660 MW超超臨界機(jī)組提高主再熱汽溫的方法研究

摘

要：主再熱汽溫對機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的影響，主再熱汽溫低，將會(huì)降低機(jī)組效率，增大耗汽量，降低經(jīng)濟(jì)性，汽溫過低還會(huì)使汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度增加，侵蝕葉片。鑒于此，分析了提高主再熱汽溫對機(jī)組指標(biāo)的影響及主再熱汽溫的影響因素，并針對長興電廠#2機(jī)組制定了提高主再熱汽溫的方法和措施。關(guān)鍵詞：660MW機(jī)組；超超臨界；主再熱汽溫；調(diào)節(jié)措施1機(jī)組概況長興電廠#2機(jī)組鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行垂直管圈直流爐，由哈爾濱鍋爐制造有限公司設(shè)計(jì)制造，型號(hào)為HG-1968/29.3-YM5，采用Π型布置、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、低NOx主燃燒器、四角墻式切圓燃燒方式。鍋爐燃燒方式為CUF墻式切圓分級(jí)燃燒大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，燃燒器四墻布置，采用低NOx

PM全擺動(dòng)式直流燃燒器，NOx排放濃度不超過50mg/Nm3。燃燒器共設(shè)6層濃淡一次風(fēng)口、3層油風(fēng)室、12層輔助風(fēng)室、3層附加風(fēng)室。整個(gè)燃燒器與水冷壁固定連接，并隨水冷壁一起向下膨脹。燃燒器共24只，每只燃燒器又分成濃淡兩個(gè)噴口，共48個(gè)噴口，布置于四面墻上，形成一個(gè)強(qiáng)化型大直徑單切圓。燃燒器共6層煤粉噴口，每層與1臺(tái)磨煤機(jī)相配，主燃燒器采用低NOx的煤粉燃燒器，每只煤粉噴嘴中間設(shè)有隔板，以增強(qiáng)煤粉射流剛性，在主燃燒器的上方為SOFA噴嘴，在距上層煤粉噴嘴上方約6.8

m處有6層附加燃燼風(fēng)LL噴嘴，角式布置，它的作用是補(bǔ)充燃料后期燃燒所需要的空氣，同時(shí)既有垂直分級(jí)又有水平分級(jí)燃燒來降低爐內(nèi)溫度水平，抑制NOx的生成，此燃燼風(fēng)與SOFA風(fēng)一起構(gòu)成低NOx燃燒系統(tǒng)[1]。2提高主再熱汽溫對機(jī)組指標(biāo)的影響如表1所示，主再熱汽溫的提高有利于降低發(fā)電煤耗，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。3主再熱汽溫的影響因素試驗(yàn)在保證機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，通過相關(guān)變量的調(diào)整性試驗(yàn)，收集了相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。3.1

煙氣調(diào)溫?fù)醢逶囼?yàn)煙氣調(diào)溫?fù)醢鍖υ贌崞鞯臏囟染哂兄苯佑绊?，在提高再熱汽溫的過程中，#2機(jī)組一級(jí)再熱器比較容易超溫，調(diào)節(jié)煙氣調(diào)溫?fù)醢迨潜容^簡單和有效的措施，但煙氣調(diào)溫?fù)醢逭{(diào)節(jié)具有延時(shí)性，很容易發(fā)生過調(diào)，造成再熱汽溫下降幅度過大，發(fā)生過調(diào)的情況。因此，選取兩組30%開度調(diào)溫?fù)醢搴?0%開度調(diào)溫?fù)醢遄鳛榈湫瓦M(jìn)行分析。通過調(diào)整煙氣調(diào)溫?fù)醢鍖λ{(diào)整的延時(shí)性和調(diào)整度進(jìn)行分析，在機(jī)組負(fù)荷平穩(wěn)后，將再熱器調(diào)溫?fù)醢寰徛抡{(diào)，在30%和70%的開度分別停留4min，觀察再熱汽溫的變化情況。3.2

風(fēng)量試驗(yàn)機(jī)組負(fù)荷341MW，送風(fēng)量從1318t/h緩慢加至1387t/h，在過熱度、燃燒方式、風(fēng)門擺角基本不變的情況下，觀察主再熱汽溫的變化。3.3

