對沖鍋爐尾部煙氣擋板控制策略優(yōu)化

莫曉翎

摘 要：隨著工業(yè)化水平的不斷提高，我國工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的鍋爐尾部煙氣擋板控制方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但在具體細(xì)節(jié)方面還存在著一些問題。此次研究主要是探討優(yōu)化鍋爐尾部煙氣擋板控制策略，將浙江浙能嘉華發(fā)電有限公司#3、4號機(jī)組600 MW亞臨界鍋爐作為案例進(jìn)行分析，首先介紹了優(yōu)化設(shè)計之前鍋爐尾部煙氣擋板控制措施中存在的問題，在此基礎(chǔ)之上提出新的煙氣擋板控制策略，并且通過實(shí)際應(yīng)用分析新型尾部煙氣擋板控制措施的應(yīng)用效果，希望能夠全面提升機(jī)組再熱蒸汽溫度和機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：對沖式鍋爐；煙氣擋板；再熱汽溫調(diào)節(jié)

中圖分類號：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

使用煙氣擋板對于再熱汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)具有十分重要的作用，合理應(yīng)用煙氣擋板，對于提高企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有重要作用，因此需要企業(yè)對煙氣擋板控制加以重視，加大對煙氣擋板控制的投入和管理力度，不斷對現(xiàn)有鍋爐尾部煙氣擋板控制措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 機(jī)組概況

浙江浙能嘉華發(fā)電有限公司#3、4鍋爐為北京巴威公司B&WB—2020/17.5—M型亞臨界中間一次再熱自然循環(huán)汽包爐，在鍋爐的結(jié)構(gòu)為單爐膛，一次中間再熱，能夠?qū)崿F(xiàn)平衡通風(fēng)，排渣呈固態(tài)，整個結(jié)構(gòu)框架為全鋼構(gòu)架和全懸吊結(jié)構(gòu)。在實(shí)際運(yùn)行期間主要應(yīng)用前墻對沖正壓直吹燃燒方式和后墻對沖正壓直吹燃燒方式。其中前墻從上至下依次為A、F、C燃燒器層，后墻從上至下依次為E、B、F燃燒器層，在每一層燃燒器上均布置6臺燃燒器噴嘴，在前墻、后墻最上層各層布置6臺燃盡風(fēng)噴嘴。

鍋爐爐膛的基本構(gòu)成是以膜式水冷壁為主，在水平煙道處存在懸吊式高溫再熱器。該鍋爐的尾部豎井主要包含前、后2個煙道。前部布置將水平式低溫再熱器和省煤器布置在前部，將一級過熱器和省煤器布置在后部。煙氣調(diào)節(jié)擋板裝置主要設(shè)置在分煙道底部，能夠?qū)﹀仩t運(yùn)行期間所產(chǎn)生的煙氣量起到分流作用，采用此設(shè)計方式可以將再熱蒸汽出口溫度控制在負(fù)荷范圍內(nèi)。在對擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)之后，煙氣會匯集在一起，并且經(jīng)過2個尾部煙道引入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。

2 煙氣擋板控制機(jī)理

2.1 煙氣擋板控制原理

在對再熱汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)控制時主要是通過過熱器/再熱器煙氣擋板控制實(shí)現(xiàn)，這樣能夠?qū)υ贌崞麥貙?shí)施準(zhǔn)確控制。在控制出口煙氣擋板時，需要按照額定再熱器溫度設(shè)定在540 ℃左右，在此期間操作人員還需要對再熱蒸汽溫度設(shè)定值偏差進(jìn)行校正，對比分析該再熱蒸汽溫度與再熱器平均出口溫度，所產(chǎn)生的偏差會作用到煙氣擋板主調(diào)節(jié)器，這樣能夠控制再熱汽溫。

2.2 煙氣擋板控制存在的問題

在實(shí)際應(yīng)用期間，煙氣擋板調(diào)節(jié)的總控制站投自動，在總控制站中所執(zhí)行的各項(xiàng)操作能夠使再熱器煙氣擋板直接動作，并且聯(lián)動過熱器煙氣擋板，此時過熱器煙氣擋板與再熱器煙氣擋板之間的開度之和在120 %左右。在對再熱汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)時主要通過應(yīng)用煙氣擋板實(shí)現(xiàn)的，此種調(diào)節(jié)方式便于操作。然而由于調(diào)溫延遲比較長，并且在幅度上比較小，在較大程度上影響了調(diào)溫準(zhǔn)確性。另外，經(jīng)常出現(xiàn)引風(fēng)機(jī)莖葉開度大，兩側(cè)煙溫偏差太大，高溫過熱其關(guān)閉超溫較多等問題。

