1 000 MW超超臨界鍋爐BCP泵汽化過程及原因分析

羅強

摘 要：案例中所介紹的BCP泵為海伍德泰勒有限公司生產(chǎn)的帶電機爐水循環(huán)泵，鍋爐為上海鍋爐廠超超臨界鍋爐，其啟動系統(tǒng)為內置式啟動系統(tǒng)。該廠在正常啟停機過程中曾多次發(fā)生汽化現(xiàn)象。結合具體的案例論述了典型的汽化過程及相對應的防范措施，以供參考和借鑒。

關鍵詞：超超臨界鍋爐；BCP泵；汽化；主汽壓力

中圖分類號：TK227 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.067

1 設備概況

某廠的鍋爐型號為SG-3093/27.46-M533，型式為：Π型布置、單爐膛、一次中間再熱、尾部雙煙道結構、八角雙切圓燃燒方式、平衡通風、機械干式排渣、全鋼構架、全懸吊結構露天布置、帶BCP泵的內置式啟動分離系統(tǒng)、三分倉回轉式空氣預熱器、正壓冷一次風直吹式制粉系統(tǒng)、超超臨界參數(shù)變壓直流鍋爐。

鍋爐啟動系統(tǒng)采用帶BCP泵的內置式啟動系統(tǒng)。BCP泵為海伍德泰勒有限公司生產(chǎn)的帶電機爐水循環(huán)泵，電機額定功率為600 kW，額定電流79.4 A。鍋爐爐前沿寬度方向垂直布置4只汽水分離器，其進出口分別與水冷壁和頂棚過熱器相連接。每個分離器筒身上切向布置8根不同內徑的進出口管接頭，頂部布置有2根至頂棚過熱器的管接頭，中部布置有6根管接頭，與水冷壁系統(tǒng)出口的管道相連，下部布置有疏水管接頭，與儲水箱相連。當機組啟動，鍋爐負荷低于最低直流負荷的30%BMCR時，蒸發(fā)受熱面出口的介質流經(jīng)分離器進行汽水分離，蒸汽通過分離器上部管接頭進入頂棚過熱器，而水則通過2根疏水管道引至儲水箱并匯合至一個連接球體，連接球體下方設有2根管道分別通至BCP泵的入口和大氣擴容器。在啟動時，不合格的爐水及汽水膨脹階段部分汽水被引入大氣擴容器中，減壓后產(chǎn)生的蒸汽通過管道在爐頂上方排向大氣，水進入下部的集水箱。啟動系統(tǒng)見圖1.

2 汽化經(jīng)過

2.1 汽化前工況

02：20機組冷態(tài)啟動，主汽流量230 t/h，總煤量59 t/h，主汽溫/汽壓408 ℃/5.1 MPa，主給水流量/溫度909 t/h/220 ℃，混合器入口溫度224 ℃，高低旁開度為37%/56%，BCP泵電流50 A，出口調節(jié)閥開度66%，主給水旁路調節(jié)閥開度25%，HWL閥開度為0.此時，汽機以360 r/min低速暖機。

2.2 發(fā)生汽化

02：23汽機暖機結束，開始釋放轉速。

02：25BCP泵發(fā)生汽化現(xiàn)象，出口流量低于保護值800 t/h。手動調整，BCP泵出口調節(jié)閥由66%開至72%，BCP泵電流49 A無變化，主給水旁路調節(jié)閥由25%開至66%，主給水流量

始終低于保護值，在754～796 t/h之間波動。此時，主汽溫/汽壓406 ℃/4.7 MPa，混合器入口溫度219 ℃，高低旁開度為32%/56%.

3 原因分析

該廠在啟停機過程中，曾多次發(fā)生BCP泵汽化現(xiàn)象。為了盡早投入脫硝，機組啟動時，在汽機低速暖機時就開始投入二號高加系統(tǒng)，以提高給水溫度；并網(wǎng)后，快速投入高低加系統(tǒng)和0段抽汽系統(tǒng)，提高燃料投入速率，使得給水溫度大幅提高，BCP泵入口溫度升高，容易汽化。同時，為盡量減少工質外排，降低工質和熱量損失，啟動過程中基本保持HWL閥不開啟，即工質一直保持循環(huán)狀態(tài)。時間一長，只要壓力與溫度稍不匹配，BCP泵即發(fā)生汽化，表現(xiàn)為給水流量降低，BCP泵出力不足，開大出口調節(jié)閥無效，對工況擾動較大。此次汽泵汽化時，入口溫度219 ℃，壓力4.7 MPa，距離理論飽和溫度260 ℃尚有一定裕度，測點安裝位置離BCP泵入口有一段距離，未能反映泵入口的真實狀態(tài)。發(fā)生汽化的直接原因是轉速釋放，導致主汽壓力降低，使泵入口溫度接近飽和狀態(tài)。

4 防范措施

經(jīng)總結，提出以下幾點防范措施：①選擇合適的暖機和沖轉參數(shù)，提高主汽壓力，避免在飽和壓力附近，并維持一定的安全裕度。②并網(wǎng)前，控制高加抽汽系統(tǒng)，尤其是二號高加系統(tǒng)的投入速度，避免給水溫度提升太快。盡量將BCP泵入口溫度維持在220 ℃以下。③可保持HWL閥小開度外排或定時外排，降低工質溫度，但會造成工質浪費和熱量損失。④工況發(fā)生變動時，比如高旁開啟、并網(wǎng)等，及時調整主汽壓力，防止壓力過低。⑤BCP泵出口調節(jié)閥在55%以上基本無調節(jié)效果，確認發(fā)生汽化時，應果斷開啟主給水旁路調節(jié)閥，適當提高給水泵轉速，直至給水流量恢復正常，同時防止儲水箱滿水，及時開啟HWL閥調節(jié)水位。

5 總結

總的來說，BCP泵汽化的根本原因是主汽壓力與泵入口溫度不匹配，多發(fā)生在機組并網(wǎng)前。在工況發(fā)生變動時，應及時調整主汽壓，保持主汽壓高于飽和壓力并留有裕度。并網(wǎng)后，由于主參數(shù)提升較快，反而不容易發(fā)生汽化。同時，在主汽壓力較低時，應控制給水溫升速度。只有掌握好壓力和溫度的關系，才可以避免BCP泵汽化。

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〔編輯：劉曉芳〕