過熱度試驗(yàn)機(jī)組負(fù)荷340MW，在總風(fēng)量、燃燒方式不變的情況下調(diào)整過熱度，觀察主再熱汽溫的變化情況。3.4

火焰中心試驗(yàn)機(jī)組負(fù)荷342MW，C/D/E/F磨煤機(jī)運(yùn)行，主汽溫度585℃，再熱汽溫度603℃，偏離標(biāo)準(zhǔn)值。滿足其他制粉系統(tǒng)出力的前提下，停運(yùn)C制粉系統(tǒng)，并將燃燒區(qū)域的二次風(fēng)門開度由35°～40°調(diào)整至23°～32°，C制粉系統(tǒng)二次風(fēng)門調(diào)整至10%（冷卻保護(hù)噴口）。觀察主再熱汽溫上升情況。3.5

再熱器減溫水試驗(yàn)再熱器減溫水作為事故減溫水，在再熱汽溫超限的情況下，可以迅速將汽溫壓至正常水平，但再熱汽溫的調(diào)整也具有延時(shí)性，容易發(fā)生過調(diào)整，造成再熱汽溫低的情況。試驗(yàn)采用30%開度在超溫時(shí)開啟調(diào)整和在625.5℃時(shí)（626℃超溫）利用閥門內(nèi)漏進(jìn)行調(diào)整。3.6

旁路煙道試驗(yàn)#2鍋爐脫硝寬負(fù)荷改造，每臺(tái)鍋爐設(shè)兩個(gè)旁路煙道，沿鍋爐中心線對稱布置旁路煙道從鍋爐轉(zhuǎn)向室后墻引出后分別與兩臺(tái)反應(yīng)器進(jìn)口煙道相連。轉(zhuǎn)向室后墻旁路煙道抽煙口處標(biāo)高約68500mm，單只旁路煙道截面積約5.3m2。每個(gè)旁路煙道上安裝一個(gè)關(guān)斷型擋板門及一個(gè)調(diào)節(jié)型擋板門，省煤器出口煙道也安裝調(diào)節(jié)擋板[2]。在電動(dòng)閥、調(diào)閥關(guān)閉的情況下，煙氣旁路系統(tǒng)存在一定的內(nèi)漏?？紤]可能是由于旁路煙道內(nèi)漏對汽溫產(chǎn)生影響，以一個(gè)星期為周期，對比檢修前后一個(gè)月內(nèi)負(fù)荷和主再熱汽溫均值，收集數(shù)據(jù)如表2所示。4試驗(yàn)結(jié)果及建議措施本次試驗(yàn)分析得出以下結(jié)論。4.1

煙氣調(diào)溫?fù)醢逵绊懛治龈鶕?jù)采集的數(shù)據(jù)，如圖1、圖2所示，煙氣調(diào)溫?fù)醢逭{(diào)整在30%，再熱汽溫從622℃下降至609℃，下降幅度13℃，下降時(shí)長近11min；煙氣調(diào)溫?fù)醢逭{(diào)整在70%，再熱汽溫從618℃下降至615℃，下降幅度3℃，下降時(shí)長4min。因此，70%開度的調(diào)節(jié)更具經(jīng)濟(jì)性。4.2

總風(fēng)量影響分析機(jī)組負(fù)荷341MW，如圖3所示，送風(fēng)量從1318t/h緩慢加至1387t/h的過程中，主汽溫一開始下降，從585℃下降至582℃，后上升至591℃。再熱汽溫從590

℃上升至609℃，上升趨勢比較明顯。4.3

過熱度影響分析機(jī)組負(fù)荷340MW，總風(fēng)量、燃燒方式不變的情況下，如圖4所示，將過熱度從47℃調(diào)整至52℃，主汽溫從600

℃上升至605℃（達(dá)到設(shè)定值），再熱汽溫從608℃上升至618℃，上升趨勢比較明顯。4.4

火焰中心影響分析火焰中心的調(diào)整是提高主再熱汽溫不可缺少的辦法。試驗(yàn)通過關(guān)小燃燒區(qū)域二次風(fēng)門和及時(shí)停運(yùn)制粉系統(tǒng)的辦法，將燃燒區(qū)域的二次風(fēng)門開度由35°～40°調(diào)整至23°～32°，C制粉系統(tǒng)二次風(fēng)門調(diào)整至10%（冷卻保護(hù)噴口）。觀察主汽溫從585℃上升至603℃，再熱汽溫從603℃上升至617℃，基本滿足運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性要求。4.5

