國產(chǎn)600mw級(jí)超臨界火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展

國產(chǎn)600mw級(jí)超臨界火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展

1在超出鍋爐啟動(dòng)初期介紹了三種不同的啟動(dòng)方法1.1沖轉(zhuǎn)參數(shù)特性哈熱壓應(yīng)為配備哈薩克斯坦生產(chǎn)的直接鍋爐，燃燒方式為鍋爐燃燒，并對(duì)前后墻進(jìn)行緩沖燃燒。每個(gè)樓層都配備了三層三角帆公司生產(chǎn)的低nox軸向旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器（lnasb），每層有5只鶴和30只鳥。在最上層煤粉燃燒器上方,前后墻各布置1層燃盡風(fēng)口,每層布置5只,共10只燃盡風(fēng)口。每只燃燒器配有一只油槍,用于鍋爐點(diǎn)火和低負(fù)荷時(shí)穩(wěn)燃。鍋爐燃油為#0輕柴油,其主要特性見表一。從暖爐開始投油槍,點(diǎn)火后先點(diǎn)下層5支油槍,燃油出力為4~6t/h暖爐半小時(shí)后逐漸增加燃油出力,每隔5min點(diǎn)燃一支中層油槍,采用先點(diǎn)中間油槍后點(diǎn)兩側(cè)的方式相繼點(diǎn)燃中層10支油槍,此時(shí)的燃油量為16.6t/h,燃油壓力為3.0~3.5MPa。氣輪機(jī)要求的沖轉(zhuǎn)參數(shù)為:主蒸汽壓力5MPa~8.9MPa,主蒸汽溫度370℃~420℃,再熱蒸汽壓力0.6MPa~0.8MPa,再熱蒸汽溫度320℃~370℃,主蒸汽過熱度大于56℃。在鍋爐壓力為0.2MPa時(shí)開啟高低旁路,此后到鍋爐沖轉(zhuǎn)期間主再熱蒸汽壓力由高低旁路控制,主蒸汽壓力與旁路開度關(guān)系見圖1。由圖1可知主蒸汽壓力在9MPa之前與高壓旁路開度基本成線形關(guān)系。當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)9MPa定壓時(shí),高低旁路控制方式均為自動(dòng)方式下,此時(shí)主蒸汽流量為195.6t/h,主蒸汽溫度為397℃,再熱蒸汽也達(dá)到氣輪機(jī)沖轉(zhuǎn)要求。在該種燃燒方式下,燃燒比較穩(wěn)定,對(duì)鍋爐的暖爐有利,但很不經(jīng)濟(jì),造成很大的浪費(fèi),在鍋爐啟動(dòng)過程中,當(dāng)熱一次風(fēng)溫度達(dá)到啟動(dòng)磨煤機(jī)允許條件時(shí),應(yīng)及時(shí)投入下層磨煤機(jī)運(yùn)行,以節(jié)省燃油量,提前啟動(dòng)磨煤機(jī)應(yīng)注意鍋爐燃燒穩(wěn)定。1.2主蒸汽壓力和溫度機(jī)組在冷態(tài)啟動(dòng)升溫升壓過程中采用輕柴油暖爐后,在等離子模式啟動(dòng)下層磨煤機(jī)的方式給鍋爐升溫升壓。鍋爐點(diǎn)火初期每隔5min點(diǎn)燃一支有槍,共點(diǎn)燃下層3支油槍,燃油出力為3~4t/h。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)要求有一定量的主蒸汽流量,所以在升溫升壓過程燃料的輸入量,燃料的投入的時(shí)間對(duì)主蒸汽流量、壓力、溫度有很大的影響,點(diǎn)火初期應(yīng)控制升溫速率在5℃~8℃以內(nèi)。當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)到0.2MPa以上時(shí)啟動(dòng)磨煤機(jī),采用等離子點(diǎn)火,初投燃煤量為20t/h。同時(shí)加大磨煤機(jī)相鄰輔助風(fēng)量,以保證煤粉和油火焰的充分混合,根據(jù)升溫升壓要求逐漸增加煤量。磨煤機(jī)啟動(dòng)后根據(jù)主蒸汽壓力及溫度上升情況增加煤粉的燃量,燃煤量增加到25t/h時(shí)就不再增加,主蒸汽壓力主要由汽輪機(jī)高壓旁路來調(diào)節(jié),主蒸汽壓力與溫度的上升對(duì)應(yīng)關(guān)系見圖2。在升溫升壓過程中,為達(dá)到汽輪機(jī)沖車的條件,必須有一定的主蒸汽流量,防止蒸汽帶水,主蒸汽溫度也要求有一定的過熱度。為防止主蒸汽及再熱蒸汽超溫,旁路的開度,及開啟的時(shí)間尤為重要。