超、超超临界锅炉启动运行有关问题PPT课件.ppt

超临界锅炉启动运行的有关问题 哈尔滨锅炉厂有限责任公司2011 8 22 1 一 锅炉机组点火投运之前 1 1冷态动力场试验新安装的锅炉在启动前进行炉内冷态空气动力场试验的目的是了解锅炉空气动力场情况 这对热态运行有着指导意义 良好的炉内空气动力场的表现为 燃烧中心区有足够的热烟气回流至一次风粉混合物射流的根部 保持稳定的着火 燃料和空气分布合适 供氧及时 利于燃尽 炉膛内火焰充满度好 气流不刷墙 避免热态结焦等 冷态动力场试验方法 火花法 纸屑法 飘带法 速度测量等 试验遵循的准则 1 自模化区的确定 对于大多数锅炉 炉膛界限Re数大致在5 104 而燃烧器进入自模化区为Re 105 2 动量比相等 即冷 热态下各股射流动量比相等 3 试验风速的确定 选择一个适当的一次风速 一般在20 28m s 后 根据动量比相等求出二次风速 之后再核算雷诺数是否在自模化区 如在自模化区即可 否则再重新选择一次风速 重新计算 2 一 锅炉机组点火投运之前 1 2燃烧器的冷态风门开度调整及摆动试验燃烧器各次风门开度冷态调整和开度试验对保证锅炉热态运行有十分重要的作用 对于四角切圆或墙式切圆燃烧锅炉 同层燃烧器的开度应该一致 且动作灵活 各角燃烧器摆角应同步 灵活 对于前 后布置的旋流燃烧器 在锅炉点火前应根据煤质特性 特别是挥发份 灰熔点 调节内二次 外二次风门挡板开度和旋流器的位置 同时记录调节拉杆的位置 以便作为热态调整时的依据 3 一 锅炉机组点火投运之前 1 3一次风分配调平每台磨煤机出口的一次风管道 在锅炉启动前应进行调平试验 在设计一次风管风速下 调节磨煤机出口的可调缩孔 使各管的风速偏差不大于5 1 4风门 挡板开度就地与CRT画面指示核实核实各燃烧器所有风门 风道风门 调温挡板等实际开度与就地指示的一致性 就地指示与CRT画面指示的一致性 这是热态运行调整的重要依据 否则 热态运行时出现的问题无法分析 4 二 化学清洗 2 1清洗范围锅炉化学清洗范围原则上包括 高压给水管路 省煤器系统 水冷壁系统 启动循环回路等 过热器系统及主蒸汽管道 再热器和冷 热段再热蒸汽管道不需要化学清洗 仅用蒸汽吹扫 其它一些管道 如减温水管道 启动系统中的过冷水管 暖管管路和溢流管路 以及锅炉本体和管道上的所有疏水 排气 取样和仪表管路应进行水冲洗 5 二 化学清洗 2 2清洗介质选择国内大型电站锅炉化学清洗介质通常选用盐酸 氢氟酸 柠檬酸和EDTA 盐酸价格最便宜 货源广 清洗效果好 废液易处理 但它含有氯离子 易使奥氏体管材发生氯脆 因此对于水容积相对较小的直流锅炉不宜采用 氢氟酸清洗效果好 而且对超临界锅炉的所有受热面管材都是相容的 故只有它过热器系统也可参与清洗 从而可显著缩短蒸汽吹管时间 氢氟酸采用开式清洗 清洗系统简单 清洗温度在50 左右 因此清洗期间锅炉不用点火 但氢氟酸有着较强的腐蚀性和毒性 需特别注意对设备和环境的保护 以及清洗人员的安全防护 柠檬酸的清洗温度稍高 在90 左右 且溶解氧化物的能力随温度的降低而迅速减弱 柠檬酸清洗所需的清洗时间较长 但其危险性小 不需要对阀门采取防护措施 清洗废液可在炉内焚烧处理 利用EDTA络合物的酸效应原理进行的清洗 清洗系统简单 不需要进行碱洗而缩短了清洗时间 耗水量小 EDTA清洗废液可以回收再生 缺点是清洗温度高 120 左右 因而清洗时锅炉必须点火加热 鉴于新建超临界电站锅炉受热面管内无化学盐垢 多为氧化铁等其它杂质 为此推荐选用腐蚀性相对较弱的柠檬酸和EDTA清洗 6 二 化学清洗 2 3清洗后的检查系统清洗完成后 割开水冷壁进口处分配器手孔进行内部检查 并清除沉积物 对水冷壁 省煤器割管检查 判断清洗效果 但若从监视管段可以断定清洗效果良好 也可免做割管检查 7 三 蒸汽吹管 3 1吹管范围从分离器到末级过热器出口集箱的过热器系统主蒸汽管道高压旁路管道冷段再热器管道从冷段再热器入口集箱到热段再热器出口集箱的再热器系统热段再热器管道小汽轮机进汽管道及吹灰蒸汽管道 8 三 蒸汽吹管 3 2吹管系数及参数为了达到有效的吹扫 吹管时被吹扫表面所受的作用力必须大于锅炉最大连续出力 BMCR 下蒸汽对表面的作用力 作用力越大吹管越有效 吹管系数定义为吹扫工况和BMCR工况下蒸汽动量之比 火电机组启动蒸汽吹管导则 规定 吹管时应保证被吹扫系统中各处的吹管系数均应大于1 吹管系数的计算公式如下 DF W2purge Vpurge W2MCR VMCR 式中 W 质量流量kg sV 比容m3 kgPurge 吹扫负荷MCR 最大连续负荷DF 吹管系数为了达到最有效的吹扫 三井 巴布科克公司推荐将要吹扫的锅炉和各段管道的吹管系数应达到1 3至1 7的范围内 9 三 蒸汽吹管 根据上面的理论公式 下面的公式可以用于在现场评估各吹扫管段每次吹扫的吹管系数 DF Pinpurge Poutpurge PinMCR PoutMCR 式中 Pinpurge 吹扫管段吹扫期间的入口压力Poutpurge 吹扫管段吹扫期间的出口压力PinMCR 吹扫管段MCR工况下的入口压力PoutMCR 吹扫管段MCR工况下的出口压力 10 三 蒸汽吹管 3 3吹管方式蒸汽吹管有降压吹管和稳压吹管两种方式 又有过热器 再热器系统串联吹扫 简称 一步法 和分阶段吹扫 