660MW超超臨界鍋爐濕態轉干態運行操作探討

摘要：超超臨界鍋爐的濕態轉干態是鍋爐升負荷過程中的重要操作，也是一個容易超溫的階段，通過對以往操作經驗的總結，使這一過程得到更好的控制，達到快速、平穩升負荷的目的。

關鍵詞：超超臨界 濕態轉干態 給水流量 煤量

0設備簡介

托電五期9、10號爐為660MW為高效超超臨界參數變壓直流本生型鍋爐，一次再熱，單爐膛，前后墻對沖方式，尾部煙道為雙煙道結構，采用煙氣擋板調節再熱汽溫，事故狀態時有事故噴水，排渣方式為固態排渣，全鋼構架，全懸吊結構，全身采用緊身封閉，平衡通風，Π 型布置鍋爐。爐膛高熱負荷區域采用內螺紋管膜式螺旋水冷壁上部為垂直水冷壁，兩者間由過渡段水冷壁和水冷壁中間過渡集箱連接。爐膛上部布置有屏式過熱器、高溫過熱器;折焰角后部水平煙道布置有高溫再熱器;后豎井雙煙道分別布置水平低溫過熱器、低溫再熱器和省煤器。

爐膛燃燒方式為正壓直吹前后墻對沖燃燒，共配有36只LNASB低NOx軸向旋流式煤粉燃燒器，分三層分別布置在鍋爐前后墻水冷壁上，每層6只。

鍋爐采用不帶再循環泵的內置式啟動循環系統，由啟動分離器、儲水罐、儲水罐水位調節閥、疏水擴容器、疏水泵等組成。在鍋爐啟動處于循環運行方式時，飽和蒸汽經汽水分離器分離后進入頂棚過熱器，疏水進入儲水罐。來自儲水罐的飽和水通過儲水罐水位調節閥后引至疏水擴容器。

1 轉態操作背景

亞臨界循環爐有一個體積很大的汽包對汽水進行分離，汽包作為分界點將鍋爐受熱面分為蒸發受熱面和過熱受熱面兩部分。直流爐是靠給水泵的壓力，使鍋爐中的水、汽水混合物和蒸汽一次通過全部受熱面。亞臨界循環爐在點火前鍋爐上水到汽包低水位，鍋爐點火后，水冷壁吸收爐膛輻射熱，水溫升高后產生蒸汽，蒸汽由于比容低，汽水混合物沿著水冷壁上升到汽包，水循環建立。隨著燃料的增加，蒸發量增大，水循環加快，因此啟動過程中水冷壁冷卻充分，運行安全。超臨界直流鍋爐由于沒有汽包，水在鍋爐管中加熱、蒸發和過熱后直接向汽輪機供汽。在啟動前必須由鍋爐給水泵建立一定的啟動流量（25%BMCR）和啟動壓力，強迫工質流經受熱面。如果沒有啟動系統，水冷壁的安全得不到保證。此時的汽水分離器和儲水罐就相當于亞臨界鍋爐的汽包，也就是濕態運行，當爐內蒸汽的蒸發量逐漸大于鍋爐水冷壁最小給水流量，鍋爐由濕態轉入干態即直流運行。

鍋爐負荷小于25%MCR時，超超臨界鍋爐運行在最小水冷壁流量，所產生的蒸汽要小于最小水冷壁流量，汽水分離器濕態運行，汽水分離器中多于的飽和水通過汽水分離器液位控制系統控制排出。 當鍋爐負荷大于30%以上時，鍋爐產生的蒸汽大于最小水冷壁流量，過熱蒸汽流過汽水分離器，此時汽水分離器中沒有水，為干式運行。汽水分離器出口或第一級過熱器出口蒸汽溫度，由給水流量/蒸汽溫度控制器以及鍋爐負荷指令的前饋信號控制，即由汽水分離器濕態時的液位控制轉為蒸汽溫度控制。濕干態"轉換時先增加鍋爐的燃燒率，然后增加給水量。在最小給水流量下燃燒率的增加使飽和蒸汽量增加而飽和水量減少，此時液位控制器控制汽水分離器的水位。當汽水分離器入口"濕蒸汽"的焓值達到"干"飽和蒸汽焓值時，流進汽水分離器得為"干"飽和蒸汽，汽水分離器液位控制閥因沒有飽和水而關閉。

