600mw超临界机组主蒸汽温度偏高的原因分析

600mw超临界机组主蒸汽温度偏高的原因分析

湘潭供电有限公司（湘潭电厂）系列2.600mw机组锅炉，东路桥有限公司（集团）有限公司与东浦田开发银行福理公司合作设计、制造的dg190025.4-1v离心分离参数的变压直接本生炉。该汽车公司由上海汽机厂生产，配备叶片、三辆、四辆排放于上海，配备中间热旋转器和冷凝汽轮。n6.26和566。该收割机由上海一家上汽厂生产，qfsn-600-2水-氢发电站生产。3号机组调试首次点火吹管从2006年1月20日开始,2月9日正式进入整套起动试运,3月31日完成168h试运。在整套起动调试过程中,多次出现主蒸汽温度偏高的问题。因该型锅炉在华能沁北电厂和华能汕头电厂等也出现类似现象,因此有必要分析其原因,以采取必要的措施。1燃烧及过热汽温锅炉主要设计参数见表1。锅炉起动系统由内置式启动分离器、储水罐、储水罐水位控制阀(361阀)等组成。经水冷壁加热后的工质进入启动分离器,分离出的水通过启动分离器下方的连接管进入储水罐,蒸汽则由启动分离器上方的连接管引入顶棚入口集箱。361控制阀调节储水罐水位,储水罐中的水经过361阀,在锅炉清洗及点火初始阶段排入定排扩容器或冷凝器中。燃烧器采用HT-NR3旋流燃烧器,前后墙布置,对冲燃烧,每面墙3层,每层4只,每只燃烧器配备有出力为250kg/h的机械雾化点火油枪,前、后墙中层各燃烧器还配有出力4700kg/h的启动油枪;在3层燃烧器上方,前、后墙各布置1层燃尽风口。燃烧器配风分为一次风、内二次风和外二次风。一次风输送煤粉,单只燃烧器内二次风、外二次风的风量分配通过调节各内二次风套筒开度和外二次风调风器开度实现。另外,启动油枪投运时,装于燃烧器一次风管弯头前的冷却空气阀打开,启动油枪燃烧用的根部风流量通过炉膛负压的大小来控制,炉膛负压大,启动油枪燃烧用的根部风则大。过热汽温主要通过调节燃料和给水配比并配合一、二级减温水进行调整,减温水来自省煤器出口的给水。一级减温器设在低温过热器和屏式过热器之间,二级减温器设在屏式过热器和高温过热器之间。再热蒸汽温度主要通过置于尾部烟道的调温烟气挡板调节;事故减温设于低温再热器和高温再热器之间。2冲转时蒸汽温度偏高原因分析在整套机组起动调试中先后进行冷态、温态、热态汽轮机冲转,冲转参数见表2。在前5次起动冲转过程中均出现主蒸汽温度偏高的问题,第1次冲转前主蒸汽温度达到470℃,冲转过程中主蒸汽温度仍在上升,达到510℃,全开过热器一、二级减温器调节阀,也没有明显减温效果。在第5次热态开机中,冲转前主蒸汽温度为515℃,冲转到3000r/min后升至570℃。从已投产的同类型锅炉试运情况来看,该类型锅炉普遍存在冲转时蒸汽温度偏高的现象,如华能沁北电厂和汕头电厂机组冲转时锅炉主蒸汽温度达450℃～500℃,有时甚至高达550℃以上,与汽轮机要求的冲转参数不匹配。上海汽轮机厂最初要求汽轮机冲转主蒸汽参数为8.4MPa、370℃,经该厂同意并将汽轮机冲转时主蒸汽参数调整为5.5MPa、420℃。分析认为,造成冲转时蒸汽温度偏高的原因主要有以下几个方面:(1)锅炉起动流量至少350t/h以上,饱和水通过361阀排至凝汽器或定排,热损失大,蒸发量低,这是造成过热蒸汽温度高的主要原因。(2)汽轮机冲转时锅炉全烧油运行,水冷壁的辐射吸热低,过热受热面尤其是屏式过热器吸热量过大,从而使得主蒸汽温度高。(3)降低二次风总风量对降低蒸汽温度有一定作用,但如果降得太低,会造成炉膛温度高,屏式过热器吸热量大而超温。如二次风风量超过30%～40%的总风量要求,增加了烟气量,抬高了炉膛火焰中心,减少了火焰在炉膛的停留时间,使得水冷壁的辐射吸热降低,蒸发量降低,而过热受热面的吸热量增加,主蒸汽温度升高。(4)锅炉点火后为了改善燃烧,习惯按亚临界锅炉调试控制炉膛负压在-100Pa,而该类型锅炉起动油枪燃油用的根部风是由炉膛负压来控制的,炉膛负压小,则燃油用的根部风不足,造成燃烧效果差。(5)日立公司要求锅炉在冲转时燃油量为(12～13)t/h,蒸汽温度在380℃左右,但从沁北电厂等同类型锅炉的运行情况来看,锅炉至少需(16～18)t/h的燃油才能满足冲转的最基本需要。因此采取减少燃油量的方法来降低蒸汽温度是不现实的。另外,锅炉厂规定起动初期给水流量至少为350t/h。实际上,相对于(16～18)t/h的燃油量,350t/h及以上的给水流量偏大,在相同的燃烧条件下,产生的蒸汽量少,大部分的热量都由进入分离器储水罐的水带入了凝汽器。(6)由于进入省煤器的给水温度只有70℃,使得进入水冷壁的水温低,欠焓大,从而降低了水冷壁的产汽量,进入过热器的(冷却)蒸汽量减少,从而使得过热器出口主蒸汽温度上升。(7)由于过热器一、二级减温水取自省煤器出口,喷水与蒸汽的压差比传统系统的压差小。当主蒸汽流量小时,其压差更小,喷水减温无效果,从而使得主蒸汽温度难以控制。3增加启动油流量控制(1)燃油控制由(16～18)t/h提高至(18～24)t/h。将启动油枪压力由原2.5MPa调低到(1.9～2.0)MPa,降低单支油枪出力,增加投运的启动油枪数量。这样一方面改善雾化效果,另一方面使沿炉膛宽度热负荷均匀,有利于增加水冷壁吸热,降低火焰中心。另外,通过控制油压来控制燃油量,使炉水温升率为2℃/min。当炉水温度达到190℃时停止升温升压,进行锅炉热态清洗;锅炉热态清洗结束后,通过提高启动油压来增加启动油流量,使主蒸汽参数达到汽轮机冲转参数要求。(2)将二次风控制在(550～570)km3/h,若蒸汽温度还偏高,可适当降低总风量,低限为490km3/h,适当开大燃尽风,保证燃烧充分。(3)在启动油枪投运时,炉膛负压控制在-600Pa,确保投用启动油枪的燃烧器冷却风挡板完全开启,以补充启动油枪的根部风,若油枪着火困难,可适当降低炉膛负压至-450Pa,提高二次风流量。(4)提高辅助蒸汽压力,全开除氧器辅助蒸汽加热调节阀,提高给水温度至90℃以上,越高越好。(5)给水流量由350t/h提高到(410～450)t/h,与(18～24)t/h燃油量相匹配。给水流量不能超过450t/h。(6)通过调整高、低旁路的开度控制满足参数需要的蒸汽流量。当燃油量达到(21～24)t/h,将高旁开至60%,将低旁投入自动,压力设定值是0.4MPa。(7)燃油量(18～24)t/h,通过调整过热器一、二级减温水,确保主蒸汽温度达到冲转要求。汽轮机开始冲转后