简称 二步法 两种方法 稳压吹管通常采用 一步法 吹管 吹管压力 内置式汽水分离器出口压力 控制在5 0 6 0MPa范围内 采用动量计算的方法 在保证被吹扫系统各段吹管系数K 1的前提下 得出在选定吹管蒸汽压力下的吹管蒸汽流量 锅炉输入热负荷达到约40 BMCR 稳压吹管操作简便 运行工况稳定 受热面承受的热冲击较小 稳压吹管每次吹管的持续时间取决于储备的除盐水量 稳压吹管锅炉的输入热负荷较高 为此要注意控制炉膛出口烟温 防止过热器和再热器超温 降压吹管推荐采用 二步法 吹扫 吹管压力为4 5 5 5MPa 如采用 一步法 吹管压力应达到7 0 7 5MPa 降压吹管由于直流锅炉水容积和热容量较小 每次吹管持续时间不到1分钟 必须采用价格昂贵的快速启闭的临冲门 11 三 蒸汽吹管 3 4吹管后的检查吹管后的检查对锅炉启动后的安全运行十分重要 由于蒸汽吹管时可能在各级过热器管子入口处节流短管前积聚一些杂质 为此应首先对炉两侧区域屏的节流短管进行X射线检查 查看节流短管入口处是否有杂质存在 如果发现有杂质 应再向里侧屏依次检查 直至节流短管入口处没有发现杂质 如果有条件的话 最好对节流短管全部X射线拍片检查 对检查出有杂质的节流短管都应割管清理 12 四 锅炉冷态启动 4 1循环泵上水锅炉上水前 应该先将循环泵充满水 炉水循环泵注水前为了防止杂物颗粒进入电机腔室 首先对高压冷却水系统进行彻底冲洗 合格后方可通过高压冷却水系统进行注水 注水水质标准如下 当注水指示器疏水阀流出水并且不存在气泡 认为注水结束 循环泵注满水后排气阀和疏水阀全部关闭 建立炉水循环后 对循环泵进行检查 循环泵运转平稳无振动 注意电机冷却水的温升趋势 稳定在40 50 水温60 报警 水温65 跳闸 检查冷却器高压和低压端的进 出口温度 确认冷却器运行良好 循环泵出 入口压差正常 13 四 锅炉冷态启动 4 2锅炉上水炉水循环泵注满水后 向锅炉上合格的水 上水时的环境温度不低于5 水温一般在20 90 用给水旁路调整门控制上水速度在5 BMCR左右 水质应满足表2的要求 14 四 锅炉冷态启动 4 3冷态水冲洗4 3 1锅炉冷态开式冲洗在冷态启动前 锅炉必须进行冷态冲洗 系统图见图2 冲洗流量为25 BMCR 锅炉冷态冲洗前应该满足下列条件 高压给系统冲洗完毕 锅炉上水结束 再循环泵停运 再循环阀关闭并投自动 电动给水泵升压泵运行 分离器疏水出口电动阀应开启并投自动 电动给水泵旁路阀应该开到进行清洗的设定位置 试运时确定 打开 3高加出口阀以便给锅炉上水 维持给定的冲洗流量 直到贮水箱出口达到要求的水质 当贮水箱出口水质满足下面要求 则认为锅炉水冲洗完成 表4冷态开式冲洗贮水箱出口水质要求项目单位允许值Feppb 500混浊度NTU 3如果冲洗时间过长 可提高给水泵升压泵出力提高冲洗流量 15 四 锅炉冷态启动 锅炉冷态开式冲洗 16 四 锅炉冷态启动 17 四 锅炉冷态启动 锅炉冷态循环冲洗的系统图 18 四 锅炉冷态启动 在贮水箱疏水水质满足下表要求 循环冲洗结束 锅炉循环冲洗 给水流量Zt h 项目单位允许值Fe g L 200如果冷态循环冲洗时间过长 可进行下列操作 通过增加再循环流量或电动给水泵升压泵流量提高给水流量 反复增减再循环流量 19 四 锅炉冷态启动 4 4锅炉点火 等离子或小油枪点火对于超临界机组 燃烧器点火时 为了防止省煤器汽化 必须设定一个3 5 BMCR的最小给水流量 循环流量仍维持在30 BMCR 当前国内多采用等离子或小油枪点火 且都布置在下层煤粉喷嘴 改等离子点火将使下炉膛热负荷比油枪点火增加1 4倍 因此投运时应采用最小给煤量 一般要小于8 BMCR的燃料量 以使输入热负荷为最低 减少温升速度 1 min 等离子点火燃烧工况不良 应注意防止尾部再燃事故发生 空气预热器吹灰投入 灰斗中积灰及时清除 20 四 锅炉冷态启动 4 5汽水膨胀锅炉点火后 冷态启动在0 5 0 7MPa压力下发生汽水膨胀 21 四 锅炉冷态启动 汽水膨胀量按下式估算 Md Vtot 0 65 60 St v 式中 Md 膨胀量kg hVtot 水冷壁水容积m3ST 发生汽水膨胀时间 热态 5分钟 冷态 10分钟 比容取0 00111m3 kg 22 四 锅炉冷态启动 4 6热态水冲洗热态清洗应在汽水膨胀结束后进行 热态清洗时投入5 BMCR的热负荷 给水流量约为20 BMCR 此时水冷壁系统流量为50 BMCR 当水冷壁出口温度在150 左右时对锅炉进行热态冲洗 因为此温度下铁离子的溶解度最高 1 通过控制油量和疏水阀开度将水冷壁出口温度控制在150 左右 不允许超过170 2 保持上述状态和给水流量直到贮水箱出口水质合格 3 如果热态冲洗需要很长时间 为缩短冲洗时间 如下措施可供选择 a 通过增加再循环流量或给水流量提高冲洗流量 b 反复增减再循环流量 c 改变燃料量使水温在170 以下波动 23 四 锅炉冷态启动 4 7升温升压速率超临界锅炉 在升压开始阶段 饱和温度在100 以下时 升高速率不应超过1 1 min 到汽机冲转前 饱和温度升高速率不应超过1 5 min 应该小心控制热输入 以使炉膛出口的烟温探针在任何时候都不超过540 当烟气温度升高到540 时 必须控制热输入量 24 四 锅炉冷态启动 超超临界锅炉 按图9所示的曲线升温升压 