超临界600mw超临界机组直流锅炉运行的动态特性

超临界600mw超临界机组直流锅炉运行的动态特性

0直流方式运行稳定性差根据华源动力龙门有限公司2.600mww离心式装置的运行特性和运行中的一些问题，尤其是由于现有的低流量列方式的运行经验，在运行过程中，很难理解直式中动态运行的特征。在从循环方式向直式转变的过程中，燃烧不稳定，水冷壁、热源壁温度和焦墙等。本文从超临界直流锅炉运行特性与循环炉的区别入手,通过5个方面的分析和探讨,得出与循环方式运行的区别,总结经验,为以后大型超临界机组的调试及运行提供条件,为机组移交节省时间,为机组的安全、经济、稳定运行提供保证。1温度调整1.1炉秆火焰中心变化循环方式的主汽温主要从2个方面调整:一是通过投运不同高度的燃烧器来调整炉膛火焰中心,如果燃烧调整不好,燃烧中心上移时,不仅造成过热器、再热器壁温超温,还造成减温水需求量大;二是通过改变氧量调整过剩空气系数,因为过剩空气系数偏大或偏小,将造成对流换热和辐射传热的比例变化。1.2调整煤水比,降低主汽温直流运行方式下主汽温主要靠调整给水量、给水温度、燃料量、中间点温度、减温水协调控制等,表1介绍了哈尔滨锅炉厂设计的600MW超临界机组调整情况。煤水比失调会引起主汽温度偏离设计值,因此要根据煤质情况确定合理的煤水比。中间温度点选为分离器出口温度,中间点温度比主汽温度更灵敏地反映煤水比,中间点温度反映了锅炉蒸发和过热吸热的比例,改变中间点温度也可以影响主汽温度。因此,根据主汽温度曲线高低确定合适的中间点温度,在中间点温度合适的情况下,如果主汽温仍偏高,只有通过减温水来调节,投减温水时应注意减温水后蒸汽温度不能低于该压力下的饱和温度,避免造成水冲击;升负荷时,先加水再按比例加煤。中间点温度设定值是根据压力自动给出的,也就是分离器出口温度减去该点压力对应的饱和温度,即该点的过热度,一般取20~30℃,这与每个锅炉热平衡设计有关。在正常运行中,当中间点温度偏离设定值时,应立即调整给水量使实际温度恢复到设定值。在调试过程中根据主汽温度曲线高低确定合适的中间点温度,有时中间点温度已符合设定值,但主汽温度仍然偏离设计值,这时需要对中间点温度设定值进行修正,主汽温度仍然偏离设计值说明锅炉水冷壁等蒸发吸热和过热吸热的比例不合适。因此,控制中间温度关键要调整好煤水比,影响煤水比的主要因素有3点:一是煤质的变化,需要定期进行煤质化验;二是给水温度变化,需要运行人员注意给水温度,特别是高低加投退,给水温度变化,水冷壁热负荷加重,避免超温,在满负荷遇到高加退出时,应立即退出上层燃烧器,并适当降低负荷,以避免主汽温超温;三是受热面污染,例如,水冷壁表面结焦,过热器积灰严重等,影响热吸收,造成吸热比例变化,导致调节失控。2给排水检测2.1液-汽两相分界面循环锅筒炉给水量的调节和汽温调节相关不大,因为过热器受热面是固定的,以及锅炉蓄热量大,汽温调节方便,锅筒中有较大的工质容积及能量储存,有明显的液-汽两相分界面。因此,循环锅筒炉主要控制蒸汽压力和水位的变化,给水流量通过水位变化保持与蒸发量平衡。2.2水流量的影响直流运行方式下锅炉的加热、蒸发和过热各区段之间无固定界限,一种扰动将对各种被调参数起作用,因为没有锅筒,直流锅炉的总蓄热量约为同容量锅筒炉的1/4~1/2。在直流运行方式下,采用强迫流动,给水流量变化将影响系统压力、蒸汽温度、蒸汽流量。如图1所示,给水量增加扰动时的动态特性(燃料量不变),由于需要加热的工质增加,使加热区段增长,过热区段缩短,同时蒸汽流量增加,均造成过热汽温下降。但蒸发量及汽温的变化均延迟一段时间t再上升,又由于增加的给水量变成蒸汽要经历工质流动及传热过程,蒸汽量的上升是逐渐的。由于大型直流锅炉的汽水流程长度很大,因此采用中间点温度来调整给水流量与燃料的比值。