超临界锅炉给水控制原理及对策.doc

超临界锅炉给水调节原理及对策生技部 任明伟摘要 本文主要论述王曲超临界锅炉给水调节原理及控制策略，以及锅炉启动各个阶段给水调节注意事项关键词 锅炉 给水 调节王曲一期锅炉为斗巴提供超临界锅炉，给水系统配置一台35BMCR电泵，两台50汽泵。给水调节在整个锅炉启动过程中比较关键，在168小时调试时，出现多次给水调节不及时，锅炉MFT|故障。本文结合调试经验及超临界直流炉给水调节原理，进行详细阐述给水调节过程，以供运行人员参考。一. 锅炉给水控制原理介绍根据锅炉的运行方式、参数可分为三个阶段；第一阶段启动及低负荷运行阶段，第二阶段亚临界直流炉运行阶段，第三阶段超临界直流炉运行阶段。第一阶段1、 锅炉在启动及低负荷运行阶段，35%BMCR负荷（约235MW）以下，给水流量在小于681t/h之前其运行方式与强制循环汽包炉是相同的。汽水分离器及储水箱即相当于汽包，但两者容积相差甚远（我公司启动系统容积大约在20立方左右，水位变化速度更快）。启动过程中，汽温的控制主要依赖于燃烧控制。水位控制主要由炉水循环泵将储水箱的水升压进入省煤器入口，与给水共同构成最小循环流量。其控制方式较之其它超临界直流（不带炉水循环泵，直接排放至锅炉疏水扩容器、除氧器、凝汽器等）有较大不同，控制更困难。2、 第一阶段炉水循环泵出口调门主要用于控制储水箱水位（6700 mm），给水控制省煤器入口流量保证锅炉的最小循环流量（750t/h），储水箱水位过高（6700mm）m则通过大小溢流阀排放至疏水扩容器。3、 第一阶段汽温的控制主要依赖于燃烧控制，通过投退油枪的数量及层数、调节油压、减温水、烟气挡板等手段来调节主再热蒸汽温度。4、 第一阶段的水位控制已可投自动。两种方式可以选择：第一种方式，电泵控制选择差压控制，电泵投入自动，其控制启调阀前后压差，压差值在电泵差压控制器中设定，开始没有渡过膨胀时，设定值维持在小值，渡过膨胀后，设定值可以设当提高（6MPa左右）。启调阀投入自动，控制省煤器入口最小流量（750t/h）。第二种方式，电泵控制选择流量控制，启调阀选择在手动，电泵自动，维持省煤器入口最小流量（750t/h）。此最小流量可以在画面设定。当水位波动后，电泵可以迅速调节。此阶段要注意尽量避免太大的扰动，扰动过大及早解除自动，手动控制。大小溢流阀依然投入自动，避免人为疏忽造成水位过高，过热器进水。5、 渡膨胀产生于启动初期，水冷壁中水开始受热初次达到饱和温度产生蒸汽阶段，此时蒸汽会携带大量的水进入分离器，造成储水箱水位快速升高，锅炉有较大排放量，此过程较短一般在几十秒之内，具体数值及产生时间与锅炉点火前压力、温度，给水温度，投入油枪的数量等有关。此时要坚决排水，减少给水流量效果不大。6、 虚假水位在整个第一阶段都有可能产生，主要是由于汽压突然下降，一方面汽水比容增大，另一方面使饱和温度降低锅水和蒸发部件金属放出蓄热促使生成附加蒸汽，水中汽泡数量剧增，汽水混合物体积膨胀，使水位上升形成“虚假水位”，虚假水位是暂时的，因为负荷增加，蒸汽流量加大，储水箱水中汽泡逐渐逸出水面后，汽水混合物体积将收缩。所以如给水量未随负荷与蒸汽流量增加而增加，则水位将下降，反之当负荷突然下降压力突然上升，水位波动相反。7、 运行人员应对虚假水位有思想准备，及时增加给水满足蒸发量的需要，加强燃烧恢复汽压。运行中造成汽压突然下降的原因有，主机调门突然开大、高旁突然开大、安全门动作、机组并网，切缸过中都有可能造成虚假水位。8、 投退油枪时控制速度，及时控制给水。避免在低水位时连续投入数根油枪。9、 机组并网及切缸过程中负荷上升很快，此时应加强燃烧，及时增加给水。必要时手动关高旁，稳住汽压避免汽压下降过大。10、 初次起磨时负荷会升的很快，储水箱水位波动很大，很难控制，此时还是要控制升负荷速度，及时控制给水，及时退掉油枪（尤其是上层油枪）。