超超临界1000mw机组直流锅炉调试运行情况

超超临界1000mw机组直流锅炉调试运行情况

1bmcr工况邹县处理厂的正常最大允许允许生产2.1000mw机组锅炉，dg3000。26.15-ii1变压，直接制流锅炉。采用c型布局、式销、低nox轴向旋转推进器、前后墙双重燃烧模式，一次中间热、平衡通风、室外配置、固定蓄渣、钢框架、悬臂结构。锅炉炉膛宽深高为33973mm×15558mm×64000mm,水冷壁由下部带内螺纹的螺旋环绕管圈(倾角为23.578°)和上部垂直水冷壁构成。BMCR工况主要设计参数为:过热蒸汽流量3033t/h,出口压力26.25MPa,出口温度605℃;再热蒸汽进/出口压力5.1MPa/4.9MPa,进/出口温度354.2℃/603℃;给水温度302.4℃。设计煤种为兖州和济北煤的混合烟煤。采用正压直吹式制粉系统,配6台BBD-4360型双进双出钢球磨煤机,设计煤粉细度R90为21%。燃烧系统共布置有48只HT-NR3燃烧器,前、后墙各布置3层,每层8只,每台磨煤机带一层燃烧器;在前、后墙最上层燃烧器上方各布置一层燃尽风喷口,每层10只。为使每个燃烧器的空气分配均匀,每层燃烧器设有一个大风箱,对称布置于前后墙,大风箱两端进风,风箱内风量的分配取决于燃烧器自身结构特点及其风门开度。单只煤粉燃烧器配风如图1所示。锅炉采用带炉水循环泵的汽水分离器内置式起动系统,设计最低直流负荷为25%BMCR;汽轮机配备25%BMCR一级电动大旁路,采用高压缸起动方式,汽水起动系统如图2所示。2锅炉启动时的调试特性2.1调整磨煤机出口风速偏差锅炉风粉调平主要包括一次风冷态调平和燃烧器配风调平。一次风冷态调平是在锅炉起动前,对每台磨煤机出口的同层8根一次风管的风速进行测试,如果有偏差则通过可调缩孔改变其均匀性,调整后磨煤机出口风速偏差不超过±5%。燃烧器配风调平包括冷态和热态调整,冷态时按照设计要求调整二、三次风挡板开度分别为100%和50%,热态时则进一步调整三次风挡板开度,消除风箱结构所造成的沿炉宽方向风量分配不均和燃烧器出力不均形成的对氧量需求的不一致,使省煤器出口氧量趋于均匀。图3给出了热态调整前后省煤器出口氧量分布,调整后三次风挡板开度由外向内为80/50/50/80。试验结果表明,与挡板开度相应的省煤器出口氧量沿炉宽呈马鞍型分布,调整后氧量分布均匀性明显改善。2.2锅炉热态清洗直流锅炉没有汽包,无法排污,对给水品质和炉前系统的清洁度要求更高。锅炉初次起动或长期停炉后必须对系统进行严格的冲洗。冲洗时按照凝汽器、低压加热器、除氧器、高压加热器、省煤器、水冷壁及汽水分离器的顺序进行开式和闭式冷态冲洗,水质合格后锅炉点火,在顶棚过热器出口水温达到190℃时进行热态清洗,水质合格后继续升温升压。清洗直流锅炉比汽包锅炉用除盐水量更大。为有效加快系统清洗的进度,节约除盐水,在清洗过程中采取了以下措施:(1)投入除氧器辅汽加热提高给水溶盐能力;(2)多次停炉放水并维持较高的给水流量提高炉水置换力度;(3)锅炉放水后对凝汽器和除氧器内部进行人工清理;(4)锅炉热态清洗阶段及时投用除盐水精处理装置。采用以上措施后,7号锅炉带旁路热态清洗只需1天时间。