隨著燃燒率的進一步增加，使流經汽水分離器的蒸汽逐步成為過熱蒸汽，溫度控制器因蒸汽溫度未達到設定點而不起作用。當蒸汽溫度隨著燃燒率持續增加而超過設定點，溫度控制器起作用，同時流量控制器控制鍋爐給水流量，實現了由濕態時的液位控制到干態時得溫度和給水流量控制的平穩轉換。

2干態運行的標志：

（1）有一定的過熱度，大于5℃

（2）儲水罐無水，361閥關閉

3濕態轉干態操作原則

（1）水冷壁最小給水流量是515t/h-617t/h（25%BMCR-30%BMCR），防止水冷壁超溫、對應負荷大約為175MW-210MW，

（2）理論上講，由濕態轉干態運行，有兩種方法，一是保持給水量不變，增加煤量，另一種是保持煤量不變，降低給水流量，但是水冷壁有最低給水流量限制，所以在給水流量是515t/h-617t/h減水操作基本上行不通。

（3）濕態轉干態是一個燒過熱度的過程，在濕態的過程中一部分水燒成蒸汽用來帶負荷，一部分水排出去了，轉到干態后就是把這部分排出去的水也用來帶負荷，所以濕態轉干態過程中，水量是足夠的，保持穩定，而溫度不夠需要把飽和水燒成帶過熱度的，所以燃燒不夠，需要慢慢的加煤量燒出來。

（4）保持給水量不變，600t/h水量能帶210MW負荷左右，但是煤量需要再加20t/h左右。

（5）轉換過程中加煤一定要緩慢，一般2t/h的加，煤進入爐膛燒出汽溫需要4分鐘左右時間，這個過程不要著急，隨著燃燒的加強，儲水罐水位開始下降，直到361閥全關，過熱度出現，就意味著進入干態了，但是過熱度不要太大，保持5℃以上就可以了，太大很容易超溫，太小又會進入濕態。

（6）干態運行后，快速加負荷到240MW以上，這時候就要注意加水了，保持煤水比穩定，保持5-10℃的過熱度，穩定干態方式。

4濕態轉干態注意事項

（1） 轉干態過程中密切監視儲水箱的水位，控制過熱度。

（2）轉干態過程中，嚴密監視鍋爐各受熱面溫度在正常范圍內，不允許出現超溫的現象。

（3）濕態轉干態過程中，監視361閥A的狀態，隨著儲水箱水位下降，361閥A自動關小，待鍋爐轉干態運行后，檢查361閥A，361閥B已關閉，手動關閉361閥前電動門。開啟儲水箱至過熱器二減手動門、361閥及管路暖管手動門后投入361閥及管路暖管系統。

（4）當鍋爐轉干態后，關閉361閥前電動門。當汽水分離器入口蒸汽過熱度達到15～20℃，繼續增加燃料量時相應增加給水流量并維持合適的水煤比。及時開啟361閥暖閥電動門，保證361閥及管道處于熱備用狀態。

（5）維持給水量，防止水量波動。

（6）轉為干態后，及時關閉儲水箱361閥前電動門，保證分離器壓力的穩定。

（7）轉為干態后，應快速升負荷至240MW以上，防止干/濕態工況反復轉換。

（8）給水旁路門在48%-51%范圍內出現了擺動，給水量100t/h左右，這時候需要調整汽泵轉速，避開這個開度。

（9）為了減少干擾，保證水量穩定，保持汽泵汽源穩定，提高輔汽壓力并保持穩定，讓小機汽源為輔汽汽源。

5減水操作的例子

機組并網后，因為給水泵故障（30%電泵），導致脫硝一直沒有投上，急于提高汽溫，啟動了第四臺磨，導致240MW，才進行轉態操作，為了平衡富裕的熱量，加大了給水量，至1000t/h的給水量，因為加大了給水量且在濕態，產生的蒸汽量并沒有增加（可能減少），導致過熱器在減溫水全開的情況下，還發生了超溫現象。在這種情況下，轉態，就必須進行減水操作了。

結束語

本文闡述了660MW超超臨界鍋爐的濕態轉干態操作的背景、完成轉態標志、操作原則以及注意事項，并介紹了特殊工況下的通過保持燃料量不變，減水操作達到轉態的目的進行了介紹，確保濕態轉干態過程平穩，保證鍋爐的安全運行。

參考文獻

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作者簡介：

畢士博，（1981-），男，工程師 ，大學本科，從事集控運行工作。