水冷壁出口水温以40 h的升温速率上升 高旁初始值按逻辑开到15 图9汽机冲转前的升温升压曲线1 贮水箱压力大于0 8MPa后 将过热器电动泄压阀 PCV 开启1分钟 2 通过调整煤水比的方法控制炉膛出口烟温不超过560 以防止再热器超温 25 四 锅炉冷态启动 26 四 锅炉冷态启动4 8锅炉疏水及排气 4 8锅炉疏水及排气4 8 1超临界锅炉 1 点火前 打开下列锅炉疏水阀 包墙环形集箱疏水阀一级过热器入口疏水阀屏式过热器出口汇集集箱疏水阀末级过热器出口疏水阀主蒸汽暖管管路及主蒸汽管路 高 低压旁路低点疏水高压旁路整定到10 20 的开度再热器到冷凝器疏水阀燃烧器未点火前 DCS自动打开省煤器排气阀注 1 分离器出口排气门 在分离器水位建立以后即可关闭 若已打开 2 锅炉过热器系统的所有手动排气阀必须保持关闭 3 省煤器电动排气阀用于从省煤器吊挂出口集箱向一只分离器的排气 以保证在锅炉点火前排出省煤器产生的蒸汽 使进入炉膛水冷壁回路的水中不带汽 所以任意一只燃烧器点火时 不论选择自动 手动 排气阀应保持关闭 无燃烧器点火时自动开启 27 四 锅炉冷态启动 4 8 1超临界锅炉 2 升负荷时锅炉疏水 在达到锅炉规定的参数前 锅炉疏水一直开着 以保持过热器内无凝结水 到汽轮机带初始负荷前 这些疏水阀按预定的间隔关闭 包墙 分隔墙 疏水阀应保持开 直到汽机同步带初始负荷后关闭 一级过热器入口 疏水阀在压力达到1 2MPa时关闭 随后在压力达到5MPa前每隔20分钟开30秒 屏式过热器出口 疏水阀应保持开或部分开直到管内蒸干 在压力达到1 2MPa时通过过热器的流量建立起来后关闭 随后在压力达到5MPa前每隔15分钟开30秒 末级过热器出口 疏水阀在压力达到1 6MPa时关闭 随后在压力达到5MPa前每隔10分钟开30秒 通过主蒸汽和旁路管道低点疏水 主蒸汽和再热汽暖管管道和旁路继续暖管 28 四 锅炉冷态启动 4 8 1超临界锅炉 3 当汽轮机负荷下降到5 TMCR时 打开锅炉下列疏水阀 以保证过热器中没有凝结水 包墙疏水阀折焰角 水平烟道后墙集箱疏水一级过热器入口 分隔墙出口疏水阀末级过热器出口 未投高压旁路时 疏水阀主蒸汽及再热蒸汽管道低点疏水阀 29 四 锅炉冷态启动 4 8 2超超临界锅炉当锅炉准备好启动时 所有的疏水阀都是开着的 向下述回路充水所有其它回路尽可能保持干燥 省煤器入口 省煤器 省煤器出口 下降管和进水管 炉膛水冷壁 折焰角下降管 折焰角回路 循环泵 进省煤器的管道 注 分离器引入管和分离器可不充水 按以下顺序逐步关闭疏水 省煤器进口 水冷壁入口集箱 螺旋管圈出口集箱 折焰角的汇集集箱和下降管 循环泵管路 储水箱溢流疏水 关闭疏水的时间可以根据现场达到合格的含铁量的经验来确定 点火初期全开一级过热器入口疏水阀进行暖管和疏水 在主汽压力达到0 4MPa时 主蒸汽管疏水阀开启15 同时一级过热器入口疏水阀关至20 当机组负荷达到初始负荷时 全关下列阀门 a 高再蒸汽管道疏水阀 b 主蒸汽管道疏水阀 c 当负荷大于15 BRL时 关闭冷段再热器入口管道疏水阀 30 四 锅炉冷态启动 4 9湿 干态转换超临界锅炉 超临界锅炉本生点为30 BMCR 随循环流量继续减小 增加等量的给水量 当循环流量降到37 7kg s以下时 循环泵最小流量阀打开 当水冷壁流量完全由给水流量供给时 循环流量为零 循环泵在最小流量模式下运行 此时 达到真正的直流运行 该点为本生点 此时需要提高出口温度设定值 当锅炉负荷达到40 BMCR时 自动停循环泵 开启暖泵流量管线阀 对冷态启动 在50 BMCR以下时 升负荷速率控制在0 5 BMCR min 在50 BMCR以上时 升负荷速率控制在1 BMCR min 31 四 锅炉冷态启动 超超临界锅炉 超超临界锅炉本生点为25 BMCR 当产汽量超过最低给水量时 即转入干态运行 在这个负荷时循环泵停运且锅炉运行模式从湿态切换到干态 由于贮水箱水位和分离器入口过热度等参数的不稳定 造成很难限定规定的切换点 因此升负荷过程中不要在20 ECR到30 ECR之间停留 1 随负荷的升高逐渐关小高旁的开度 当其全关后用煤水比控制主汽压力 而不再用高旁开度来控制主汽压力 2 在负荷升高的过程中蒸发量正比于给水量 而贮水箱水位逐渐降低 当再循环流量小于一定值时 打开循环泵最小流量阀 32 四 锅炉冷态启动 3 满足下列条件时 循环泵停运且运行模式从湿态切换到干态 再循环阀全关循环泵已停运目标负荷 300MW干态运行图12湿态到干态的切换允许逻辑4 干态运行时 停循环泵 泵注水关断阀关闭 通过旁路进行暖泵 5 暖泵疏水阀开始控制贮水箱水位 6 高旁的作用从控制主汽压力切换到超压泄压功能 7 干态运行时 通过给水流量调节主汽压力 通过煤水比和一级过热器喷水来调节分离器入口过热度 8 通过过热器喷水调节主汽温度 9 通过烟气挡板和燃烧器摆角调节再热汽温 10 当燃料量超过30 ECR时 通过调节风量控制回路调节风煤比 33 五 锅炉热态启动 5 1热态启动注意的问题超超临界锅炉 1 除冷态启动外锅炉不需要热态冲洗2 对下列阀门进行操作 点火时将一过入口集箱疏水阀开到20 极热态启动一段时间后 试运期间确定 全关一过入口集箱的疏水阀 3 主汽管道疏水阀操作 表15主汽管道疏水阀的操作 34 五 锅炉热态启动 4 