1000MW機組屏過超溫類型及控制策略

梅鴻程（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽 515223）

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1000MW機組屏過超溫類型及控制策略

梅鴻程
（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽 515223）

摘 要：大型燃煤調(diào)峰機組燃用非設(shè)計煤種，汽溫較難控制，屏式過熱器容易超溫。此文以靖海電廠#3爐為例，分析、總結(jié)各類型屏過超溫的控制策略。

關(guān)鍵詞：1000MW機組；超溫類型；控制策略

0　引言

本廠#3鍋爐為東方鍋爐廠制造的超超臨界參數(shù)變壓直流爐，型號DG3033/26.15-Ⅱ1型，前后墻對沖燃燒方式；設(shè)計煤種為神府東勝煙煤，校核煤種為山西晉北煙煤。#3機組自燃燒粵電6號（平混）煤種以及廣珠03（神混）煤種以來，B側(cè)屏過超溫嚴(yán)重，減溫水后屏過出口溫度到590℃，高時會達到610℃及以上，嚴(yán)重偏離其正常運行溫度550℃，低過出口兩側(cè)偏差為20℃左右。由于這兩種煤種均與設(shè)計煤種煤質(zhì)偏差較大，表現(xiàn)為：高灰分、低水分、較高揮發(fā)分煤；因此，燃燒平混及神混煤，在加減負荷時，往往屏過、高過大面積超溫，即使只加減50MW，超溫現(xiàn)象也會很嚴(yán)重，尤其是機組負荷在550MW至750MW區(qū)間加減負荷時尤為厲害。從曲線來看，基本每個班均會出現(xiàn)屏過大范圍超溫現(xiàn)象，因此，屏過超溫問題已經(jīng)對機組的安全運行造成了極大的挑戰(zhàn)。

1　屏過超溫類型

#3爐屏過超溫主要有鍋爐設(shè)計缺陷超溫型、大幅度過快加減負荷超溫型、調(diào)整不當(dāng)，爐膛燃燒嚴(yán)重偏斜導(dǎo)致的超溫型、燃料嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種超溫類型、爐膛風(fēng)量過小超溫型、磨煤機煤粉分配不均超溫型、火焰中心過高超溫型、非正常工況超溫型。

2　不同類型屏過超溫的特點

2.1鍋爐設(shè)計缺陷超溫型

從多方資料了解到，東方鍋爐廠生產(chǎn)的鍋爐普遍存在B側(cè)屏過汽溫及管壁易超溫的特性 ，且負荷普遍集中在600MW-800MW這個區(qū)間，這與鍋爐生產(chǎn)廠家自身設(shè)計及鍋爐性能有關(guān)。

該種超溫主要通過降低火焰中心高度和調(diào)整燃盡風(fēng)量兩種主要方法控制，只要煤種與設(shè)計煤種偏差不是很大均可控。

2.2大幅度快速加減負荷超溫型

此類屏過超溫主要出現(xiàn)在急速加負荷過程中，特點為加負荷前兩側(cè)屏過汽溫正常，加負荷中屏過A、B側(cè)汽溫都會超過570℃且呈上漲趨勢，但是屏過管壁一般不會超溫，且B側(cè)屏過超溫會更嚴(yán)重一些，加至穩(wěn)定負荷后，屏過汽溫又會緩慢下降回正常范圍內(nèi)。

該種超溫主要是加負荷時煤量過調(diào)，水量跟蹤較慢，風(fēng)量增加較猛，導(dǎo)致屏過汽溫短時超溫。可以通過BTU干預(yù)加煤速率，將送風(fēng)解手動調(diào)整風(fēng)量；嚴(yán)重超溫時，退出AGC穩(wěn)定負荷，待超溫好轉(zhuǎn)后繼續(xù)加負荷。

2.3調(diào)整不當(dāng)，爐膛燃燒嚴(yán)重偏斜導(dǎo)致的超溫型

由于操作調(diào)整不當(dāng)，爐內(nèi)燃燒嚴(yán)重偏向B側(cè)，出現(xiàn)A側(cè)屏過汽溫嚴(yán)重偏低，A側(cè)一級減溫水流量偏小，A側(cè)出現(xiàn)氧量過剩現(xiàn)象；B側(cè)屏過汽溫嚴(yán)重超溫，B側(cè)一級減溫水流量達到偏大，B側(cè)出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象；屬于A側(cè)屏過的前部分屏過管壁溫度很低而后部分B側(cè)管壁溫度溫度很高甚至超溫。

