氧化皮控制經(jīng)驗交流材資料（精編版）

1、基于可靠性的大型機組無油點火研究項目開發(fā)實施情況匯報材料2014年 7 月尊敬的公司領(lǐng)導、兄弟單位參會人員：首先感謝集團公司對寧夏煤電公司長期以來的支持和幫助， 下面， 我代表寧夏煤電公司，就基于可靠性的大型機組無油點火在#1 機組的實踐應用進行匯報，敬請指導！一、研究背景寧夏煤電公司鴛鴦湖電廠一期工程2 ×660mw超臨界燃煤直接空冷汽輪發(fā)電機組，鍋爐采用上海鍋爐廠生產(chǎn)的超臨界參數(shù) 變壓運行螺旋管圈直流爐，型式為單爐膛一次中間再熱四角切圓燃燒型爐，兩臺機組分別于2010年 12 月和 2011年 6 月投產(chǎn)。高溫蒸汽在400-700范圍是強氧化劑，其能力較空氣高10-20 倍，奧氏

2、體不銹鋼與高溫蒸汽反應后，逐漸形成以fe 3 o 4 為主及少量 -fe 2 o 3 的氧化皮外層和含鉻量較高、鉻分布不均勻 的鐵鉻尖晶石氧化皮內(nèi)層。受氧化皮與母材熱膨脹系數(shù)差異、氧化皮厚度、 受熱面溫度變化幅度、速度和頻率影響， 超臨界（ sc ） 和超超臨界 （ usc ）高參數(shù)鍋爐受熱面元件在啟停中，因冷爐點火燃燒不穩(wěn)定、 煤粉燃盡率低發(fā)生二次燃燒要求受熱面溫度參數(shù)不可控和放熱量不可控引發(fā)超溫和干燒，加劇氧化皮生成與脫落，導致受熱面超溫爆管與固體顆粒物侵蝕，影響大容量、 高參數(shù)鍋爐安全穩(wěn)定運行。寧夏煤電公司一直致力于減緩鍋爐受熱面氧化皮生成與脫落、超溫爆管與固體顆粒物侵蝕的探索與研討，在

3、防止鍋爐冷態(tài)點火不穩(wěn)定方面， 提出冷爐點火轉(zhuǎn)換為熱爐點火方案；在提高煤粉燃盡率方面， 提出應用大功率可調(diào)等離子點火，提高鍋爐點火和燃燒區(qū)域溫度，合理進行風煤配比，防止煤粉二次燃燒；在防止超溫方面， 提出嚴控受熱面溫度，完善鍋爐受熱面金屬溫度監(jiān) 測報警功能， 提前采取防范措施；在防止受熱面干燒方面，提出受熱面補氣技術(shù)； 在防止放熱量不可控方面，提出減少和合理控制鍋爐點火啟動期間煤粉量和給煤量低期間磨煤機安全穩(wěn)定運行技改方案。寧夏煤電公司 #1 機 c 修期間（ 4 月 20 日-6 月 12 日），開展了 #1爐受熱面氧化皮檢測，發(fā)現(xiàn)高溫再熱器1-29屏的外三圈奧氏體鋼（ tp347h ）共 8

4、7 根管子（占高再奧氏體鋼總數(shù)的82.9% ）有明顯的氧化皮脫落堆積現(xiàn)象，鐵素體鋼未發(fā)現(xiàn)有明顯的氧化皮堆積現(xiàn)象。高再 tp347h管氧化皮聚積情況照片利用 #1 機 c 修機會，對高溫再熱器1-29屏的外三圈奧氏體鋼共 87 根管子進行割管清理，清理出大量的氧化皮，同步完成鍋爐省煤器、水冷壁、過熱器、再熱器系統(tǒng)統(tǒng)全面酸洗和重新鈍 化。二、項目研究和應用情況寧夏煤電公司認真貫徹安全風險預控管理體系要求， 全面提升主輔設(shè)備可靠性水平， 以高度的責任感和使命感， 積極開展機組啟停期間燃燒不穩(wěn)定、二次燃燒、超溫和干燒防范措施，減緩鍋爐受熱面氧化皮生成與脫落、超溫爆管與固體顆粒物侵蝕，實現(xiàn)鍋爐長周期安全