锅炉极热态上水注意事项 对于热态启动和极热态启动 给锅炉上水重建水循环的操作应当十分谨慎 避免省煤器入口集箱的扭曲 给锅炉上水的过程必须小心操作 避免省煤器入口集箱出现热冲击和超压 当给水流量较低时 如果给水温度相对较低 此时集箱内温度接近工质饱和温度 给水在集箱下部流动 导致集箱上部和下部存在较大温差 给水控制推荐使用手动控制 应当确认给水流量大约为15 BMCR流量 这样可以避免集箱内给水分层流动 35 六 锅炉正常运行调节 6 1过热器汽温调节6 1 1超临界锅炉 过热蒸汽温度是由煤 水比和两级喷水减温来控制 喷水取自给水调节阀出口 每级减温器喷水量为该负荷下的3 主蒸汽流量 系统在35 100 BMCR负荷范围内维持出口汽温在 在20 BMCR负荷以下不允许投一级喷水 在10 BMCR负荷以下不投二级喷水 控制系统应能保证在这些负荷之下或MFT之后闭锁喷水 如果喷水调节阀关闭超过10秒之后且过热汽温低于控制的目标值 则截止阀自动关闭 若截止阀关闭则减温水调节阀自动关闭 推荐在失去控制信号和电源时喷水调节阀固定不动 36 六 锅炉正常运行调节 6 1 2超超临界锅炉 干态运行时主汽温度控制以水 煤比调节为主 过热器三级喷水协作来控制主蒸汽温度 湿态运行时主汽温度控制主汽温度像汽包炉那样由过热器喷水控制 A B两侧汽温单独控制 然而 如果喷水大量增加 通过炉膛的水就会减少 因此 为了避免炉膛水冷壁过热 由一个总喷水量函数发生器生成最小给水量 这是因为过热器喷水管道是从锅炉省煤器出口引出来的 加进喷水过量保护功能 控制蒸汽温度要比蒸汽饱和温度点高 否则由于水的积聚引起减温器热应力的出现 并且阻塞过热器管和相应管路通道 37 六 锅炉正常运行调节 6 2再热器汽温调节6 2 1超临界锅炉 滑压运行时 在50 100 BMCR负荷之间 再热器出口蒸汽温度控制在569 5 10 烟气挡板 正常运行期间 再热蒸汽温度由布置在尾部烟道中的烟气挡板控制 两个烟道的挡板以相反的方向动作 烟气挡板的连杆有一个执行器 可调节满行程限制值 使之在关闭位置下至少有10 的烟气量通过 再热汽温偏低时 再热器烟道挡板向全开位置调整 以减小再热器烟道阻力 增加通过再热器烟道烟气量 提高再热汽温 过热器烟道挡板向关闭位置调整可增大过热器烟道阻力 这样将增加通过再热器对流受热面的烟气量以提高再热器出口汽温 当再热汽温升高时过热器烟道挡板将开启 在过热器烟道挡板开度低于60 时 再热器烟道挡板禁止关闭 当过热器烟道挡板开度超过60 时 两套挡板将同时操作 如果再热器汽温继续升高 那么过热器烟道挡板完全开启 再热器挡板向关闭方向动作 这将减少再热器烟道的烟气量 使再热器温升减小 当再热器烟道挡板开度低于60 时 过热器烟道挡板禁止关闭 38 六 锅炉正常运行调节 预期的挡板位置与锅炉负荷的关系参见图4 5 推荐在烟道挡板失去控制信号或电源时固定不动 烟气挡板系统的响应有一定的滞后性 在瞬变状态或需要时 可以投喷水减温 减温器布置在冷再管道上 如果再热器烟道挡板完全关闭并且再热器出口汽温继续升高 例如在扰动运行状态下 那么在额定目标值以上5 时减温水截止阀将自动开启 且减温器用于控制末级再热器出口汽温 喷水只作为事故用 喷水水源取自给水泵的中间抽头 当负荷低于50 BMCR时 在任何情况下减温水的截止阀都应闭锁 39 六 锅炉正常运行调节 6 2 2超超临界锅炉 对于再热器出口蒸汽温度控制 在湿态方式运行和在干态方式运行是没有区别的 A B侧由各自的驱动装置单独控制 烟气分配挡板 再热蒸汽温度基本上取决于再热器烟道的烟气分配挡板 再热器烟道内的一级再热器的吸热量由其烟气分配挡板控制 与再热器分配挡板动作相反的方向控制过热器烟道分配挡板 设定10 作为烟气分配挡板的最小开度 以防止烟尘磨蚀挡板 摆动燃烧器 摆动燃烧器可以控制炉膛出口烟气温度 从而调节再热器汽温 事故喷水 按设计锅炉是不需要再热器喷水的 然而 在负荷变化期间和危急情况下此时烟气分配挡板和摆动燃烧器控制无效而且响应滞后的情况下就需要再热器喷水 加进喷水过量保护功能 控制蒸汽温度要比蒸汽饱和温度点高 否则由于水的积聚引起减温器热应力的出现 并且阻塞再热器管和相应管路通道的畅通 40 六 锅炉正常运行调节 6 3分离器出口过热度调节分离器出口过热度是指 分离器出口蒸汽温度与分离器在该压力下的饱和温度的差值 只用于干态运行 过热度随负荷增加 逐渐提高 刚转干态时过热度小 只是微过热 也就是刚从饱和温度转过来 如玉环电厂设计为 过热度主要由水煤比直接来控制 且与下列因素有关 燃烧器 AA风摆角 摆角向上降低炉膛吸热 过热度降低 AA风挡板开度 AA风量增加 对挥发份高 燃尽度好的煤 炉膛出口烟温降低 对挥发份低的烟煤 贫煤 炉膛出口烟温升高 对过热度有不同的影响 燃烧区域风量 燃烧区域风量增多 燃烧好 燃烧区域热负荷高 过热度提高 煤粉细度 煤粉粗 延迟着火 火焰中心上移 炉内吸热减少 过热度降低 41 六 锅炉正常运行调节 6 4二次风门开度及风箱 炉膛差压控制6 4 1超临界锅炉超临界锅炉燃烧器为前后墙对冲布置的旋流燃烧器 结构见图 在锅炉启动前对内二次风 外二次风 三次风 旋流器的位置应进行调整 调整的原则是根据煤种 挥发份 着火难易程度 灰熔点等 1 为了使各燃烧器风量相同 同层两侧的三次风套筒 