國(guó)產(chǎn)600MW超臨界鍋爐啟動(dòng)分離器水位調(diào)節(jié)措施

張玄

摘 要：國(guó)產(chǎn)600MW超臨界直流鍋爐采用帶爐水循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)，啟動(dòng)分離器在鍋爐啟停及濕態(tài)運(yùn)行過(guò)程中作為一個(gè)汽水分離設(shè)備同時(shí)又起一個(gè)固定蒸發(fā)點(diǎn)作用，啟動(dòng)分離器水位過(guò)高將造成過(guò)熱器進(jìn)水，危機(jī)到汽輪機(jī)安全，啟動(dòng)分離器水位過(guò)低，將造成省煤器前流量低，危機(jī)到水冷壁安全。

關(guān)鍵詞：超臨界直流鍋爐；啟動(dòng)分離器；汽水分離；蒸發(fā)點(diǎn)

1 前言

某公司Ⅰ期鍋爐采用上海鍋爐制造廠生產(chǎn)的超臨界變壓直流鍋爐，啟動(dòng)系統(tǒng)為帶循環(huán)泵的內(nèi)置式分離器系統(tǒng)，在鍋爐的啟動(dòng)及低負(fù)荷運(yùn)行階段，爐水循環(huán)確保了在鍋爐達(dá)到最低直流負(fù)荷之前的爐膛水冷壁的安全性。

2 研究問(wèn)題及現(xiàn)狀

在爐前沿寬度方向垂直布置2只外徑/壁厚為φ812.8/90mm的汽水分離器，其進(jìn)出口分別與水冷壁和爐頂過(guò)熱器相連接。每個(gè)分離器筒身上方切向布置4根不同內(nèi)徑的進(jìn)口管接頭、頂部布置有2根內(nèi)徑為φ231.7mm至爐頂過(guò)熱器管接頭、下部布置有一個(gè)內(nèi)徑為φ231.9mm疏水管接頭。汽和水的引出方向應(yīng)與汽水引入管的旋轉(zhuǎn)方向相一致，以減少阻力。

在鍋爐啟停過(guò)程或鍋爐運(yùn)行在濕態(tài)時(shí)，啟動(dòng)分離器起到汽水分離作用，蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器系統(tǒng)，分離出來(lái)的水通過(guò)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入擴(kuò)容器，使分離出來(lái)水的質(zhì)量和熱量得以回收，同時(shí)又起到固定蒸發(fā)點(diǎn)作用，即必須保證啟動(dòng)分離器水位在可控范圍內(nèi)，水位高導(dǎo)致過(guò)熱器進(jìn)水，危機(jī)機(jī)組安全運(yùn)行，水位過(guò)低，省煤器前最低給水流量不能保證，威脅到水循環(huán)安全，所以啟動(dòng)分離器水位控制顯得十分重要。

2.1 影響啟動(dòng)分離器水位的因素

2.1.1給上泵向爐內(nèi)補(bǔ)水量的大小，補(bǔ)水量多于排水量，集水箱水位就升高，反之集水箱水位就降低；

2.1.2高水位調(diào)節(jié)閥HWL的開(kāi)度，在鍋爐補(bǔ)水量一定情況下，開(kāi)度越大，排水量越大，集水箱水位越低；

2.1.3啟動(dòng)分離器出口壓力變化，若壓力突降，將造成虛假水位，啟動(dòng)分離器水位升高，反之啟動(dòng)分離器水位下降；

2.1.4鍋爐燃燒率的變化，突然增加燃料時(shí)，將造成啟動(dòng)分離器水位升高，若給水泵出口壓力不變情況下，由于啟動(dòng)分離器壓力升高，給水調(diào)門(mén)后壓力與啟動(dòng)分離器出口壓力間壓差降低，導(dǎo)致鍋爐補(bǔ)水量降低導(dǎo)致水位降低；