2.3 煙氣擋板控制優(yōu)缺點(diǎn)

煙氣擋板控制對于汽溫的調(diào)節(jié)具有十分重要的作用，但是它也存在著一些缺點(diǎn)和不足，如下文所示：

優(yōu)點(diǎn)：使用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，不受煤種變化影響，部隊(duì)爐內(nèi)燃燒造成影響。

缺點(diǎn)：配合對沖燃燒方式可使鍋爐負(fù)荷范圍更寬廣，但調(diào)溫延遲較大，有時候擋板容易產(chǎn)生變形，使調(diào)溫的準(zhǔn)確性不能得到保證。

3 基于目標(biāo)控制實(shí)現(xiàn)煙氣擋板控制優(yōu)化

煙氣擋板會將鍋爐尾部煙道劃分為4個部分，從前后劃分主要包括過熱器煙道和再熱器煙道，按照煙道擋板位置不同，可以對不同目標(biāo)溫度進(jìn)行控制。

3.1 以再熱器溫度為目標(biāo)控制

為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)控制，就需要對當(dāng)前控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，控制系統(tǒng)的被調(diào)節(jié)量不再以A側(cè)和B側(cè)的再熱器平均出口溫度為主，再熱器A側(cè)出口溫度主要是由該側(cè)煙氣擋板實(shí)現(xiàn)控制，再熱器B側(cè)出口溫度主要是由該側(cè)煙氣擋板實(shí)現(xiàn)控制。通過A、B側(cè)煙氣擋板對再熱蒸汽溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)可以全面提升準(zhǔn)確性。

3.2 偏差控制分析

此次所研究的過熱器煙氣擋板與再熱器煙氣擋板實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，這樣可以有效判斷屏式過熱器的不同側(cè)吸熱偏差，還能夠?yàn)檎羝麥囟葘?shí)現(xiàn)偏差控制，有利于降低再熱器A/B側(cè)與過熱器之間的氣溫偏差。即確保過熱器煙氣擋板與再熱器煙氣擋板之間的開度之和在120 %時，能夠確保過熱器煙氣擋板在15 %范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。尤其是在煙氣擋板最小總開度高達(dá)210 %時，也會保證所有煙氣順暢流通，不會導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)消耗增加。

3.3 優(yōu)化煙氣擋板開度限制

在對煙氣擋板開度限制問題進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整時，可以將擋板開度限制值從30 %以內(nèi)調(diào)整為大于20 %，將擋板開度限制值從90 %以內(nèi)調(diào)整為小于100 %。這樣不僅能夠提升煙氣擋板調(diào)溫幅度，還比較符合煙道流通阻力變化。

4 鍋爐尾部煙氣擋板控制措施優(yōu)化前后的效果比較

在對鍋爐尾部煙氣擋板控制措施進(jìn)行優(yōu)化之后，將4號鍋爐作為優(yōu)化試點(diǎn)，再熱器汽溫提升1 ℃，在提升之后能夠明顯觀察到運(yùn)行效益，圖1為鍋爐尾部煙氣擋板控制措施優(yōu)化前后的效果比較。

5 結(jié)語

綜上所述，使用煙氣擋板對再熱汽溫控制的問題表現(xiàn)在溫度調(diào)節(jié)的靈敏度較低，并且在溫度調(diào)節(jié)幅度方面也存在局限性。基于以上方面，此次研究深入探討了煙氣擋板控制優(yōu)化措施，細(xì)致地區(qū)分各個部位擋板的作用，這樣可以有效地提升再熱汽溫，并且能夠加強(qiáng)機(jī)組熱效率。與此同時，鍋爐運(yùn)行操作人員應(yīng)該加強(qiáng)自身理論知識學(xué)習(xí)，深入了解和掌握鍋爐受熱面的具體布置情況，并且能夠熟悉不同鍋爐的調(diào)整特性，這樣能夠更加符合鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況。

參考文獻(xiàn)

[1]陳鴻偉，王廣濤，王朝陽，等.鍋爐尾部煙氣中物性對液滴蒸發(fā)特性數(shù)值模擬研究[J].電力科學(xué)與工程，2018，34（10）：35-41.

[2]郭成更，朱琳，韓崇剛，等.天津華苑5×58MW煤粉爐關(guān)于尾部積灰技術(shù)改造的案例分析[J].區(qū)域供熱，2018（3）：143-146.

[3]于威娜.燃油鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕原因及應(yīng)對策略淺析[J].石化技術(shù)，2018，25（2）：291.