1 5 开度为100 向中间 2 4 开度为90 中间的 3 开度为80 2 二次风套筒开度大小可调节二次风与三次风的比例 二次风全关 则只有三次风 二次风全开时 二次风 三次风比例约为38 62 3 二次风旋流器 旋流器的位置决定内二次风的旋流强度 旋流器在最前 旋流强度大 一次风煤粉一喷出很快与二次风混合 着火条件好 旋流器全部拉出 则二次风基本为直流风 与一次风混合点推迟 着火条件变差 42 六 锅炉正常运行调节 4 内二次风开度与内二次风旋流器位置的调节 应根据煤质情况进行综合调节 对挥发份高 易结焦的煤 旋流器拉出 内二次风全开或基本全开 参考下表 43 44 六 锅炉正常运行调节 墙式切园燃烧器布置 45 六 锅炉正常运行调节 各次风门的控制 参考 46 六 锅炉正常运行调节 47 六 锅炉正常运行调节 48 六 锅炉正常运行调节 49 六 锅炉正常运行调节 6 4 2超超临界锅炉超超临界锅炉燃烧器和风门布置见下图 50 六 锅炉正常运行调节 风箱挡板控制时为了使每个燃烧器适当地风煤比 而不是控制总风量 总风量应由送风机 氧量 控制 51 六 锅炉正常运行调节 52 六 锅炉正常运行调节 53 六 锅炉正常运行调节 54 六 锅炉正常运行调节 55 六 锅炉正常运行调节 56 六 锅炉正常运行调节 57 六 锅炉正常运行调节 58 六 锅炉正常运行调节 59 六 锅炉正常运行调节 60 六 锅炉正常运行调节 61 六 锅炉正常运行调节 6 4 3风箱 炉膛差压控制超临界锅炉 对于前后墙对冲的旋流燃烧器 没有风箱 炉膛差压控制 只是在燃烧器各次风门调整后由风机及两侧风箱挡板控制风量 燃烧器阻力一般在0 8 1 1kpa 62 六 锅炉正常运行调节 墙式切园燃烧炉膛 风箱差压控制采用与亚临界锅炉相同的控制方式 63 六 锅炉正常运行调节 64 六 锅炉正常运行调节 6 5一次风量 风速调节对于直流燃烧器 一次风量大 风粉比大 风速高 煤粉气流着火所需的着火热多 着火推迟 一次风量大 气流刚度大 对墙式和四角燃烧锅炉易使下游气流贴墙 造成结焦 不同煤种 不同制粉系统一次风率不同 参见表 直流燃烧器 固态排渣 一次风率 一次风速的推荐值 65 六 锅炉正常运行调节 6 6AA SOFA 风的调节在燃烧区域尽量维持一个较低氧量水平稳定燃烧 燃尽风 AA 及时补充燃尽所需要的其余的风量 形成分级燃烧 确保充分燃尽 以最大限度地减少NOx生成量 燃料完全燃烧所要求的风量的差额通过最上排燃烧器上方的AA SOFA 风补充 燃尽风喷口以二股气流高速进入炉膛 第一股以较高的轴向速度的二次风气流冲出以保证穿透炉膛气流 称之为一次风 第二股二次风气流在外围旋流进入炉膛以保证空气与燃烧产物中的未燃颗粒充分混合 称之为二次风 66 六 锅炉正常运行调节 每一个燃尽风喷嘴通过一次风挡板调整一 二次风比例 挡板的位置通过拉杆调整 调整杆穿过AA喷嘴的面板与这个挡板连接 并允许挡板的位置变化 调整杆上的指针和面板上的标尺示出了挡板的位置 注 一次风挡板和二次风旋流器在试运行期间优化整定并定位 空气旋流器设置在风管的外侧 它由轮子支撑易于轴向位移 旋流器位于风管炉膛一侧 与空气入口锥体组件的锥形段相配 使用穿过面板的调整拉杆调节旋流器的位置来改变旋流强度 67 六 锅炉正常运行调节 图11典型燃尽风喷燃烧器简图AA风旋流器和挡板位置是基于NOX CO和飞灰中的含碳量同省煤器出口氧量之间的关系进行调整 68 六 锅炉正常运行调节 超超临界机组 AA风喷嘴角度变化AA风喷嘴角度上下摆动主要控制NOx 未燃尽碳和蒸汽温度 AA风喷嘴的偏置 水平摆动 可以调节两侧汽温偏差 如果右侧烟温 汽温偏高 则根据偏差大小调节AA风反切一定角度 12 减弱主气流的残余旋转 消除偏差 也可调整各AA风口的风量大小来改变整体气流的偏斜情况 偏差的调整是一个细致地工作 同时也要考虑燃烧器运行情况 不要认为一下就调整好 69 六 锅炉正常运行调节 6 7循环泵流量控制和贮水箱水位调节超临界锅炉启动和升负荷期间贮水箱水位与循环泵流量特性参见图 在稳定状态下 循环流量是由贮水箱水位确定的 给水泵流量是本生流量与循环流量之间的差值 70 六 锅炉正常运行调节 在油燃烧器点火前 循环流量基于初始水位 随后泵的流量将遵循水位与流量的曲线 给水流量补充本生流量的缺口 在蒸发开始前 系统中没有水的损失 水位将升高直到循环泵的循环水量与本生流量相等 油燃烧器点火之后 给水流量为3 BMCR的最小流量 贮水箱水位由于汽水膨胀将升高到6700mm以上 溢流阀开启并按图 操作 同时开启冲洗阀 维持水位在允许的范围 避免过热器进水 当蒸发开始后 水冷壁中的汽水混合物在分离器中分离 饱和蒸汽进入过热器 饱和水返回到贮水箱 由于产生蒸汽 贮水箱水位下降 循环流量减少 增加给水流量去维持进入水冷壁的本生流量 71 六 锅炉正常运行调节 当负荷增加到本生负荷时 贮水箱水位降到最低 循环泵控制阀关闭 当循环流量降低到约20 泵的设计流量时 最小流量截止阀开启 泵在最小流量下运行 随后锅炉完全在纯直流状态下运行 给水流量与蒸汽流量相匹配 见表 表 循环流量与给水流量关系循环泵在40 BMCR负荷下自动停运或在贮水箱低水位下跳闸 贮水箱水位由水位控制切换到限制流量模式下运行 72 六 锅炉正常运行调节 