5、穩(wěn)定運行，就基于可靠性的大型機組無油點火 創(chuàng)新技術(shù)（拓展等離子點火電弧功率，磨煤機變頻、 鄰機鄰爐加熱、受熱面補汽和優(yōu)化聲光報警功能等），通過廣泛調(diào)研，深入 論證，完成技術(shù)研究。利用 #1 機 c 修機會成功完成配套工程技改工作，形成接力措施：（一）鄰爐熱風加熱爐膛鍋爐啟動點火前，通過熱一次風聯(lián)絡(luò)風道，引入鄰爐熱一次風，經(jīng) a、b 磨煤機進入爐膛，控制磨煤機出口不大于110 ， 充分利用鄰爐熱一次風，加熱爐膛水冷壁、屏過等受熱面， 提高爐膛溫度， 受熱面熱應力超標得到有效防范，為冷態(tài)點火創(chuàng)造了優(yōu)越條件，有效保持點火后磨煤機出口溫度大于55 ，提高了煤粉燃燒率，同時大大降低傳統(tǒng)利用輔汽加熱一次風

6、耗用輔汽量。鄰爐熱風系統(tǒng)圖#1 爐熱一次風母管mmpmb 磨mmmpp#1 、 #2 爐熱一次風聯(lián)絡(luò)管pma 磨mpp#1 爐冷一次風母管（二）鄰機輔汽加熱給水冷態(tài)啟動時，將除氧器溫度加熱至70 ，鍋爐以130t/h流量進行上水，汽水分離器見水后，進行變流量冷態(tài)沖洗，合格后 通過逐步提高除氧器水溫來提高爐水溫度，控制螺旋管及垂直管水冷壁溫升率 1.1 /min （起壓后 1.5 /min ）。除氧器內(nèi)給水可加熱至 165 ，繼續(xù)利用鄰機輔汽（汽源由冷再供給）通過本機二抽管道接入2 高加進一步加熱給水，將爐水加熱到135 左右（裕度受鄰機負荷和輔汽聯(lián)箱壓力限制，本次鄰機負荷在 400mw以上，輔

7、汽聯(lián)箱壓力控制0.8mpa ，裕度需在 #2機組啟動時進一步探索） ，通過控制給水溫升，降低水冷壁產(chǎn)汽時膨脹期溫升率，使受熱面溫升均勻，同時防止受熱面u型管積水引起“干燒”而產(chǎn)生氧化皮，為冷態(tài)點火創(chuàng)造了優(yōu)越條件。鍋爐沖洗期間提高了水冷壁溫度，強化了沖洗效果， 使爐水水質(zhì)盡早合啟動鍋爐風機，節(jié)約廠用電1.2萬 kwh 。輔汽至 #2 高加加熱系統(tǒng)圖#2 機二段抽汽來#1 機二段抽汽來#2機 2號高加#1 機2 號高加新增加熱管道、閥門新增加熱管道、閥門- - - - - - -至無壓放水至無壓放水輔汽至一級換熱站輔汽聯(lián)絡(luò)管輔汽至一級換熱站電動門#2機輔汽聯(lián)箱#1 機輔汽聯(lián)箱輔汽至 #2 高加加熱

8、參數(shù)曲線受熱面溫度控制曲線格，節(jié)約了除鹽水用量，減少熱態(tài)沖洗時間2 小時， 可晚 2 小時（三） 開展大功率可調(diào)等離子試驗研究及應用，降低穩(wěn)燃煤粉量寧夏煤電公司電廠一期工程在項目可研期間采用煙臺龍源等離子點火技術(shù)替代傳統(tǒng)燃油點火技術(shù)，在鍋爐啟動、 停止與低負荷穩(wěn)燃期間， 運用等離子技術(shù)點火和助燃，杜絕了助燃油帶來的經(jīng)濟負擔和管理的安全隱患。隨著等離子點火技術(shù)的進步和系 統(tǒng)穩(wěn)定性的進一步提高、燃油價格的日趨高漲和國家環(huán)保標準的 日趨嚴格， 等離子點火技術(shù)得到更加迅速的推廣與普及，成為中國燃煤發(fā)電機組的首選配置。煙臺龍源等離子點火技術(shù)應用也存在一定障礙，電弧功率調(diào)節(jié)范圍窄導致磨煤機最低出力受限，鍋

