2. 1. 2 除盐水耗量过大由于本次吹管采用蓄能降压吹管法，为避免炉水循环水泵跳闸引起省煤器入口给水流量低MFT动作，有的人员采用启动分离器保持高水位，保持炉水循环水泵正常工作不跳闸。但这种操作有一个严重后果：保持高水位会造成启动分离器满水及至水煤比严重失调，蒸汽温度、过热度急剧下降，影响吹管效果；为防止启动分离器满水，就不得不开启WDC阀放掉大量水，以至于补充除盐水耗量过大超过化学制水出力，导致吹管工作缺水中断。2. 2 问题分析2. 2. 1 锅炉频繁发生MFT 蒸汽吹管时给水控制相当于锅炉启动及低负荷运行阶段的湿态运行工况。在湿态情况下，其运行方式与强制循环汽包

8、炉是基本相同的。汽水分离器及启动分离器储水罐就相当于汽包，但是两者容积相差很大，由于直流炉启动分离器及启动分离器储水罐的水容积小，一共是10立方米，所以在给水调整过程中水位变化速度也就更快。其控制方式较之其它超临界直流锅炉（不带炉水循环泵，启动分离器储水罐的水经WDC 阀直接排放至锅炉疏扩、除氧器、凝汽器等）有较大不同，控制更困难。给水主要用于控制启动分离器储水罐水位，炉水循环泵出口调节阀（BR阀）控制省煤器入口流量保证锅炉的最小循环流量，启动分离器储水罐水位过高时则通过两路WDC阀排放至锅炉疏水扩容器白白浪费掉。吹管过程中给水控制正是在这种情况下由于临吹门的定时开、关造成启动分离器虚假水位的

9、频繁发生，启动分离器水位产生巨大波动，从而引起炉水循环泵由于水位高、低保护动作跳闸。由炉水循环泵将启动分离器贮水箱的水升压进入省煤器入口,与高压加热器来的给水共同构成最小循环流量。炉水循环泵跳闸，从而导致省煤器入口给水流量低至保护动作值（277 t/h）锅炉发生MFT。2. 2. 2 除盐水过大在吹管初期由于担心启动分离器水位过高或过低引起炉水循环水泵（BCP）跳闸导致省煤器入口给水流量低保护发生炉MFT动作，部分运行人员只好将电泵出力加大，将高压加热器来水作为主给水量，炉水循环泵出口调节阀（BR阀）开度很小，炉水循环泵来水量只占少部分。这样操作控制虽然避免了炉水循环泵跳闸给水流量不致低于27

10、7 t/h MFT动作，却是很不经济的。这种情况下，由于电泵来的冷给水（相对于炉水循环泵来水而言）占省煤器入口给水流量的主要部分，而启动分离器储水罐经过炉水循环泵来的热给水只占省煤器入口给水流量的少部分，会造成启动分离器水位过高，严重时发生启动分离器满水引起顶棚过热器进水或蒸汽带水，主蒸汽温度大幅度降低，以至于末级过热器出口蒸汽过热度为零，吹管系数低于规定值，吹管质量下降，严重影响到吹管整体效果。为了防止出现过热器进水造成主蒸汽温度过低，只好在启动分离器水位过高时，通过开启两路启动排水阀（WDC阀）进行放水，来保证启动分离器水位保持在正常范围内。经过WDC阀排出的高温热水被白白地扔掉了，而这部

11、分扔掉的水只能通过加大凝汽器化学除盐水水量来补充。吹管过程中临吹门的定期开启进行吹管，大量的高温高压蒸汽被排到大气中，不能回收，再加上WDC阀大量排出扔掉的热水，已远远超出了日常化学除盐水设计制水量，最后不得不由于补水量不足而中断吹管工作。3 600MW超超临界机组直流锅炉蒸汽吹管给水控制与调整实际有效的应对方案在常规情况下如果没有大的扰动此时分离器储水罐水位控制可以投自动，但是该锅炉的水位控制逻辑还不够完善，只是单纯的控制一点水位，还没有投三冲量控制，当扰动较大时水位会产生较大的波动，甚至根本无法平衡。吹管阶段频繁开、关吹管临吹#1、#2门时，蒸汽流量、给水流量、启动分离器压力、水位、温度等

12、参数瞬间发生巨大变化，对整个系统来说是一个很大的扰动，实际运行过程中给水自动控制系统根本无法调整相关参数在正常范围内，经常发生锅炉MFT。为避免由于启动分离器水位大幅度波动引发锅炉MFT和两个WDC阀常开浪费大量热水的发生，吹管阶段给水控制必须及早解除自动，手动控制。在吹管蒸汽参数未达到7.0 MPa，主汽温度450临吹门开启之前，根据实际调试操作经验，从增加省煤器入口给水流量到启动分离器储水罐水位增加要经过比较长的时延，所以在手动控制给水时重在提前干预，根据水位变化速度，蒸汽流量（主汽流量及高旁流量）变化，燃烧情况等提前调节，否则很难调平衡。此时WDC 阀可投自动，BR阀（炉水循环泵出口调节

13、阀）手动保持一定开度，单调给水，控制水位，必要时可有一定排放。给水旁路调节阀前后保持一定压差，此过程中要始终保持省煤器入口流量在大于锅炉MFT（277 t/h ） 流量以上的一个数值。炉水循环泵出口BR阀一般不投自动（以防BR阀瞬间开度过大引起BCP 电机过流过热损坏设备），尽量加大BCP再循环的工作量，BR阀开度在85%以上，而电泵的补水只占10%左右，过冷水量占5%左右，此时省煤器入口给水流量大约保持在400 t/h 左右，从而维持分离器储水罐水位正常，同时又能达到WDC阀处于零开度，实现零排放。现阶段电泵转速还是手动控制，所以要及时调整电泵转速，尤其在大幅度调整给水流量时，同时要防止电泵