降负荷期间在超临界压力范围内运行期间 负荷约在75 THA以上 由于暖泵水的存在 贮水箱中将是满水位 当负荷降至本生负荷以下时 贮水箱中将有一个清晰的水位 此时在限制流量控制下 正常水位控制被闭锁 因为不闭锁可能导致突然的或不必要的排水 在降负荷的时候 循环泵在约35 BMCR负荷下自动启动 但此时锅炉仍以直流方式运行 不要求泵有流量 因此 在这种情况下循环阀仍保持关闭 泵仅仅在最小流量下运行 73 六 锅炉正常运行调节 74 六 锅炉正常运行调节 6 8贮水箱溢流阀在启动升压和低负荷运行期间 由于水的膨胀 水位会升高到超出泵控制范围之外 开启小溢流阀以降低水位 溢流阀的运行条件和控制范围见图3 冷态启动初期 汽水膨胀将使水位升高到9000mm以上 在水位达到9700mm之前 除了泵保持循环之外没有其它措施去防止水位升高 在9700mm和15700mm之间 溢流阀逐步开启 对于温态 热态和极热态启动 膨胀流量增大 对于热态启动 由于启动压力增高 相应对于给定的阀开度通流量也相应增加 对于热态启动溢流阀的疏水能力是足够的 在主汽压力太高时 溢流阀打开 总的通流量很大 以致使贮水箱排空 疏水箱超负荷 同时循环泵低水位跳闸 联动省煤器给水流量低 锅炉MFT 为了防止这种情况发生 溢流阀约在20MPa时联锁强迫关闭 这个压力值需要在实际调试时确认 75 六 锅炉正常运行调节 6 8贮水箱溢流阀在锅炉第一次启动前或长期停运 储存后 炉水铁的含量可能高于可接受的界限 水冲洗管道用于初始启动和冷态启动的冲洗 使锅炉在点火前达到满意地炉水品质 铁含量 水返回到锅炉循环并经由水冲洗管道的电动阀和溢流管道溢流控制阀排到疏水扩容器 系统容量大约为20 的冲洗水量 水冲洗阀只有开 关功能 在冲洗期间 贮水箱水位由给水流量和溢流阀控制 溢流阀与水冲洗阀并列运行 注意 冲洗管路的手动截止阀通常是关闭的 但是 在水冲洗前应打开 冲洗后再关闭 给水量应维持足够高以允许溢流阀操作 为此 在贮水箱中应确保高水位 当循环泵在运行 应确保有一个高的循环率帮助炉水循环 水冲洗电动阀在高于0 5MPa时联锁关闭 初始值 试运时修正 76 六 锅炉正常运行调节 超超临界锅炉 分离器贮水箱水位达到或高于9 5m 将由分离器疏水控制阀控制贮水箱水位 图1分离器疏水控制阀特性注 以上值是初始设定 最终值应在试运期间确定 77 六 锅炉正常运行调节 6 9暖泵 暖阀水控制一根小口径连接管从省煤器公共下降管出来接到循环泵出口与再循环阀之间的出水管上 以使循环泵停运期间进行暖泵 当泵停运时 一股水流逆向流入泵的出水管 并经过泵的叶轮排入贮水箱 随后蒸发 一根小口径连接管从省煤器公共下降管接到贮水箱溢流阀进口处以保持疏水管路 和管路上的疏水阀 在任何时候都是热的 以避免热冲击 水返回贮水箱 随后蒸发 暖泵水阀门在负荷达到本生负荷 循环泵停运时自动打开 湿态运行循环泵启动时自动关闭 暖阀水阀门在 溢流阀关 一个预设的时间后自动开启 在 溢流阀开 一个预设的时间后或 MFT 自动关闭 78 六 锅炉正常运行调节 6 10过冷水的控制为保证循环泵在所有运行条件下总是有足够的净正吸入压头 NPSH 裕量 设置了一条从省煤器入口到贮水箱泵吸入口的过冷管路 过冷管的截止阀只能开 关 管路的容量为3 BMCR 在管道上有一块流量孔板 在调试期间测量流量 在泵的吸入口管路上有温度测点 如果贮水箱在运行压力下的饱和温度与泵吸入管中的水温相差小于20 过冷管截止阀打开 温差大于30 时该阀关闭 流量孔板在锅炉运行时起到暖管的作用 79 六 锅炉正常运行调节 6 11循环泵最小流量有一根通往贮水箱的最小流量管以保护循环泵 当泵的流量低于7 BMCR且泵仍在运行时最小流量截止阀开启 当泵的流量超过10 5 BMCR时关闭 泵停运时也关闭 本炉当再循环流量小于37 7kg s时 电动截止阀打开 当流量大于57kg s时电动截止阀关闭 当循环泵停运时 电动截止阀将自动关闭 6 12循环水截止阀循环泵在截止阀和调节阀关闭状态下启动 截止阀在泵启动延迟5秒钟后开启 然后调节阀开始开启 并按要求进行控制 循环泵调节阀和截止阀在泵停运后自动关闭 6 13省煤器排汽省煤器电动排汽阀用于从省煤器吊挂出口集箱向一台分离器的排汽 以保证在锅炉点火前排出省煤器产生的蒸汽 使进入炉膛水冷壁回路的水中不带汽 所以任意一台燃烧器点火时 不论选择自动 手动 排汽阀应保持关闭 无燃烧器点火时自动开启 80 六 锅炉正常运行调节 6 14磨煤机出口风温不同的煤种 不同的干燥方式 不同的磨煤机 选取的磨煤机出口风粉混合物温度也不同 见表 磨煤机出口风温高 低 直接影响煤粉气流的着火 风温高有利于着火和燃尽 风温低 着火推迟 因此运行时 应保证磨煤机出口风温在设计条件下 81 六 锅炉正常运行调节 82 六 锅炉正常运行调节 6 15磨煤机动态分离器转速 煤粉细度磨煤机出口的分离器形式不同 早期多为折向门式 切向挡板 调节折向门的切向角度来调节煤粉细度 一般的刻度为1 9 在 1 的位置切向角度小 分离器出来的煤粉粗 在 9 的位置切向角度大 分离器出来的煤粉细 一般在3 6范围内调节 每次调节后 取煤粉样筛分细度 在进行下一次调节 当前磨煤机多采用电动的动态分离器 通过调整分离器转数或电机输入频率来调节 对于烟煤分离器转数一般控制在65 90rpm 