9、爐啟停與變工況時會出現(xiàn)溫度變化速率過快現(xiàn)象，造成直流爐汽水分離器等元件熱應力超標、溫度超標、氧化皮生成與脫落、受熱面超溫爆管與固體顆粒物侵蝕（spe ）等重大事故； 同時煙等離子電極壽命（ 100小時） 短，陰極頭更換頻繁， 缺陷發(fā)生率高， 鍋爐低負荷穩(wěn)燃可靠性差。寧夏煤電公司提出拓展等離子點火電弧功率調(diào)節(jié)范圍和延長等離子電極壽命技改方案，該方案解決在不同煤粉濃度下，做到等離子可靠點火， 從而有效控制點火過程中的鍋爐受熱面溫升率，減緩直流爐受熱面熱應力超標、溫度超標。4 月 14日-5月 23日，寧夏煤電公司與中國航天神潔（寧夏）有限公司協(xié)作， 開展了航天大功率可調(diào)等離子點火試驗平臺建設(shè)工作。

10、于5月 24日完成項目工程驗收，建設(shè)周期僅為40天，為后期模擬試驗和#1爐工業(yè)應用奠定了基礎(chǔ)。5 月 24 日-6 月 7 日，航天大功率可調(diào)等離子試驗平臺完成了點火邊界條件工況驗證工作，其中進行試驗66次，采集代表性試驗數(shù)據(jù)20 組。6 月 12 日， 航天大功率可調(diào)等離子點火裝置在#1 爐冷態(tài)點火啟動中一次成功，較傳統(tǒng)等離子提前20秒點燃煤粉， 提高了點火成功率，最低穩(wěn)燃煤粉量僅為煙臺龍源等離子 的 25% ，為機組啟動工況下運行調(diào)整的靈活度提供了充?？臻g。啟動期間燃燒穩(wěn)定，煤粉燃燒完全，延長了脫硝催化劑壽命，防范了尾部煙道及空預器腐蝕。航天大功率可調(diào)等離子試驗平臺效果圖航天大功率可調(diào)等離

11、子試驗平臺照片（四）磨煤機加裝變頻降低磨煤機最小運行煤量由于暖磨比較 充分，點火時 空預器入口風 溫已提高至100 ，具備點火條件后，變頻啟動a 磨，在 20t/h初始煤量下點火成功，充分發(fā)揮a磨煤機電機電源變頻改造成果，逐漸運 行煤量由改造前的25t/h （煤粉濃度低發(fā)生滅火、煤量減小后磨煤機劇烈震動） 降至改造后的7.87t/h ，燃燒穩(wěn)定，隨后每隔 10min加煤一次（ 1-1.5t/h），控制鍋爐所有壁溫升溫速率1.5 /min 。a 磨煤機變頻電源系統(tǒng)圖10kv 母線10kv 母 線電源側(cè)雙開頭隔離開關(guān)旁旁隔路路隔變頻器離離開開關(guān)關(guān)負荷側(cè)隔離開關(guān)負荷側(cè)隔離開關(guān)a 磨電機b 磨電機a

12、磨煤機變頻運行dcs 曲線鍋爐點火后啟動給水流量控制在400t/h ，隨后逐步增加給水量，由于a磨變頻運行，整個升溫升壓速度控制比較理想，所 有壁溫溫升均未超過1.5 /min 。鍋爐點火后升溫曲線鍋爐點火后升溫dcs 曲線將 a 磨煤量減至10t/h啟動 b 磨， a、b 磨同時運行時總煤量最小可控制28t/h ，避免了以前啟動第二臺磨時煤量大幅變化。在機組啟動期間為鍋爐熱負荷調(diào)整提供了充?？臻g，爐受熱面溫度變化率 1.5 /min 。（五）機組啟動期間為再熱器補汽防止再熱器干燒有效控制鍋項目實施前，鍋爐冷態(tài)啟動點火至高壓旁路閥未開啟期間， 再熱器處于干燒狀態(tài)。本次啟動通過輔汽聯(lián)箱向冷再入口