3压力配置3.1循环锅炉压力调节方法循环锅筒炉压力变化主要反映系统入炉煤量的热量和输出蒸汽的能量平衡,压力调节主要靠入炉煤量的调节。3.2系统动态时锅炉负荷的变化直流运行方式下锅炉压力调节的实质就是保持锅炉负荷与汽轮机所需的蒸汽量相等。直流运行锅炉的蒸汽量等于进水量,单纯锅炉燃料量的变化,除了在动态过程中蒸发量有所变化外,不能引起锅炉负荷的改变,只有改变给水量才能改变锅炉负荷。压力调节时,用给水量稳定汽压。负荷变动时,增减给水量的同时,相应调整燃料量和风量。4从湿态转变为干态超临界直流锅炉启动系统配置炉水循环泵,与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配。采用炉水循环泵,可以将再循环流量与给水混合后进入省煤器,从而节省由于此部分流量进入扩容器后膨胀、蒸发而损失的工质,且完成锅炉启动从亚临界到超临界直流的转变。启动初期,汽水分离器中保持一定的水位,汽水分离器的作用相当于锅筒,处于湿态,存在两相区。随着燃烧率的增加,产汽量逐渐增加,分离器内水越来越少,35%左右负荷时,产汽量与进入省煤器的给水量相等,汽水分离器已无水位,由湿态转变为干态,因水的饱和温度随压力的提高相应升高,汽化潜热相应减少。当压力高于临界点时,汽化潜热等于0,水在临界压力22.12MPa下被加热至临界温度374.15℃时,即全部从液相转为蒸汽,不存在两相区,即水变成蒸汽是连续的,并以单相运行。在超临界压力下,水到蒸汽的变化只经历加热阶段和过热阶段,而无饱和蒸汽区,图2是转直流运行时,循环流量与给水流量的关系。5入炉内煤炭量5.1煤粉细度检查循环锅筒炉因锅炉蓄热量大,入炉煤量的波动对运行参数受干扰小,相对稳定。燃烧稳定性调整主要是通过对煤质分析报告进行审查,核对是否与设计煤种相符,化验煤粉细度是否符合要求。煤粉颗粒大,造成燃烧中心上移,调整钢球配比,增大球径小的装球量及调整分离器的角度。送风量大也造成燃烧中心上移,后屏过热器、再热器对流传热增加,造成过热器、再热器壁温超温,因此控制总风量,通过测量灰渣未完全燃烧损失和排烟损失,省煤器出口氧量最佳控制点,得出最佳风量。5.2风煤比和风压对锅炉稳定运行的影响直流锅炉的入炉煤量波动对运行参数干扰大,因此制粉系统直接影响着锅炉的稳定运行,风量调整不好会造成给粉管堵煤、给粉管超温、爆燃等现象,风煤比控制不好造成燃烧不稳定等。下面介绍600MW超临界直流锅炉制粉系统的优化控制。5.2.1磨煤机的出力同其他类型的磨煤机不同,双进双出钢球磨煤机的出力不是靠调节给煤机的输煤速度,而是靠调节输入磨煤机输送煤粉的一次风量。而给煤机转速控制由磨煤机内煤位控制。5.2.2旁路风的作用磨煤机的总风量是指进入磨煤机的一次风流量与进入混煤箱的旁路风流量的总和。在低负荷情况下,只依靠一次风不能提供足够的风速来输送煤粉,增加旁路风后能保证在任何出力的情况下,保持煤粉管中具有足够的输送煤粉的风速。旁路风的另一作用是当旁路风进入混煤箱中可对原煤进行预烘干,当磨煤机的风粉出口温度偏低时,可调节旁路风量,使风粉温度维持在要求的范围内。通常总风量的最低限值限定在满风量的80%左右。5.2.3压力和压力磨煤机的一次风为1台锅炉的磨煤机合用2台一次风机。一次风除了满足调节出力所需要的流量,还必须在任意出力下满足一定的压力,以保证磨煤机在任何负荷下,一次风压力维持在所需范围内,保证煤粉输出磨煤机。一次风的压力控制是通过调节风机动叶开启角度来实现的,一次风压力的设定值将由全部磨煤机的入口风挡板开度决定,同时增加了煤流量的修正补偿量及最小限制值,设定的一次风压力值同实际的一次风压力值通过PI控制器比较后,最终调节风机动叶,以满足所需要的一次风压力。5.2.4温度调节磨煤机出口端风/煤粉温度应维持在工艺所规定的要求,磨煤机出口温度设定在70℃。温度的调节是通过调整一次风的热风和冷风的混合比例实现的。冷风挡板调温,热风挡板调风量;当