該種超溫，需要運行人員經(jīng)常對氧量偏差、兩側(cè)屏過汽溫、一級減溫水流量和調(diào)門開度加強監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整。

2.4燃料嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種超溫類型

燃燒嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種且揮發(fā)分低、固定碳含量高、難磨的煤種時，引起的屏過嚴(yán)重超溫。該種超溫特點為A、B側(cè)屏過汽溫都偏高、高過汽溫也偏高，通過多種途徑都較難控制的超溫類型。

主要以增大下層磨煤機煤量減少上層磨煤機煤量，降低一次風(fēng)壓，增大下層磨煤機二次風(fēng)門開度，提升磨煤機出口溫度及降低煤粉細度來調(diào)整，超溫嚴(yán)重時，應(yīng)及時向配煤部門反映，適當(dāng)更換部分磨煤機煤種，進行合理配煤摻燒。

2.5爐膛風(fēng)量過小超溫型

爐膛風(fēng)量控制過小，爐膛對流換熱嚴(yán)重偏小，水冷壁、屏過等輻射換熱量增大，屏過超溫嚴(yán)重，而通過適度增大風(fēng)量后即可消除的超溫。

2.6磨煤機煤粉分配不均超溫型

磨煤機出粉不均，不同磨煤機運行時，煤粉偏向不同，A、B、C磨煤機運行時，#3爐B側(cè)屏過超溫嚴(yán)重，A側(cè)屏過則溫度較低；D、E、F磨煤機運行時，#3爐煤粉偏向A側(cè)屏過，因此，在不同負荷時，應(yīng)該根據(jù)磨煤機煤粉偏向規(guī)律，控制不同的磨煤機運行方式。

根據(jù)經(jīng)驗針對不同煤種，啟動不同偏向的制粉系統(tǒng)進行調(diào)整，或者經(jīng)過試驗將磨煤機煤粉調(diào)配均勻，防止偏燒。

2.7火焰中心過高超溫型

因火焰中心過高引起的屏過超溫，該類型超溫是A、B側(cè)屏過溫度及高過、高再汽溫均偏高，排煙溫度較高。

通常通過降低火焰中心高度就可以控制的超溫。引起火焰中心過高的因素有：一次風(fēng)壓過高、燃盡風(fēng)門開度過小、上層制粉系統(tǒng)煤量過大、下層二次風(fēng)門開度過小、煤粉過粗、煤粉出口溫度較低。

2.8非正常工況超溫型

當(dāng)機組送、引風(fēng)機等單個風(fēng)機故障停運導(dǎo)致的爐膛屏過A、B側(cè)不平衡，甚至超溫。以A引風(fēng)機故障停運為例，#3爐A引風(fēng)機停運時，此時爐膛B側(cè)負壓大，B側(cè)煤粉通流速度快，若燃盡風(fēng)門開度一致，此時B側(cè)燃盡風(fēng)以下的管壁因煤粉停留時間短，換熱差而低溫，大量未燃盡的煤粉進入后部管壁燃燒使得尾部管壁溫度高甚至超溫，A側(cè)則恰好相反。此種超溫則需要查明設(shè)備異常，消除異常才能消除超溫。

3　屏過超溫控制策略

針對不同類型的屏過超溫處理方法不同，總結(jié)控制策略如下：

（1）檢查鍋爐輔機運行有無異常，及時將異常工況消除，參看超溫是否消除。

（2）檢查屏過超溫是否是一直存在，還是本班才出現(xiàn)的；若是一直存在的則進行下一步分析。若是本班才出現(xiàn)的，則通過廠級監(jiān)控系統(tǒng)查閱上個班運行參數(shù)進行比對，檢查哪些參數(shù)發(fā)生變化，盡量調(diào)回上班或者上次不超溫工況狀態(tài)，看能否解決超溫問題，待解決后，再分析超溫的具體原因。