2.3正式吹扫时间7号锅炉吹管时BCP泵未到货,因此在无BCP泵的情况下采用两阶段不熄火降压吹管方式。第1阶段吹扫过热器和主蒸汽管道,贮水罐出口压力控制在8.0MPa;第2阶段吹扫过热器、再热器及其管道,贮水罐出口压力控制在8.0～9.0MPa,实际吹管有效时间大于70s。8号锅炉采用了BCP泵。实际两台锅炉正式吹扫次数分别为133次和126次,过热器和再热器最大吹管系数大于1.5,平均吹管系数大于1.15,靶板检查合格。比较2台锅炉吹管过程发现,超临界锅炉不用BCP泵吹管时容易发生水冷壁断流,这是因为吹管控制阀打开后,锅炉产生的蒸汽量大大高于正常给水流量,吹管控制阀关闭后,上部水冷壁在短时间内就会处于缺水干烧状态。为了防止水冷壁烧损,7号锅炉吹管时采用了以下两种方法:(1)吹管阀开启后,马上提高给水流量,在吹管阀关闭贮水罐水位恢复正常后再减小给水流量,尽量缩短水冷壁缺水干烧的时间;(2)吹管阀开启前,减小锅炉燃烧率,只保留下层的1～2支油枪,水冷壁循环流量恢复正常后再逐渐增大燃烧率。采用以上方法后,吹管期间锅炉水冷壁温度均匀,不超温。2.4安全阀启座压力与汽包锅炉不同,邹县电厂超超临界锅炉采用带负荷整定安全阀。这是因为空负荷时锅炉在湿态运行,干湿态转换最高压力限定在9.7MPa,高于此压力361阀后的管路会超压,影响安全。另外,机组采用一级大旁路,空负荷时再热器无压力,处于干烧状态。因此,安全阀整定时保持锅炉负荷750～800MW,稳定主汽压力24MPa,调整液压装置使安全阀启座,记录就地压力表压力和液压辅助装置压力,计算得出安全阀启座压力。校验结果显示安全阀实际启座压力与设计值偏差不超过±1%。2.5水冷壁水位波动的影响及控制优化超超临界锅炉起动时为保证水冷壁安全,始终保证省煤器入口流量在760t/h以上。在冷态和稳态起动时,由于投入了贮水罐水位自动控制,在水冷壁出现汽水膨胀时,贮水罐水位并没有出现明显的水位波动。为了减小起动过程中水冷壁的热偏差,投煤时首先投入后墙上排燃烧器,然后按照从上往下,从前往后的原则逐次投入各磨煤机,并且起停过程中前后墙燃烧器投运层数偏差不能超过1层。随负荷增加,锅炉由湿态转入直流运行,此时应及时增加燃料量,采用水燃比控制主蒸汽温度。7号机组起动过程中就因为水燃比调整不当连续3次发生了主蒸汽温度低跳闸保护。3运营过程中的问题和处理3.1更换油枪雾化片7号锅炉起动初期,油枪燃烧不良,冒黑烟严重,点燃2支油枪在火焰电视上就看不到火焰,增大运行风量冒黑烟现象无明显改善。分析燃烧器配风发现,这是油枪燃烧初期缺风引起的。BHK公司设计的油枪出力较大,达到1350kg/h,而油枪布置在煤粉燃烧器中心,只有中心风才能有效供给油雾燃烧初期需要的大量空气,二、三次风出口距离油枪喷嘴较远,其供风不能有效参与油枪燃烧,且中心风箱流通面积远小于二、三次风。因此,在所有风阀全开的情况下单纯增大炉膛进风量效果有限。为此,首先更换了油枪雾化片,将油枪出力减至900kg/h;保证二次风总风量在30%～40%BMCR,关闭未运行燃烧器层的所有入口风阀,关小运行层大风箱入口风阀,全开中心风入口风阀,这既减少了无效进风,又提高了运行燃烧器层大风箱的风压,增大了中心风的流量,当二次风压达到1.7～1.8kPa后,油枪燃烧良好,火焰明亮,冒黑烟现象消除。