超临界锅炉超温分析及处理

超临界锅炉超温分析及处理

0煤粉燃烧方法我国第一阶段采用两台600吨大型破碎燃煤发电装置，采用中央锅炉集团有限公司制造，采用冷鲜严格执行制度和直吹式研磨系统。配备北京重型能源设备有限公司生产的6台zgm103g中型驱动器。采用左壁对冲燃烧法，24个燃煤粉末分为三个部分，布置在炉芯前后壁上。煤粉焦器采用日本-巴布科克（bhk）ht-nr3低nox旋转混音器。所有煤粉焦器都配备了防火器和点火装置。将前壁和后墙中的每个油粉器中心放在前壁上，并配置8个油气源装置。前壁下四根柱子上配置有四个离子点的火装置。1超温原因的分析1.1热管内蒸汽温度变化造成的超温(1)锅侧的辐射热、烟气对流热加热受热面,通过受热面将热量传递给管壁内的蒸汽,炉侧烟气量、烟温的增加、炉膛温度的提高,均会增大向管壁内的蒸汽换热,在管壁内蒸汽的流量、进口温度不变的情况下,管壁内蒸汽温度会升高造成受热面壁温超温。相同原理,在锅侧燃烧保持不变的情况下,管壁内工质的流量减少、饱和温度变化等也会引起汽温超温。(2)在湿态转干态过程中,由于我公司储水灌水位修正未按照东锅厂家要求进行修正,而仅依靠分离器压力达到14.1MPa时将水位修正为0,给运行人员操作调整一个误区,在湿态转干态过程中,盲目增加燃料量提高压力,导致汽温超温(见表1)。按照东锅厂提供启动曲线,我公司主汽压在8.4～9.5MPa即可完全进入干态运行,对应机组负荷150～180MW。1.2超温因素分析1.2.1凝汽器+回用直流锅炉在启动初期,需要建立最低给水流量(我公司为400t/h),通过361阀将未汽化的水回收至凝汽器。在炉内燃烧不变的前提下,给水流量增大,进入水冷壁的水温下降,在水冷壁内的产汽量减少,带入凝汽器的热量损失增大。产汽量的减少,导致汽压的下降,通过过热器受热面的蒸汽量减少,对过热器的冷却能力降低,汽温升高。1.2.2给水温度给水温度升高,给水流量及燃烧负荷等不变的情况下,工质在水冷壁内产汽量增加,汽温下降。反之汽温升高。1.2.3饱和温度的变化在燃烧等其他条件不变情况下,汽压升高,对应的饱和温度升高。如3MPa对应的饱和温度为233.9℃,汽压升高到8MPa时对应的饱和温度为295.05℃,饱和温度提高了61.15℃、汽压升高到14MPa时对应的饱和温度为336.7℃,饱和温度提高了102.8℃(如图1所示)。1.2.4锅炉燃烧(1)火焰中心越低,火焰中心越低煤粉细度影响着火点距离及火焰中心高度。煤粉越细,火焰中心越低,利于水冷壁产生更多的蒸汽。煤粉粗,火焰中心上移,水冷壁产汽量少,屏过吸热量增大,容易造成屏过管壁超温,汽温升高。(2)风带增大,导致水冷壁产汽温升高磨煤机出口风速升高,着火点远,进入炉内冷风带增大,导致火焰中心上移,冷风量走炉内热量,水冷壁产汽量减少,屏过、对流过热器吸热量增大,造成屏过管壁超温,汽温升高。(3)磨损采机的出口温度磨煤机出口温度升高,着火点近,水冷壁产汽量增加,屏过、对流过热器吸热量减小,反之造成屏过管壁超温,汽温升高。(4)锅炉的耗水量点火初期,锅炉总风量增加,烟气在炉内带走的热量增多,炉内辐射换热减少,火焰中心上移,造成水冷壁产汽量减少、对流换热增加。(5)通风温度送风温度提高,炉内燃烧稳定,火焰中心下移,水冷壁产汽量增大,利于降低屏过管壁温度及汽温。