減溫水影響分析采用30%開度在超溫時(shí)開啟調(diào)整和在625.5℃時(shí)利用閥門內(nèi)漏進(jìn)行調(diào)整。30%開度減溫水，再熱汽溫從626.8℃下降至615.2℃，下降趨勢明顯，下降幅度大；而通過閥門內(nèi)漏進(jìn)行調(diào)整，再熱汽溫從626.3℃下降至623.3℃，下降趨勢平緩，下降幅度小。計(jì)算得出再熱汽溫上升平緩時(shí)使用后一種方法，得到的再熱汽溫均值更高。4.6

旁路煙道影響分析根據(jù)表2進(jìn)行分析：（1）對比改造前后一段時(shí)間均值汽溫，發(fā)現(xiàn)相同負(fù)荷下，改造后的汽溫要偏低。（2）以一次寬負(fù)荷試驗(yàn)汽溫的變化為例，當(dāng)負(fù)荷穩(wěn)定在210MW時(shí)，將旁路煙道開至23%，主汽溫從531℃下降至527℃，再熱汽溫從541℃下降至530

℃，低再入口煙氣溫度從481℃下降至465℃，低再出口煙氣溫度從341℃下降至339℃，低過汽溫從361℃下降至348℃，從而說明旁路煙道對主再熱汽溫偏低也有一定的影響。4.7

其他影響分析（1）超溫：超溫是影響我廠#2機(jī)組主再熱汽溫的關(guān)鍵因素，如果在提高主再熱汽溫過程中出現(xiàn)超溫情況，必須先找出原因，調(diào)整溫度至正常范圍內(nèi)，才可以繼續(xù)提高汽溫。（2）吹灰：執(zhí)行吹灰時(shí)，沒有根據(jù)吹灰部位、吹灰要求、機(jī)組負(fù)荷變化進(jìn)行吹灰，汽溫變化明顯時(shí)，沒有提前進(jìn)行相應(yīng)干預(yù)，會(huì)導(dǎo)致主再熱汽溫下降明顯。（3）煤質(zhì)變化：由于正常運(yùn)行中長興電廠#2爐進(jìn)行配煤摻燒，煤質(zhì)變化會(huì)造成管壁超溫或熱值偏離計(jì)算值，從而導(dǎo)致主再熱汽溫低。5總結(jié)及建議（1）水煤比：水煤比作為調(diào)節(jié)主汽溫的基本手段，可通過調(diào)整過熱度和BTU來調(diào)節(jié)，提高過熱度，就是減水，BTU往下打適當(dāng)加煤，可以通過觀察中間點(diǎn)溫度的變化趨勢作為判斷依據(jù)。（2）最佳過量空氣系數(shù)：在機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定、火焰中心已經(jīng)比較高的情況下，如果再熱汽溫較低，可以適當(dāng)增加風(fēng)量，監(jiān)視好中間點(diǎn)溫度、主再熱汽溫，監(jiān)視火檢正常、送風(fēng)機(jī)出力正常。適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)對水冷壁超溫也有一定的改善作用。（3）火焰中心：運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)坐盤監(jiān)視，及時(shí)判斷并停運(yùn)制粉系統(tǒng)，利用二次風(fēng)箱壓力調(diào)整二次風(fēng)門，使火焰燃燒往后，提高爐膛出口溫度，監(jiān)視主再熱汽溫變化。但應(yīng)注意過熱器超溫及爐膛火檢正常。（4）減溫水使用注意事項(xiàng)：開關(guān)減溫水都需要有一個(gè)提前量，這樣可保證再熱汽溫變化幅度小，過熱器減溫水分隔屏減溫水、后屏減溫水、末級(jí)減溫水三級(jí)，可以制作相應(yīng)區(qū)域的曲線，在溫度上升趨勢較大時(shí)，適當(dāng)開大對應(yīng)的減溫水進(jìn)行調(diào)整。如果超溫反復(fù)，應(yīng)及時(shí)查找原因，進(jìn)行燃燒方面的干預(yù)和調(diào)整。（5）定期吹灰：吹灰過程中應(yīng)加強(qiáng)對汽溫和負(fù)荷變化的監(jiān)視，及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。一般連續(xù)降負(fù)荷過程可以暫停吹灰。當(dāng)然，應(yīng)定期吹灰保持各受熱面清潔，這對于汽溫調(diào)節(jié)、受熱面管壁溫度、排煙溫度都是影響很大的。（6）加減負(fù)