电机转数在700 1000rpm 83 六 锅炉正常运行调节 6 16NOx控制1 AA风 OFA风挡板开度由负荷程序控制2 在负荷降低时 维持AA风挡板开度较大的开度 可抑制NOx的增加 注意 AA风挡板开度太大可能导致燃烧不稳 未燃碳增加 因此应由试验确定适当的开度 84 六 锅炉正常运行调节 6 17水质及水处理方式本说明适用于直流锅炉特殊的水质要求 由于没有排污的可能 给水不应含有蒸发时产生残渣的杂质 实践中 这通常要求装有100 全流量凝结水处理装置 简称CPP 和仅使用挥发性化学药品 水中实际上没有溶解的杂质 使腐蚀的危险减到最小 并且 可在全挥发性处理 简称AVT 和联合水处理 简称CWT 两者之间选择使用 因为需要维持低的电导率 省煤器进口给水电导率 0 02 s cm 因此 推荐新电厂试运期间采用AVT 只有在运行稳定并检验确定设备可以在CWT设定的化学参数限定内运行时才改用CWT 同样 万一电导率不能维持在许可值内 即 凝汽器泄漏 就必须立即回到AVT工况下 85 六 锅炉正常运行调节 表4给出了AVT和CWT水处理方式的正常运行值 下面还附着一些适用于锅炉启动或变负荷状态下稍稍放宽的数据 86 六 锅炉正常运行调节 6 18锅炉报警值表5锅炉运行的报警值和跳闸值 87 六 锅炉正常运行调节 88 六 锅炉正常运行调节 89 六 锅炉正常运行调节 90 七 停炉 7 1降负荷速率停炉类型可分成短期停炉 锅炉热备用 即极热态 热态或温态再启 和长期停炉 即停炉至冷态 两种 锅炉本体压力随负荷降低而逐渐降低 通过逐步减少燃料量与给水流量以及关小汽轮机调速汽阀进行降负荷 根据分离器出口工质温度调整燃料与给水比例 辅以减温水 保证蒸汽温度满足汽轮机要求 机组降负荷过程应呈阶梯形 降负荷速率为1 BMCR min 从7O 额定负荷至发电机解列应控制在3 4h 降负荷过程中 省煤器进口流量必须保证大于或等于启动流量的最低限度 25 30 BMCR 直至锅炉熄火 以确保水动力工况的稳定 过热器降压速率不大于每分钟0 2MPa 0 3MPa 分离器出口汽温降温速度应小于1 2 min 必须保持合理的燃料与给水之比 各项操作应协调配合 以免造成蒸汽温度 蒸汽压力 给水流量的较大波动 91 七 停炉 7 2干湿态切换在临界压力以下 当锅炉负荷接近本生负荷仍在直流运行时 分离器出口蒸汽温度还是微过热的 为使锅炉运行在再循环模式下 必须首先降低水冷壁出口温度到饱和温度 所以要减少燃料 降低蒸汽温度 这时不应有喷水 否则省煤器流量减少 有因水冷壁流量低而跳闸的危险 当负荷降到35 BMCR时 循环泵自动启动 此时贮水箱水位可能是高的 或在循环泵要求的最低水位以上 此时锅炉仍是直流运行 循环泵在限制流量模式控制下 确保循环调节阀稍稍打开 5 避免贮水箱抽空 同时给水必须维持水冷壁需要的流量 92 七 停炉 7 2干湿态切换限制流量 本生流量 相关负荷的给水流量 约3 例如 在35 负荷下 循环泵的限制流量为 30 35 3 2 亦即循环阀保持关闭 泵仅仅在最小流量下运行 在负荷降低到本生负荷以下时 水返回贮水容器 流量等于本生流量与锅炉蒸汽流量之差 水冷壁出口将是湿蒸汽状态 然而 贮水容器仍有纯水损失 因此限定流量总是要求循环流量超过进入贮水容器的水流量3 当水位降到某一点时 限定流量将等于贮水箱水位产生的流量要求 在这点上 一个信号选择器将水位控制切换到正常运行 亦即循环流量要求仅基于贮水容器水位 93 七 停炉 7 3停炉后的冷却锅炉熄火后 维持正常的炉膛压力及30 以上额定负荷的风量 进行炉膛通风 吹扫5min 10min后停止送风机 吸风机 暖风器 关闭烟 风系统的有关挡板闷炉 并立即关闭各减温水阀 停止向锅炉进水及进行其他相应操作 保持回转式空气预热器及点火 火焰检测装置 冷却风机运行 待预热器出口二次风温低于70 时 停火检冷却风机 当预热器进口烟温低于50 时 停空气预热器 94 七 停炉 7 3 1直流锅炉停炉后的自然冷却a 直流锅炉停炉后一般应采用自然冷却方式 并严格监视分离器和水冷壁的降温 降压速率 锅炉灭火后将给水流量保持5 监视启动分离器的汽水和金属降温速度 不得高于1 5 min 内外壁温度偏差不得高于50 b 停炉后使用高 低旁对锅炉主蒸汽及再热蒸汽进行降压 降压速率不大于0 2 0 3Mpa min 降温速度为1 2 min 当主蒸汽压力降至1 2Mpa以下 关闭高 低压旁路阀 过热蒸汽和再热蒸汽压力降至0 6MPa后 用过热器 再热器向空排气阀将余压泄除 c 停炉4h后 开启有关的烟 风挡板进行自然通风冷却 同时调整炉本体有关疏水阀 以规定的速率降低分离器压力至1MPa d 停炉6h后 根据需要可启动一台吸风机进行通风冷却 当分离器出口温度达到180 压力约1MPa 时 进行省煤器 水冷壁 包覆过热器管系和低温过热器放水 放水时停止通风冷却 放水结束1h后 方可继续通风冷却 95 七 停炉 7 3 2直流锅炉停炉后的快速冷却a 直流锅炉停炉后如需快速冷却时 给水流量可以控制在6 10 BMCR 进行循环冷却 当启动分离器温度达到180 启动吸 送风机对炉膛进行通风冷却 b 快速冷却时 应严格控制包覆过热器 水冷壁管屏之间的温差小于40 若降温 降压速率超过1 5 min 0 4MPa min时 