(6)次风系统与炉秆压力的关系我公司A层喷燃器改造等离子后,喷燃器射流特性接近直流喷燃器。在点火初期的配风方面,二次风箱压力与炉膛压力差增高,三次风进入炉膛后的旋流效果越好,越有利于A层喷燃器着火稳定及煤粉在炉膛内停留时间,有利于降低火焰中心。(7)六安融为一体等离子点火用煤种,挥发份越高,越利于着火稳定及火焰中心降低。2防止过度加热2.1燃烧侧措施2.1.1按煤种降低磨煤机的效率正常运行中,A磨煤机折向挡板开度40%,R90在10%左右,根据点火煤种挥发份,最低可关小至35%,可满足40t/h的磨煤机出力,在机组启动正常后,再将其折向挡板恢复。2.1.2国能煤和新集煤种根据目前公司来煤情况,点火用煤,A、F仓优先选用国能煤(挥发份大于41%,热值大于22MJkg),其次选用新集煤种(挥发份在35～40%,热值19MJ/kg左右)。国能煤种稳定性强于新集煤种。2.1.3退出等离子模式控制磨煤机出口风速不高于22～25m/s。对于A磨煤机,风速控制低等离子壁温容易超温,此情况可以投入A层点火油枪,退出等离子模式,根据燃烧稳定情况退出等离子。2.1.4提高磨煤机的出口温度在点火前,提前投入A磨暖风器预暖,启动A磨煤机后,尽可能提高磨煤机出口温度,以不高于95℃为准。2.1.5风道维持和风压增加量在点火初期,控制锅炉总风量不高于35%。控制在35%总风量容易造成风量低于30%而MFT动作,在启动F磨煤机前可将锅炉风量保护解除。启动过程中严密监视氧量变化,氧量低于10%时及时增加风量。通常为防止一次风机抢风,在A磨煤机运行时,均建立另外一台磨煤机的风道。由于此部分冷风进入炉膛,会带走大量炉内热量,因此不建议多建立风道,可以通过维持较低一次风压实现,根据A磨煤机运行状况,一次风压维持在7～9kPa。如需建立风道,应使用E磨煤机进行,保持20～30t/h风量即可。2.1.6严格控制风箱进风调门为保证A层喷燃器三次风的旋流强度,A层喷燃器二次风箱进风调门全开,其他层均关闭,保持风箱压力与炉膛内压力差大于0.5kPa。根据风箱与炉膛压差情况,保持燃尽风适当开度。2.2蒸汽侧措施2.2.1等离子体点火超温降低给水流量,可以使工质在水冷壁内单位吸热量增加,产汽量增加,减少带入凝汽器的热量。铜陵电厂在使用等离子点火时也出现超温现象,其采用的措施之一是将给水流量降低至350t/h。根据我公司目前情况,应维持给水在400t/h,通过增大给水试图增加减温水的方法在实践中被证实是无效的。2.2.2辅汽及除氧器加热门给水温度尽可能提高,有效途径是:a.辅汽至除氧器加热门全开;b.提高辅汽压力至1.0MPa;c.低加随机启动,高加随机启动;d.降低给水流量。2.2.3合理调整高、低级别在汽机冲转后,高旁关小幅度以不影响主汽压变化为原则,防止由于旁路操作引起的汽压大幅变化。2.2.4降低冲转压力由于锅炉出口蒸汽压力越低,蒸发热占的比例越小;压力越高,蒸发热占的比例越大,因此相同炉内燃烧条件下,适当降低冲转压力可以取得较多的蒸汽量,确保一定蒸汽通过过热器使屏过及主汽温不容易超温。经过运行积累,主汽压控制在4MPa左右时即可满足汽机冲转要求。2.3增加煤?