13、引入輔助蒸汽， 將高溫再熱器、 低溫再熱器金屬壁溫加熱至123-128 （因酸洗后再熱器u 型管存有積水，否則加熱溫度會更高），鍋爐點火后， 壓力升至0.2mpa關(guān)閉空氣門后， 逐漸開啟高、 低旁， 保持輔汽聯(lián)箱較再熱器壓差0.2mpa ，待主汽壓力0.8mpa時，逐漸將輔汽至冷再電動門及手動門全關(guān)，防止蒸汽倒入輔汽聯(lián)箱，真正消除了機組啟動期間再熱器“干燒”隱患。再熱器補汽系統(tǒng)圖高排逆止閥高壓旁路閥疏水至至低排溫汽再裝熱置器疏疏水水至至排排汽汽裝裝置置#2機輔汽聯(lián)箱（六）降低鍋爐受熱面壁溫報警值15 ，實現(xiàn)速率報警公司領(lǐng)導高度重視#1爐高再 87根管屏氧化皮堆積隱患，召開專題分析會， 在積極組

14、織開展技改項目，防范氧化皮產(chǎn)生的同 時，降低鍋爐受熱面壁溫報警值（在原來報警值基礎(chǔ)上各降低15 ），增加壁溫升速率（3/min ）報警功能，充分應用聲光報警及時提醒運行人員控制受熱面壁溫，大大降低了壁溫超限產(chǎn)生氧化皮的幾率。（七）鍋爐受熱面全面吹掃，吹掃后帶壓放水為徹底清除鍋爐水冷、蒸汽系統(tǒng)全面酸洗和重新鈍化后，受熱面 u型彎管內(nèi)沉積物和易脫落氧化皮，在冷態(tài)啟動期間，將主汽壓力升至2.7mpa ，通過控制高低旁閥對過熱器及再熱器吹掃 32 次后，手動 mft ，主汽壓力降至1mpa鍋爐進行帶壓放水。提高鍋爐效率約0.1% ，確保了鍋爐安全運行。（八）有效防范過熱器干燒和超溫充分發(fā)揮鄰機加熱技術(shù)

15、優(yōu)勢，在鍋爐點火前， 利用鄰機輔汽（汽源由冷再供給）通過加熱除氧器內(nèi)給水和2 高加加熱給水（通過本機二抽管道引入鄰機輔汽），將爐水加熱到135 左右， 通過水冷壁產(chǎn)汽膨脹期，并升壓至0.33mpa，防止過熱器受熱 面 u型管積水引起“干燒”而產(chǎn)生氧化皮；鍋爐點火后，通過磨煤機變頻合理控制總煤量，嚴格按照鍋爐啟動曲線升溫升壓， 有效防范了過熱器超溫?？偨Y(jié)： #1 機 c 修后啟動中，充分發(fā)揮基于可靠性的大型機組無油點火技術(shù)優(yōu)勢，從源頭上控制鍋爐啟動期間受熱面溫度變 化率、再熱器干燒與超溫，有效控制鍋爐氧化皮產(chǎn)生，減少了機組啟動時間2 小時，機組啟動期間節(jié)約標煤14 噸，節(jié)約廠用電10 萬 kwh 。三、鍋爐氧化皮控制下一步工作計劃6月 23日，寧夏煤電公司組織召開了鍋爐氧化皮控制實施 情況總結(jié)會議，同時針對鍋爐啟動過程、正常運行、正常停爐、 緊急停爐方面完善了氧化皮控制措施，現(xiàn)已履行完審批程序并實施。下一步，寧夏煤電公司將不斷總結(jié)經(jīng)驗，做好#1爐氧化皮控制經(jīng)驗推廣工作，確保鍋爐安全穩(wěn)定運行：（一）開展 #2爐大功率可調(diào)等離子工業(yè)推廣應用，將a 層煙臺龍源等離子全部更換為大功率可調(diào)等離子，b 層仍采用原煙臺龍源等離子。（二）進行 #2爐 a、b磨煤機 1托 2式變頻改造和c、 d磨煤機 1 托 2 式變頻改造； #2 爐再熱器補汽技術(shù)改造；#2機鄰機加熱給水技術(shù)