提前打开主再热蒸汽减温水手动门，必要时投入减温水控制汽温，防止超温及主机差胀增大。11、 切换给水泵时，保持锅炉负荷稳定，减少扰动。匀速提高待并泵的转速升高压力，在泵出口压力高于母管压力0.5MPa即可推开出口逆止门开始供水，同时减少另一台泵的转速，降低出口流量，两台泵的增减速度要协调，保持稳定的一个给水流量，加减转速，不可太快，太猛使其出口压力激增造成另一台泵出口逆止门关闭给水流量剧减。切换给水泵过程中及时打开再循环阀，时刻注意给水流量的变化，发现异常及时调整。两台汽动给水泵并列运行时尽量保持两台小机转速相同偏差不要太大，电泵和汽泵并列运行时现阶段给水流量保持13：7。12、 锅炉点火后要密切监视过热器和再热器的金属壁温和出口汽温，具体应注意以下两点：1） 出口汽温忽高忽底，说明还有积水，出口汽温稳定上升，说明积水已经消除。2） 各受热管的金属壁温在点火后会出现不均匀现象，有的高有的低，这时不应增加燃料，当所有温度均超过该汽压下的饱和温度40，以及各管间最大温差在50以内，才允许增加燃烧强度。13、 从省煤器增加给水流量到储水箱水位增加要经过比较长的延时时间，所以在手动控制给水时重在提前干预，根据水位变化速度，蒸汽流量（主汽流量及高旁流量）变化，燃烧情况提前动作，否则很难调平衡。此时大小溢流阀可投自动，炉水循环泵出口调阀手动保持一定开度，单调给水，控制水位，必要时可有一定排放。启调阀前后保持一定差压，但也不应太高造成调门开度过小工作在非线性工作区域，也使调门工作环境恶劣减少调门寿命。此过程中要始终保持省煤器入口流量在750T/H（流量低动作MFT值为612T/H，在锅炉负荷小于40时，延时20秒，在锅炉负荷大于40时，延时10秒）以上，在负荷逐渐上升，炉水循环泵出口流量逐渐减少至最小循环流量时。现阶段电泵转速如果手动控制，要及时调整电泵转速，尤其在大幅度调整给水流量时，同时要防止电泵过负荷，加强对电泵的监视，防止油温、瓦温过高、震动过大、汽化等。第二、三阶段1、 锅炉负荷在大于35MCR、给水流量大于681T/H、机组负荷在235MW以上锅炉即转入直流运行方式，机组滑压运行，此时为亚临界直流炉，在75MCR、机组负荷在500MW左右转入超临界状态。2、 机组进入直流状态，给水控制与汽温调节和前一阶段控制方式有较大的不同，给水不再控制分离器水位而是和燃料一起控制汽温即水燃比B/G。如果比值B/G保持一定，则过热蒸汽温度基本能保持稳定；反之，比值B/G的变化，则是造成过热汽温波动的基本原因。因此，在直流锅炉中汽温调节主要是通过给水量和燃料量的调整来进行。但在实际运行中，考虑到上述其它因素对过热汽温的影响，要保证B/G比值的精确值是不现实的。特别是在燃用固体燃料的锅炉中，由于不能精确地测定送入锅炉的燃料量，所以仅仅依靠B/G比值来调节过热汽温，则不能完全保证汽温的稳定。一般来说，在汽温调节中，将B/G比值做为过热汽温的一个粗调，然后用过热器喷水减温做为汽温的细调。3、 对于直流锅炉来说，在本生负荷以上时，汽水分离器出口汽温是微过热蒸汽，这个区域的汽温变化，可以直接反映出燃料量和给水蒸发量的匹配程度以及过热汽温的变化趋势。所以在直流锅炉的汽温调节中，通常选取汽水分离器出口汽温做为汽温调节回路的前馈信号，并将此点的温度称为中间点温度。该点温度的变化将对锅炉的燃料输入量和给水量进行微调。4、 锅炉负荷，从35MCR上升至BMCR，分离器温度由370上升至413，升幅43。给水由681T/H上升至1944T/H（BMCR工况，额定工况1851T/H）。水燃比因燃料不同、燃烧状况不同、炉膛及受热面脏污程度等不同有较大变化从7.7到8.9之间。5、 锅炉在转入直流状态后，控制中间点温度。负荷变动过程中，利用机组负荷与主蒸汽流量做为前馈起到粗调整作用，但是当前主蒸汽流量是计算出来的还不是很准确，推荐使用机组负荷，做为前馈粗调整用。