严防死守,降低燃料混烧率在煤质较差,完全依靠启动油枪点火时应遵循以下步骤进行:(1)燃烧器前墙中层启动油枪及后墙中层启动油枪投运;(2)在锅炉负荷达到20%B-MCR负荷以后,可开始投入第一台磨煤机,建议先投运配后墙上排燃烧器的磨煤机;(3)第二台磨煤机投入,建议先投运配前墙上排燃烧器的磨煤机;(4)锅炉负荷到达可以切停油枪时,逐步熄灭燃烧器前、后墙中层各只启动油枪,此时应密切注意炉膛火焰状况,如出现燃烧不稳定情况,应停止切停油枪,转入增加油枪投入;(5)通过设定磨煤机给煤的自动增加和投入启动油枪燃烧率的减少以控制燃料混烧率(给煤率控制在其高、低限制值内);(6)在锅炉负荷达到40%ECR负荷时,可投入第三台磨煤机,建议投运配后墙下排燃烧器的磨煤机;(7)在锅炉负荷达到50%ECR负荷时,可投入第四台磨煤机,建议投运前墙下排燃烧器对应的磨煤机;(8)相继投入第四、五台磨煤机;(9)在锅炉负荷达到75%ECR负荷时,第六台磨煤机投入;(10)在锅炉负荷达到100%ECR负荷时,锅炉前墙上排燃烧器可熄火、退出运行。这种运行模式(前墙上排燃烧器不投运、5台磨煤机带100%ECR负荷)是推荐的常规运行模式。2.4油调门投用方案由于设备等原因,在等离子模式下需要投用启动油枪时应遵循以下步骤进行:(1)联系燃油泵房增开一台燃油泵,投入蒸汽雾化。如雾化汽压力低,可以适当提高辅汽联箱压力。(2)将启动油油压调门切至手动,开度保持30～40%;(3)微调启动油回油电动门前手动门(由于此手动门对油压影响较大,每次调整幅度应控制在2o(开启一圈180o),调整启动油压在1.2～1.5MPa之间;(4)投入需投启动油枪,启动油调门保持开度不变;(5)将所投入启动油枪对应的二次风开至“燃油位”,保证燃油充分燃烧;(6)为防止增加燃料量过快,投入一支启动油枪后,应减少A磨煤量3～5t;(7)通常只需要投入两只启动油枪即可满足需要;(8)在煤质较差的情况下,也可以通过投入一只或两只启动油枪强化炉内下部燃烧,防止超温。2.5水冷壁出口燃料量的影响在400t/h给水流量的前提下,按照启动曲线,在8.4MPa的定压运行时,实现湿—干态转换。湿—干态转换时对应机组负荷160～180MW。在湿态向干态转换过程中,由于增加燃料量后烟气侧的变化先于蒸汽侧,燃料量的增加应均匀,以2t/min为宜,防止过快增加燃料量后蒸汽流量滞后造成超温。在增加燃料量的同时,保持给水不变,同时监视垂直水冷壁出口工质温度、过热度、361阀开度。随着燃料量的增加,361阀开度逐渐关小,垂直水冷壁出口工质温度上升,过热度由负转正,当361阀开度为0、过热度大于5时,表明已转入干态运行。之后的操作应按照一定煤配一定比例水来进行。当分离器压力达到14.1MPa时,热控逻辑强制分离器水位显示至0。根据计算,400吨给水转直流对应燃油38t/h,折合煤约76t/h,考虑不完全燃烧损失,需要煤量85t/h左右。2.6启动f磨煤机后,煤量大幅增长时超温(1)燃料量的增减幅度应缓慢而均匀,防止大幅度增加燃料量。由于在大幅度增加燃料量时,燃烧侧变化速度快于蒸汽侧,在蒸汽侧蒸发量未跟上燃烧变化速度时,极容易造成屏过壁温超温。(2)在启动F磨煤机时,应在A磨煤机煤量高于45t/h时进行。启动F磨煤机后,立刻降低A磨煤机煤量,保持启动F磨煤机后总煤量与启动前基本一致。防止由于煤量大幅增加造成超温。在启动F磨煤机后,如果屏过及主汽温有较快上升速度,可以通过快速开汽机调门增带负荷保持汽压不上升或略微下降(主汽压下限为7.5MPa)的方法防止超温。(3