超超臨界直流鍋爐參數精細化調節方法

胡文興

摘 要：近幾年，華東電網對發電機組有功功率的控制速率作出了明確的規定和考核標準，且發電廠本身節能提效的需求都使我們必須提高鍋爐的參數調節精度。針對這些要求文章就鍋爐參數調節方法、各種工況下鍋爐參數的分析，總結出一套超超臨界機組精細化、系統化調節的方法。

關鍵詞：制粉系統；負荷；調節；汽溫；慣性；過熱度

隨著國家能源戰略的引導，發展大容量、高參數的發電機組已成為未來火電發展趨勢。直流爐由于自身爐型特點，具有蓄熱小、汽溫汽壓受負荷影響大等特點。正常運行中能否穩定的調整主、再熱汽溫將直接影響到鍋爐效率和煤耗，甚至影響設備安全。

文章以哈爾濱鍋爐廠生產的HG-2000/26.25-YM3型660MW超超臨界鍋爐為例，闡述了在投產5年多的時間中總結積累的主、再熱汽溫的監視分析調整經驗。對于鍋爐的調節多數人認為摻雜的變化因素多，工況延遲大很難細化和量化調節方法，文章就著力在這些難點上，讓經驗和方法更系統化，精細化，數量化，易于實踐操作，從而能夠廣泛推廣應用的一套從監視到分析到操作的方法。

1 簡述鍋爐參數調節和電網負荷要求的配合

鍋爐調節汽壓汽溫的慣性和電網AGC指令對負荷的速率變化要求之間的矛盾是我們直流鍋爐參數調節的主要矛盾，而鍋爐調節汽壓汽溫的慣性的主要原因是直吹式制粉系統的調節慣性較大，不利于機組精確地控制負荷。首先我們簡述一下直吹式制粉系統的調節慣性存在原因和解決辦法：直吹式制粉系統與中間儲倉式制粉系統相比較，最明顯的缺點是送入爐膛的煤粉量不能直接調節。直吹式制粉系統調整鍋爐負荷的手段是改變給煤機的轉速，即調節磨煤機的給煤量。從調節指令發出，到最終發電出力變化，除了燃燒率變化→蒸發量變化→汽機作功變化的熱力環節外，還包含磨煤機制粉出力變化這一個具有較大時間常數的慣性環節。

一般情況下石子煤量很少，Q4可以忽略不計。在穩定平衡狀態下，ΔQ3=0，所以Q2=Q1；但在給煤量變化的初期，由于磨煤機筒體的存儲作用，穩定平衡狀態尚未建立，ΔQ3≠0 Q2≠Q1，輸出的煤粉量的變化就遲滯于給煤量的變化。

影響磨煤機出力的因素有磨煤出力、干燥出力、通風出力。在給煤量變化的同時，調節冷熱風門開度，使進入磨煤機的熱風量變化，干燥出力發生變化，同時，調節一次風量調節檔板開度，使進入磨煤機的一次風量變化，通風出力發生變化。由于氣流量的變化速度遠遠大于干燥量的變化速度，因此通風出力的變化是很快。為了抵消磨煤機存儲作用，可以采用通風量超前變化的手段。在調節上，改變給煤量的同時，改變通風量，雖然研磨出力來不及變化，但通風攜帶的煤粉量已發生變化，可以部分克服了存儲作用帶來的遲滯。所以，保持磨煤機風量調節的準確度和靈敏度可以減小制粉系統遲滯特性對發電出力的影響。其次，保持合適的研磨壓緊力、較小的磨輥的磨損程度、合理的調節磨煤機出口分離器檔板開度也可以減小制粉系統遲滯時間。從調試和運行的有關報告得出的結論，經上述措施的綜合運用，從給煤量變化，到機組負荷變化所具有的慣性時間可以減少到3-4min。

2 直流鍋爐參數精細調節方法

直流鍋爐調節方法簡圖，如圖1所示。

（1）根據圖1能看出調整手段分兩大類：一類是常規手段即調整水煤控制基本過熱度。二類是用在受熱面的各金屬壁溫高時而汽溫又不合格時用，這時采用水煤調可能要超溫了，所以用擺噴燃器和配二次風和上下煤層的控制方法。

（2）要想很好的使用以上方法必須掌握以下超超臨界直流鍋爐調節原則和特點：a.掌握最低過熱度值：過熱度的高低是預計當前穩定工況下鍋爐熱量夠不夠的標準。因為不同穩定階段的鍋爐工況因煤質和結焦積灰情況均有所不同，要想經濟且壁溫安全的運行必須找到一個合適的過熱度值（水煤比）。b.調整中時刻注意溫升率：汽水分離器的溫升率反映鍋爐當前工況下是加熱還是冷卻。溫升率的變化率反映鍋爐加熱或冷卻的速度判斷煤量是否夠用。c.了解制粉系統慣性時間：每臺鍋爐都有一個固定的制粉系統慣性，必須準確把握慣性時間，掌握這個時間差。從而判斷煤量是否夠。等待再一次的平衡穩定。

（3）根據上面總的調整方法給出如下具體操作的控制策略。概述：總的控制策略是適量控制，按照參數變化特性來操作。下面分述不同情況下的控制策略的應用。a.啟動A磨，特點是燃燒從根部突然加強，汽壓高過熱度高金屬壁溫高，那么遵循適量控制，安裝參數變化特性的策略，啟動后控制過程就要始終保持汽壓偏高0.5MPa過熱度升高5度的目標。要不就會過調。給出的具體控制建議是磨出口粉風壓力降低0.3KPa即可保證實現上述目標。b.加負荷，特點是汽壓低過熱度低，那么遵循控制策略就是控制過程要保持汽壓偏低0.5MPa，過熱度低5度才符合控制策略。要不會過調。降負荷反之。c.啟動F磨，特點是汽溫高過熱度低，原因是煙氣量因F磨風量而增加。那控制過程就要保持風量不要突增，過熱度低5度才符合控制策略。要不會過調。d.停運A磨，特點是汽壓低和水冷壁溫低，那控制過程就要保持汽壓低0.5MPa，過熱度偏低5度，才符合控制策略。要不會過調。e.停運F磨，特點是汽壓高和水冷壁溫高，那控制過程就要保持汽壓高過熱度偏高5度，才符合控制策略。要不會過調。

3 結束語

以上總結的方法在一年以來的運行實踐中得到有力的證實，在滿足負荷變化率的前提下，主汽溫度和再熱汽溫的平均溫度值提高了1.5度。同時金屬壁溫超標次數和脫硝參數超標次數明顯降低。

參考文獻

[1]HG-2000/26.15-YM3型鍋爐運行說明書[S].

[2]CCLN660-25/600/600型汽輪機運行維護說明書[S].

[3]中國大唐集團公司600MW級超臨界火力發電機組《集控運行典型規程》[S].

[4]臺州發電廠MPS中速磨煤機的直吹式制粉系統慣性調節分析[S].