（3）若超溫一直存在，則通過比對A、B側(cè)屏過蒸汽溫度，A、B側(cè)一級減溫水調(diào)門開度及流量，A、B側(cè)空預(yù)器出口氧量，A、B側(cè)燃盡風(fēng)門開度幾個指標(biāo)來確定，若A、B屏過汽溫接近，減溫水開度、氧量均接近，則可以確定爐膛內(nèi)部煤粉燃燒均勻，說明是火焰中心太高或風(fēng)量太小引起，此時可以通過以下幾個方式來調(diào)整：1）降低一次風(fēng)壓；2）降低過熱度偏置；3）增大下層磨煤量，減少上層磨煤量；4）提高磨煤機出口溫度，降低煤粉細度；5）增大A、B側(cè)燃盡風(fēng)門開度；6）增大下層制粉系統(tǒng)二次風(fēng)門開度；7）在氧量偏小的前提下，適當(dāng)提高爐膛風(fēng)量，增大對流換熱量；8）通過開大再熱器煙氣擋板，將熱量適當(dāng)轉(zhuǎn)移至再熱器，緩減超溫；9）增加爐膛及過再熱器吹灰次數(shù)。

（4）若A、B側(cè)屏過溫度出現(xiàn)A低B高或B低A高，且兩側(cè)一級減溫水量相差較大，A、B空預(yù)器出口氧量偏差很大，則說明爐內(nèi)燃燒出現(xiàn)偏移，此時應(yīng)通過調(diào)整A、B兩側(cè)燃盡風(fēng)量消除超溫；若A側(cè)屏過超溫，則應(yīng)增大A、B、C磨煤機煤量，若B側(cè)屏過超溫，則應(yīng)增大D、E、F磨煤機煤量；同時可以通過設(shè)置A、B送引風(fēng)機偏置來調(diào)平A、B空預(yù)器出口氧量，最終調(diào)平屏過出口溫度。

（5）若是短期快速增負荷引起的超溫，在加負荷時，應(yīng)較快增大送風(fēng)量，并可適當(dāng)通過BTU干預(yù)給煤量，來減緩煤量增加速率，或?qū)⑺惋L(fēng)機解除自動，手動調(diào)節(jié)送風(fēng)機動葉，防止風(fēng)量增加過大加劇超溫。一般因大幅增負荷引起的屏過超溫不會持續(xù)很久，主要體現(xiàn)在屏過汽溫超溫管壁不會超溫，因此影響不大。若管壁也大面積超溫則可退出AGC，適當(dāng)穩(wěn)定后再增負荷。

（6）若是燃燒較差煤種引起的超溫，我們能做的就是盡量降低火焰中心溫度，盡力將爐內(nèi)燃燒調(diào)平，多增加吹灰次數(shù)，向部門匯報煤種燃燒情況，盡量摻燒一些不易超溫的煤種進行協(xié)調(diào)，根據(jù)經(jīng)驗盡量選擇不加劇超溫情況的磨煤機運行。

（7）若屏過偶然出現(xiàn)超溫經(jīng)多方調(diào)整無效時，此時應(yīng)考慮是否磨煤機出現(xiàn)問題（動態(tài)分離器打滑、堵磨、風(fēng)環(huán)損壞等），爐膛水冷壁、屏過結(jié)焦，吹灰異常，風(fēng)機故障等鍋爐設(shè)備方面的原因引起，查明原因及時進行消除。

（8）屏過超溫嚴(yán)重經(jīng)調(diào)整無效時，及時進行減負荷調(diào)整，緩減超溫情況，嚴(yán)禁超溫時不調(diào)整不作為。

4　結(jié)束語

屏過超溫是一個復(fù)雜的過程，尤其是在AGC狀態(tài)下，機組負荷經(jīng)常波動，屏過超溫調(diào)節(jié)更加困難。經(jīng)過上述分析，總結(jié)出有效的控制策略改善和緩解了本廠#3爐屏過超溫問題，對火電廠集控運行調(diào)整具有指導(dǎo)意義；在生產(chǎn)過程中不斷總結(jié)，充分發(fā)揮主觀能動性才有利于機組安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

［1］樊泉桂.超超臨界及亞臨界參數(shù)鍋爐［M］.中國電力出版社，2015.

［2］蘇劍平.屏式過熱器超溫的原因及分析（600MW）［J］.科技風(fēng)，2012（08）：137+139.

［3］王巨川，禹慶明，徐立韡，唐曉飛.鍋爐再熱汽溫低、屏區(qū)過熱器超溫原因分析及解決方案［J］.華北電力技術(shù)，2011（06）：51-54.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.212

作者簡介：梅鴻程（1987-），男，云南保山人，助理工程師，主要從事火電廠集控運行工作。