當(dāng)蒸汽達(dá)到?jīng)_車要求的時(shí),主蒸汽壓力不要太高,這就要求高壓旁路開度要大,這樣能保證一定的蒸汽流量,主蒸汽不易超溫。高壓旁路開度一般為45%左右,主蒸汽壓力設(shè)定為7MPa。1.3提前投粉,提高煤粉使用的質(zhì)量近年來隨著無油點(diǎn)火的發(fā)展,等離子點(diǎn)火技術(shù)已經(jīng)成熟,在暖爐期間先投等離子燃燒器,暖爐充分后直接啟動(dòng)A磨煤機(jī),A磨煤機(jī)給煤量盡量要大,一般為30~35t/h。這樣鍋爐不容易滅火,再者,送風(fēng)量要控制在合適范圍,風(fēng)量太大,會(huì)導(dǎo)致煤粉濃度低,火焰中心高度上移,火焰強(qiáng)度下降,鍋爐容易滅火。送風(fēng)量太小,勢(shì)必造成煤粉燃燒強(qiáng)度下降,未燃燒煤粉顆粒增加,這些煤粉顆粒會(huì)淤積在空預(yù)器中,造成送引風(fēng)阻力增加,鍋爐滅火可能性大大增加。合適的送風(fēng)量要依據(jù)實(shí)際情況而定,隨煤質(zhì)的變化而變化,運(yùn)行人員可根據(jù)空預(yù)器入口氧含量而定,一般空預(yù)器入口氧含量不能低于12%。采用油燃料為鍋爐升溫升壓,鍋爐燃燒穩(wěn)定,爐溫容易控制,但耗油量大,不經(jīng)濟(jì)。若鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)到并網(wǎng)一直用油槍升溫升壓,加上中速暖機(jī),至少也要7~8h,提前啟動(dòng)磨煤機(jī)可少投4~8支油槍,最少節(jié)油10t/h以上。若再進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn),則需耗時(shí)幾十小時(shí),那樣節(jié)約油量是一筆不菲數(shù)目。提前投粉一改以前并網(wǎng)后投粉的約束,大大的節(jié)約了耗油量,同時(shí)在并網(wǎng)后可為加快升負(fù)荷做好準(zhǔn)備,也減少了并網(wǎng)后鍋爐側(cè)的頻繁操作。無油點(diǎn)火能節(jié)約大量燃油,但對(duì)運(yùn)行水平要求較高,鍋爐容易滅火。所以在鍋爐啟動(dòng)初期要選擇合適的燃燒方式來控制鍋爐汽溫汽壓。2在濕式中，鍋爐的溫度和壓力的控制2.1保障貯水水質(zhì)在主蒸汽沒有過熱度時(shí),即鍋爐處于濕態(tài)運(yùn)行,主蒸汽溫度的控制以鍋爐儲(chǔ)水箱水位的控制,主蒸汽溫度數(shù)值上等于汽水分離器出口壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度。儲(chǔ)水箱水位調(diào)節(jié)的基本思想與汽包爐汽包水位相同,即保持儲(chǔ)水箱水位工質(zhì)進(jìn)出平衡,然而貯水箱容量小,汽壓波動(dòng)、給水流量變化、再循環(huán)泵出口流量及燃燒率等因素的變化等都能對(duì)水位造成很大影響,增大了貯水箱水位的控制難度。因此,儲(chǔ)水箱水位降低過程中鍋爐上水量的增加與再循環(huán)泵出口流量的減少速度匹配是很重要的。為了使貯水箱水位穩(wěn)定,省煤器入口流量應(yīng)保持在700~1000t/h,這個(gè)流量較設(shè)計(jì)值大許多,主要目的是增加循環(huán)流量,以提高貯水箱水位的抗擾動(dòng)能力。再循環(huán)泵出口調(diào)門調(diào)整應(yīng)緩慢,以防止貯水箱水位大幅波動(dòng)。也有的廠子再循環(huán)泵出口門開度保持一定數(shù)值不變,由給水量控制水箱水位,這種方法控制水位變化反應(yīng)較慢。嚴(yán)禁儲(chǔ)水箱水位長時(shí)間處于滿水狀況,在水箱滿水時(shí),要減少鍋爐上水量,增大再循泵出口流量,開小溢流閥放水等方法將水位調(diào)節(jié)至水位正常值。2.2主蒸汽壓力濕態(tài)下鍋爐處于定壓運(yùn)行,高壓旁路隨機(jī)組負(fù)荷升高而逐漸關(guān)閉。在高壓旁路沒有完全關(guān)閉之前,主蒸汽壓力由旁路、汽輪機(jī)高壓調(diào)門和鍋爐相配合控制以保持主蒸汽壓力不變。高壓旁路在負(fù)荷5~6MW期間全部關(guān)閉,之后主蒸汽壓力主要由高壓調(diào)門來控制,調(diào)門開度變化不易過大,每次改變開度要以零點(diǎn)幾的變化為宜,調(diào)節(jié)要根據(jù)壓力變化要有提前量。