一般用机组负荷乘以3.1t/MW，得出该负荷大致的给水流量，然后根据分离器出口温度细调整给水流量。调整分离器出口温度时，包括在调节给水时都要兼顾到过热器减温水的用量，保持在一个合适的范围内，留有合理的余度，不可过多也不可太少。同时兼顾的还有再热器温度、水冷壁温等，不可超温，也不可过低。给水投入自动后，可以手动设定分离器焓值控制器，数值往大的方向调节，水燃比减少，相对给水量减少，分离器出口温度上升，反之减少。6、 在降负荷过程中分离器温度可一直保持稍高一些，给水可稍欠一点，不可将锅炉蓄热全部用尽。锅炉升降负荷过程中，燃料变化很快锅炉的负荷波动也较大，由于我厂采用MPS中速磨煤机，给煤机的给煤量基本代表锅炉的燃料量，比较适用于直流炉的调节。但在给煤机初始启动时，为了咬煤，一定要手减其他磨煤机，同时增减本给煤机的煤量，否则锅炉负荷过大，汽温和汽压会升高，引起电负荷波动。7、 过热器二级减温已可投自动，实际证明效果很好，在手动控制一级减温水时要注意一减后温度不要超过430屏过出口温度不要超过530，一减二减用水量偏差不要太大，左右温度也不要太大，要勤调整。再热器汽温主要靠烟气挡板来调整，烟气挡板调整起来反应相当慢，所以一定要提前调整，主要根据机组负荷变化、分离器出口温度变化、吹灰情况、风量及氧量变化、煤质变化等。必要时及时投入减温水，不使再热器超温，再热器温度不可变化太快，注意低压缸胀差变化情况。在投退高加时要注意它对给水和主再热汽温的影响，尤其在投入1、2号加时不可过快，防止再热器超温。二. 给水控制操作对策1、 锅炉负荷转直流前，锅炉燃料量增加，力求平缓。启动制粉系统前，确认本磨煤机是否有残粉。当有残粉时，暖磨时，缓慢开启冷热风挡板，当水位稳定后，方可增加开度。2、 汽机冲转前，要控制好锅炉燃烧量。经验数据是：冷态时，高旁开度4550，低旁开度6070左右。冷热态具体数值参考规程。3、 切缸时，为了确保水位正常。可以采取以下操作：切缸前，关闭大小溢流阀，过冷水阀手动。当发现分离器水位急剧下降时，开启过冷水阀。待水位正常后，投入大小溢流阀，过冷水阀自动。4、 锅炉负荷转直流前，若给煤机跳闸后，汽机配合降低负荷，维持主汽压力稳定。同时投入油枪助燃，保证锅炉负荷稳定。5、 汽温控制自动，投入到分离器焓值控制。在给水自动情况下，可以通过分离器焓值控制器来修正水燃比。6、 投入二级减温水自动。运行人员可以通过设定定值调节过热汽出口温度。按钮每点一下，定值改变1。7、 转直流时，保证磨煤机有3台投入，炉水泵过冷水阀投入自动，炉水泵通过水位自动停止。在转直流时，煤量尽量连续增加，保证平缓通过。如果煤质较差时，可以在制粉总貌画面上，修正一下煤质因子。按钮每点一下，定值改变0.005。过直流时，尽量避免炉水泵在低水位长期运行。最好控制水位缓慢连续下降，尽量避免水位反复。炉水泵在干湿转换时，容易汽化。8、 在一汽一电给水泵运行模式下，在转直流后，设定最小给水流量至680t/h，防止汽泵跳闸后，电泵过出力。9、 在单电泵运行时，采用流量控制时，要手动调节启调阀。即要保证省煤器入口最小流量在定值，又要保证减温水压差在0.6MPa以上。10、 省煤器入口流量设定值，限制在650750t/h之间，箭头每点一次，定值改变10t/h.此控制器在电泵运行，且在给水量小于750t/h起作用。在直流后，给水量和煤量匹配，控制水燃比。11、 再热汽温控制优先采用烟气挡板控制。烟气挡板控制有一定的延迟，在再热汽温变化前提前调节。烟气挡板控制不过来时，要投入减温水，因减温水在冷再上，减温水调节也有一定延时，必须提前动作。12、 水冷壁温度的监视：直流锅炉水冷壁受热面热偏差，是一个非常敏感的问题，它关系到锅炉的正常启动运行。注意一下几点：1） 启动过程中，油枪尽量对称投入。投入制粉时，尽量优化。保证对称投入。2） 在保证锅炉燃烧稳定的情况下，尽快