2.1.5啟動(dòng)過(guò)程中汽水共脹因素影響。

2.2 鍋爐啟動(dòng)分離器水位調(diào)節(jié)技術(shù)措施

我公司采用帶爐水循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)，鍋爐給水流量包含給水泵向鍋爐補(bǔ)水量與爐水循環(huán)泵出口給水流量。鍋爐補(bǔ)水量、爐水泵出口給水流量、鍋爐蒸發(fā)量、鍋爐排放量四者中任意一個(gè)發(fā)生變化都將導(dǎo)致啟動(dòng)分離器水位的變化。在理想狀況下，鍋爐濕態(tài)運(yùn)行時(shí)，鍋爐補(bǔ)水量加上爐水循環(huán)泵出口流量減去鍋爐蒸發(fā)量與高水位調(diào)節(jié)閥排放量之和應(yīng)該達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)啟動(dòng)分離器水位將保持穩(wěn)定。為了保持啟動(dòng)分離器水位在正常范圍內(nèi)（6～9米），避免不安全現(xiàn)象的發(fā)生，啟動(dòng)分離器水位調(diào)節(jié)技術(shù)措施如下：

2.2.1啟動(dòng)過(guò)程中，專人監(jiān)視調(diào)整分離器水位及省煤器入口流量，內(nèi)擾或外擾都會(huì)使啟動(dòng)分離器水位發(fā)生波動(dòng)，應(yīng)做好提前控制，維持啟動(dòng)分離器水位穩(wěn)定。影響分離器水位的操作應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)盤(pán)人員將水位控制有一定裕度，如旁路投入、磨煤機(jī)啟動(dòng)、油槍投入、并泵操作等。

2.2.2啟動(dòng)前和停爐前應(yīng)實(shí)際進(jìn)行開(kāi)關(guān)HWL1、HWL2調(diào)整門(mén)、電動(dòng)門(mén)試驗(yàn)，保證動(dòng)作可靠。

2.2.3鍋爐燃燒率的變化應(yīng)緩慢平穩(wěn)，尤其在工質(zhì)膨脹過(guò)程中，禁止大幅調(diào)節(jié)鍋爐燃燒率，避免啟動(dòng)分離器滿水。

2.2.4加減負(fù)荷要按照規(guī)程規(guī)定進(jìn)行，大幅度改變負(fù)荷后要穩(wěn)定10～15分鐘，以防止因燃燒的變化而導(dǎo)致分離器水位大幅度波動(dòng)。

2.2.5啟動(dòng)過(guò)程中及時(shí)核對(duì)兩個(gè)啟動(dòng)分離器水位基本一致，當(dāng)各水位計(jì)偏差大時(shí)，應(yīng)查明原因予以消除。

2.2.6啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)時(shí)，若磨煤機(jī)內(nèi)有存煤，則會(huì)有少量煤粉進(jìn)入爐膛，出現(xiàn)水位上升。因此，啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)前，應(yīng)保持較低水位。

2.2.7啟動(dòng)系統(tǒng)處于水位控制方式時(shí)，監(jiān)視HWL1、HWL2調(diào)整門(mén)動(dòng)作正常，啟動(dòng)分離器水位維持6m，達(dá)+12.6m時(shí)報(bào)警，達(dá)+14.5m時(shí)延時(shí)70s MFT動(dòng)作。HWL控制聯(lián)鎖值見(jiàn)表，設(shè)置自動(dòng)偏置滿足運(yùn)行需要。

2.2.8啟停過(guò)程中鍋爐給水調(diào)門(mén)前壓力要始終保持比啟動(dòng)分離器出口壓力高2Mpa左右，防止由于給水壓力不足導(dǎo)致鍋爐補(bǔ)水困難，造成啟動(dòng)分離器水位低。

2.2.9啟動(dòng)過(guò)程中任何情況下HWL開(kāi)度不要超過(guò)35%（鍋爐未起壓前除外），以防造成大量回水外排造成爐水泵入口給水流量低，導(dǎo)致省前流量低鍋爐MFT，另一方面，造成啟動(dòng)分離器壓力大幅降低，導(dǎo)致啟動(dòng)分離器水位進(jìn)一步升高，造成啟動(dòng)分離器滿水鍋爐MFT。