14、过负荷，加强对电泵的监视，防止电机绕组温度、油温、瓦温过高、振动过大。根据启动系统和吹管临时管路暖管疏水阀的开度，在调整时尽量保持一个恒定的给水流量（适当大于最小流量），用电动给水泵转速和给水调节旁路来控制启动分离器储水罐水位。缓慢增加燃料量，保持适当的升温升压率,储水箱水位在某一点逐渐下降，两路WDC阀逐渐关小直至全关, 启动分离器中间点过热度由负值逐渐升高到+2左右，机组呈稳定升温升压运行状态。随着启动系统蒸汽参数不断升高，末级过热器出口压力升至6.5MPa时，提前适当提高电泵转数，以提高给水压力，开大电泵给水调节旁路，加大给水流量；同时减少BR阀开度，将BR阀开度缓慢关小至45%以下，减

15、少BCP再循环工作水量。在保证省煤器入口给水量428 t/h 不变的基础上，调整电泵的补水只占45%左右，过冷水量占15%左右，BCP再循环来水占40%，保证电泵来水与BCP再循环来水之和不变，稍微开启WDC阀控制储水箱水位在正常范围内。做好即将开启临吹#1、#2门调整准备工作。在开启临吹#1、#2门的过程中，相当于锅炉过热器系统安全门跑砣，其排放量比安全门排泄量更大，锅炉过热器压力急剧下降，经过10余秒的延时，分离器压力也出现快速下降，蒸汽量大量排出和压力急剧下降启动分离器储水罐内的热水由于压力下降而瞬间汽化，启动分离器产生虚假水位，启动分离器水位瞬间上升。此时，启动分离器储水罐内可能是无水

16、或是只有少量水，这一点可以从BCP电机电流急剧下降来证明。BCP由于入口也就是启动分离器内压力下降和启动分离器储水罐内无水，出现瞬间汽化不工作，BCP再循环来水下降甚至于到零，从而影响到省煤器入口给水流量下降。为防止锅炉给水流量低MFT保护动作和保证BCP工作正常，此时要迅速开大过冷水阀至最大，通过过冷管直接快速将电泵给水补入储水箱内，从而保证BCP工作正常，防止BCP由于汽化而损坏。开启临吹#1、#2门直至全开，末级过热器出口及启动分离器内压力从7MPa降到5MPa时，根据末级过热器出口蒸汽温度及其过热度下降情况，及时关闭临吹#1、#2门。当临吹#1、#2门关闭后，启动分离器内压力又快速上升

17、，储水箱内的水由于压力升高饱和温度随之升高，大量蒸汽变为饱和水，启动分离器水位急剧下降。在临吹#1、#2门开启过程中，由于大量蒸汽排到大气中，需要快速加大电泵出力。开大电泵给水调节旁路直至全开，将省煤器入口给水流量加至850 t/h 左右，及时补充给水量，保证启动系统各受热面不出现断水或缺水。临吹#1、#2门关闭后，给水量调整根据BCP的电机电流和BR阀的开度的增大，及时将过冷水阀开度关至10%，降低电泵出力，在保证省煤器入口给水流量不低于最小循环流量和启动分离器水位正常情况下，将启动系统的各路给水控制调整到最初的升温升压稳定运行状态，进行下一次吹管工作。4 结束语蒸汽吹管是新建机组启动运行之

18、前不可缺少的一个调试工况，该工况区别于锅炉正常运行时发生的一些不可预料事故工况，它是一种可预料的复杂工况。蒸汽吹管时发生的给水控制与调整超出了超超临界机组给水自动控制系统设计调整范围，应该是一个盲点。超超临界机组启动系统与亚临界汽包锅炉相比，分离器储水罐水位控制和汽包水位控制有相似之处，但因直流炉有最小给水流量的限制，使调整过程变得相对复杂。分离器储水罐水位的变化导致WDC、BR阀开度改变，在对WDC、BR阀调节控制时会影响省煤器入口给水总流量，因此必须相应改变电泵给水量来保证省煤器入口流量的恒定，给水量的改变又会引起分离储水罐水位的变化，这是一个复杂的相互协调和平衡的过程。在铁岭发电有限公司

19、二期2600MW超超临界机组直流锅炉第一阶段蒸汽吹管给水控制与调整中所遇到的锅炉频繁发生MFT和启动排放量过大问题，导致缺水而中断；经过运行人员的精心揣摩，对超超临界直流锅炉给水控制采取了正确的操作调整，成功实现了吹管第二阶段MFT零动作和启动分离器储水箱水量零排放，又克服了吹管过程中除盐水补水量过大问题，确保了吹管工作顺利完成。这对于当前高效超临界、超超临界直流炉的广泛应用有着很好的借鉴意义。致谢因水平和所知所限，文中所述不妥之处在所难免，衷心希望各位专家及同行提出您的意见建议给予指正，以不断促进超超临界直流锅炉运行技术，保障机组安全稳定运行，谢谢 ！参考文献：1 崔凯.HG-1793/26.15-YM1超超临界锅炉运行说明书.哈尔滨锅炉厂有限责任公司，2007.1 作者简介：王福才：男，1971年10月10日出生，2005年5月毕业于东北电力学院。曾在辽宁铁岭发电有限公司从事600MW超超临界机组集控运行工作，运行值长，工程师，中国华电集团公司技术能手通讯地址：辽宁省调兵山煤矸石发电有限公司发电部邮编：112700 电话：15898089981电子信箱：wfctl11