3鍋爐干燥狀態(tài)下的溫度和壓力的控制3.1鍋爐中間點(diǎn)溫度超臨界壓力直流鍋爐過熱汽溫的調(diào)節(jié)以水煤比作為主調(diào)手段,噴水減溫作為輔助調(diào)溫手段。當(dāng)鍋爐進(jìn)入干態(tài)運(yùn)行階段時(shí),貯水箱僅作為工質(zhì)的存放容器,此時(shí)水箱水位為虛假水位,中間點(diǎn)溫度作為主要控制對(duì)象。水煤比主要反映了單位質(zhì)量工質(zhì)對(duì)燃料熱量的需求情況,因此水煤比不是恒定不變的,必須隨鍋爐負(fù)荷和運(yùn)行參數(shù)的改變而改變,不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的水煤比見圖3。不同負(fù)荷下水煤比基本維持在6.0~7.0,但水煤比隨鍋爐負(fù)荷的升高而略有升高的趨勢(shì)也是明顯的。影響中間點(diǎn)溫度的主要因素有:鍋爐負(fù)荷、主蒸汽壓力、煤質(zhì)、給水溫度、爐膛結(jié)焦、過量空氣系數(shù)、省煤器吹灰等。合理的中間點(diǎn)溫度在鍋爐正常運(yùn)行中也將隨煤質(zhì)、給水溫度、過量空氣系數(shù)等運(yùn)行參數(shù)的變化而有所改變。中間點(diǎn)溫度越高,鍋爐水冷壁內(nèi)汽水分界面位置越低,鍋爐燃煤發(fā)熱量越多,中間點(diǎn)溫度即決定了爐內(nèi)汽水分界面的位置,也反映了鍋爐熱量的供給平衡,如何合理調(diào)整鍋爐中間點(diǎn)溫度,對(duì)于干態(tài)運(yùn)行的鍋爐安全經(jīng)濟(jì)尤為重要。中間點(diǎn)溫度為汽水分離器壓力的函數(shù),即保證汽水分離器中的蒸汽在飽和溫度下有15℃~30℃的過熱度。中間點(diǎn)溫度變化對(duì)主蒸汽溫度影響很大,根據(jù)某電廠超臨界壓力鍋爐的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),一般來說中間點(diǎn)溫度每變化1℃,低負(fù)荷時(shí)將導(dǎo)致過熱器出口汽溫波動(dòng)10℃左右,高負(fù)荷時(shí)的影響大約為5℃。對(duì)于不同的超臨界鍋爐,中間點(diǎn)溫度影響的變化趨勢(shì)基本一致。600MW直流鍋爐在干態(tài)運(yùn)行時(shí)中間點(diǎn)溫度一般控制在390℃~420℃。中間點(diǎn)溫度設(shè)定了中間點(diǎn)溫度高保護(hù),當(dāng)中間點(diǎn)溫度高到一定值時(shí),一般為450℃~470℃,則鍋爐水煤比嚴(yán)重失調(diào),MFT動(dòng)作,汽輪機(jī)打閘停機(jī),以保護(hù)鍋爐受熱面在嚴(yán)重超溫時(shí)而不造成設(shè)備損壞。3.2主蒸汽壓力降當(dāng)鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)后,主蒸汽壓力的控制主要由鍋爐燃燒和汽輪機(jī)調(diào)門相配合來控制。轉(zhuǎn)干態(tài)以后,主蒸汽壓力要從先前的定壓過程轉(zhuǎn)向滑壓運(yùn)行直到達(dá)到額定壓力,在此期間,機(jī)組負(fù)荷與主蒸汽壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系見圖4。主蒸汽壓力是主給水壓力提供,主蒸汽壓力也受機(jī)組負(fù)荷、主蒸汽溫度、主蒸汽流量、水煤比、調(diào)門開度等因素影響。主蒸汽流量、主蒸汽壓力和主蒸汽溫度這三個(gè)被調(diào)是相互關(guān)聯(lián)的。直流鍋爐中給水量就是蒸發(fā)量,給水改變就會(huì)影響蒸發(fā)量,也影響汽溫和汽壓,因此鍋爐出力首先應(yīng)由給水來保證,壓力由給水泵提供,然后相應(yīng)調(diào)整燃料量,來保證汽壓汽溫。主蒸汽在汽輪機(jī)中做功時(shí)的焓降由兩部分組成,一部分是表現(xiàn)在主蒸汽的溫度下降,另一部分表現(xiàn)在主蒸汽壓力的下降。當(dāng)保持鍋爐熱負(fù)荷和中間點(diǎn)過熱度不變,主蒸汽壓力升高時(shí),則主蒸汽溫度下降。保持鍋爐出力與汽機(jī)所需蒸汽量要平衡,通過控制給水量來控制主蒸汽壓力。4鍋爐汽溫汽壓的控制(1)在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)過程中,提前投粉一改以前并網(wǎng)后投粉的約束,大大的節(jié)