2.2.10若在啟動(dòng)過(guò)程中由于主汽壓力影響造成啟動(dòng)分離器水位升高或降低時(shí)，應(yīng)通過(guò)高低旁開(kāi)度或汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度保持主汽壓力穩(wěn)定性，保證啟動(dòng)分離器水位穩(wěn)定性。如啟動(dòng)分離器水位高通過(guò)減小鍋爐補(bǔ)水量同時(shí)HWL調(diào)節(jié)閥又不敢大幅開(kāi)大時(shí)（主汽壓力進(jìn)一步降低，分離器水位會(huì)進(jìn)一步上升），此時(shí)應(yīng)關(guān)小高旁或關(guān)小汽輪機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度提高主汽壓力，將啟動(dòng)分離器水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定后再開(kāi)大高旁或增加汽輪機(jī)負(fù)荷。

2.2.11機(jī)組負(fù)荷在150MW～180MW時(shí)，應(yīng)進(jìn)行機(jī)組給水主路倒旁路或旁路倒主路切換工作。若由旁路切換為主路時(shí)，鍋爐給水調(diào)門(mén)開(kāi)度必須大于85%，給水調(diào)門(mén)前后壓差小于0.8Mpa，啟動(dòng)分離器水位保持（6～9）m且穩(wěn)定時(shí)，方可進(jìn)行給水旁路倒主路切換工作，此時(shí)不應(yīng)有其它影響給水旁路倒主路切換工作，如并泵、啟停制粉系統(tǒng)等操作。嚴(yán)禁在給水調(diào)門(mén)前后壓差較大情況下抱有僥幸心理，采用主給水電動(dòng)門(mén)進(jìn)行中停截流方法進(jìn)行。（往往導(dǎo)致啟動(dòng)分離器滿水，鍋爐MFT）。

2.2.12在滑參數(shù)停機(jī)過(guò)程中，且采用汽泵運(yùn)行方式時(shí)，因汽泵最低轉(zhuǎn)速為3000rpm，出口壓力11MPa左右，主汽壓力在6Mpa以下時(shí)，壓力下降爐水放出的汽化潛熱較大時(shí)，給水調(diào)門(mén)前后壓差較大，往往導(dǎo)致啟動(dòng)分離器水位高不好調(diào)整，為了避免此類情況發(fā)生，機(jī)組負(fù)荷在轉(zhuǎn)濕態(tài)后，及時(shí)退出高加，通過(guò)向爐內(nèi)補(bǔ)充溫度相對(duì)較低的水以吸收管壁及爐水放出的汽化潛熱，從而保證啟動(dòng)分離器水位在可控范圍內(nèi)。

2.2.13在停機(jī)過(guò)程中汽輪機(jī)打閘前，鍋爐還需運(yùn)行情況下，應(yīng)提前增加給水泵轉(zhuǎn)速，提高給水壓力，以免汽輪機(jī)打閘后造成主汽壓力快速升高，導(dǎo)致啟動(dòng)分離器水位迅速下降甚至水位到零。汽輪機(jī)打閘后，應(yīng)根據(jù)給水壓力與啟動(dòng)分離器壓力差值、啟動(dòng)分離器水位情況，開(kāi)啟給水調(diào)門(mén)開(kāi)度，維持啟動(dòng)分離器水位正常。

2.2.14 鍋爐MFT時(shí)兩臺(tái)汽泵跳閘電泵聯(lián)啟后，轉(zhuǎn)速指令置22%，電泵出口壓力約為6～8MPa，亦應(yīng)調(diào)整電泵轉(zhuǎn)速，控制鍋爐上水量，防止鍋爐超壓。隨著鍋爐壓力的變化，上水量及汽水分離器水位會(huì)隨之變化，此時(shí)鍋爐壓力尚高，HWL電動(dòng)門(mén)及調(diào)整門(mén)邏輯閉鎖打不開(kāi)，謹(jǐn)防鍋爐滿水。

3 結(jié)論

通過(guò)上述論證可以看出，上述啟動(dòng)分離器水位調(diào)節(jié)技術(shù)措施完全可以滿足啟動(dòng)分離器水位調(diào)節(jié)需求，保證鍋爐運(yùn)行安全，在現(xiàn)實(shí)操作中也得到具體驗(yàn)證，是一種值得借鑒的方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 上海鍋爐廠設(shè)備說(shuō)明書(shū)