应立即调整通风量和进水量 若调整无效时 应立即停止快速冷却 当启动分离器进口温度接近给水温度 或当分离器出口温度低于饱和温度50 停止给水循环 C 当锅炉排烟温度达到50 时 停止送 引风机和空气预热器运行 96 八 停炉保养 97 八 停炉保养 8 2停炉保护 98 八 停炉保养 8 3干法保护干法保护即充氮保护水 汽侧受热面 其方法如下 1 当分离器压力降至0 172MPa时 打开分离器进 出口的充氮阀门 维持充氮气压力在0 3MPa 从一过开始向锅炉出口逐级打开过热器侧疏水和排气门 当有氮气排出时 再逐级关闭疏水和排气门 当排气门关闭后 该级充氮阀可打开 进行充氮 直到主汽管道的疏水和排气门有氮气排出位置 2 打开贮水箱疏水 排污门进行放水 放水门应控制锅炉压力不小于0 1MPa 当贮水箱无水时 且有氮气排出时 关闭疏水门 3 打开包墙疏水 顶棚排气门 水冷壁 省煤器的疏水和排气门 进行放水 待水放净 且有氮气排出后 从包墙 顶棚 水冷壁至省煤器逐级关闭各疏水门和排气门 并打开各级充氮门 维持分离器 省煤器 过热器内氮气压力为0 0343MPa表压 4 当再热器压力降至0 172MPa后 打开再热器充氮阀 向再热器充氮 当再热器温度小于100 时 维持再热器内氮气压力为0 0343MPa表压 5 定期化验氮气纯度 注意氮气压力 保证各充氮系统氮气压力都维持在0 0343MPa表压 99 八 停炉保养 8 4湿法保护随着锅炉停炉冷却 锅炉继续上水 打开锅炉各放气门 关闭疏水门及取样门 当炉水温度降至150 以下时 通过加药泵从省煤器入口注入N2H4及NH3 此时炉水中应含有10ppm氨和200ppm联氨 炉水PH值应接近10 当水从空气门溢流后 逐级关闭空气门 直到过热器出口放气门关闭 停止上水 之后打开充氮门向省煤器 顶棚管 分离器 过热器 再热器充氮 再热器也用含有10ppm氨和200ppm联氨的除盐水或冷凝水充入 这些溶液的PH值应接近10 把充水加至再热器出口 并维持氮气压力在0 0343MPa表压 注 此时充氮目的是防止水泄漏后空气进入系统 100 九 非正常运行 9 1水冷壁 过热器壁温高超临界 超超临界锅炉 由于采用等离子点火 启动时常常出现水冷壁 过热器超温问题 其原因为 等离子点火输入热在10 以上 初始输入热量大是造成超温的主要原因 启动时由于投入再循环 给水流量低 且省煤器入口工质温度相对高 等离子投入后 输入热量大 如控制不好极易造成超温 没有再循环的启动系统 因给水流量大 温度低 基本不出现超温问题 燃烧器投运不同 可能引起超温 投下层燃烧器 会使炉内吸热多 引起水冷壁超温 一次风量大 风温低 煤粉粗都可能引起超温 煤 水比控制不当 燃料量投入过多 对于超超临界锅炉 个别管子超温 可能是因管子节流孔圈或节流短管堵塞问题 101 九 非正常运行 超温的防治 适当提高水 煤比 增加给水流量 降低水冷壁出口温度 控制启动时升温速度 燃料投入要缓慢 波动小 适当提高火焰中心 减少炉内吸热 降低水冷壁出口温度 如尽量投运上层燃烧器 提高一次风速 降低磨煤机出口风温 增大OFA风量等 运行时保证两侧不出现烟温 汽温偏差 每层燃烧器的风量 煤量均匀 一次风各粉管风 粉量均匀 对旋流式燃烧器 减少旋流强度 内二次风开大 增加直流风 102 九 非正常运行 后屏过热器壁温高机组运行期间经常发现后屏过热器壁温超温 影响机组带负荷的问题 其原因 1 燃烧推迟 火焰中心提高 使后屏辐射吸热增加 壁温升高超温 2 配风不合理 风 煤粉分配不均 造成炉膛烟温偏差 使后屏某侧壁温超温 3 负荷变化率过快 水煤比失调 4 壁温报警管是根据受热面管屏中计算壁温裕量最小的管子进行确定的 如报警温度为573 但是在壁温计算时 各管的壁温 蒸汽温度 是不一样的 有的管子出口蒸汽温度为609 与其对应的报警温度为630 因此在运行中应按提供的各管报警温度来控制 这样就不会出现超温问题 103 九 非正常运行 解决措施 1 进行细致的制粉系统和燃烧系统调整 制粉系统调整主要是 一次风管风 粉均匀性调整 煤粉细度测试及调整 一次风量 风速的调整等 燃烧系统调整包括 二次风量 氧量 调整 四组燃烧器的风量 静压的均匀性调整 燃烧器摆角一致性调节 磨煤机投运方式等 AA风的调节 AA风设计可以垂直摆动 也可以水平摆动 水平摆动就是为使之与主燃烧器的旋转相反 用以减弱或消除主烟气流的残余旋转 进而减少两侧烟温偏差 AA风反切可以使后屏右侧的高壁温区温度降低 左侧低温区升高 壁温分布趋于均匀 AA风量及四角不均匀调节 适当加大AA风量 可以增加反切的效果 如果增加 3 4角AA风量 相应减少 1 2风量可以使高温烟气向左前推移 降低右侧烟温 从而使后屏右侧高温区的温度降低 避免右侧屏区域管子超温 2 按我厂提供的壁温报警值进行运行控制运行中可以按照我厂给出的后屏 末过 末再各管的报警温度进行控制 只要不超过各管的报警值 就不会出现问题 104 九 非正常运行 9 2过热器 再热器两侧烟温偏差大产生烟温偏差的原因切园燃烧锅炉水平烟道烟气温度偏差的根本原因是 由于下炉膛出口截面处烟气流的残余旋转引起气流在屏区左右两侧的流动差异 从而导致了气流速度和温度沿炉膛出口宽度和高度方向分布的不均匀性 具体表现为 在炉膛上部屏区 右侧气流大部分从右下方直接进入水平烟道