3.2分离器内部气流短路7号锅炉满负荷试运期间,锅炉未燃尽损失较大,在炉渣中发现黄豆大小的煤粒,飞灰和炉渣含碳量分别在3.0%和7.0%左右。采用等速取样化验煤粉细度发现煤粉偏粗,R90为25%左右,同时在粗粉分离器出口粉管处可听到明显的大颗粒撞击的声音,分析认为是由于粗粉分离器内部气流短路造成的。检查雷蒙式径向叶片可调双锥体粗粉分离器,发现内锥采用活门式间断回粉阀,活门在打开位置恰好受到下方气流的冲击而被托住,不能及时关闭,形成气流短路。同时,还发现分离器至磨煤机的回粉管路上的重力式锁风逆止阀为橡胶制作,已经破碎,不能起到锁气器的作用。为此,将橡胶锁风逆止阀更换为钢板式,并在回粉活门前安装遮流板消除气流对活门的冲击。粗粉分离器改造后,煤粉中的大颗粒消失,煤粉细度达到设计值R90=21%,飞灰和炉渣含碳量分别降至2.0%和3.0%以下,取得了明显的节能效果。3.3次管路运行的热态问题尽管在起动调试阶段已经进行了一次风冷态调平,但是在热态带粉后,一次风管阻力特性发生变化,使得热态一次风速出现较大偏差,特别是后墙的A、B、F层燃烧器,一次风管水平管段长,最长达118m,同层一次风管长短差别大,最大相差1倍以上,热态阻力特性变化较大。同时,一次风管无保温,燃烧器进口风粉混合物温度降低较多,在燃煤含水量高和磨煤机起动及低负荷运行时更易出现煤粉沉积。在168h满负荷试运行和试生产期间,两台锅炉均发现不同程度的一次风管积粉现象,造成锅炉热偏差增大。性能试验前进行了制粉系统热态调整,在可调缩孔达到极限的情况下,目前仍有个别一次风管积粉。因此,为了达到热态带粉工况下的平衡,在制粉系统设计时就应详细计算热态带粉时的阻力偏差,而后在每根一次风管内加配一个不同孔径的节流孔板。对于一次风管较长的制粉系统,设计时应采用较高的一次风速。4降低运行和防结焦要求经过调整后,锅炉水动力工况稳定,各受热面沿炉膛宽度的热偏差较小,均控制在合理范围内。高温过热器、高温再热器和螺旋水冷壁出口在满负荷条件下的壁温分布如图4所示。从运行情况来看,锅炉基本能够达到设计运行参数,最大连续出力可以达到1067MW,燃用设计煤种5台磨煤机能够带满负荷。但是,在额定压力下锅炉高温过热器设计报警壁温为627℃,与主蒸汽温度差值仅为22℃,设计裕量较小,对运行和自动控制提出了更高的要求,导致在运行工况不稳时易发生超温,主蒸汽温度需要比设计值降低5～10℃运行,影响了机组经济性。另外,为了防止结焦,炉膛设计时选用了较大的容积,炉膛容积热负荷为79kW/m3,断面积热负荷4.5kW/m2,燃烧器区域壁面热负荷为1.6MW/m2,降低了整个炉膛温度,减小了炉膛水冷壁和燃烧器区域结焦的可能性。同时,为了防止对流受热面的结焦,炉膛出口烟气温度设计值为1016℃,低于灰的初始变形温度1200℃,符合文献指出的当炉膛出口有屏式受热面时,屏后温度应不超过(DT-50)℃或(ST-150)℃的要求。试运表明,锅炉燃用设计煤种时,运行稳定,无明显的水冷壁和燃烧器区域结焦现象,但是在8号锅炉满负荷试运期间燃用灰熔点较低的校核煤种时,曾经发生过分割屏过热器结焦现象,掉大焦时在集控室内有震感,经分析认为结焦是由于分割屏过热