600mw机组w型锅炉受热面超温原因分析

600mw机组w型锅炉受热面超温原因分析

1煤粉气流的分配机制金竹山处理厂23000mw和能源罗伦三座电厂23000mw的dg2030、d.6-ii3和dg2030、d.45-ii3w火焰锅炉是双发动机征税率的两组烧伤装置。这是由史密斯霍夫公司开发的一种燃料低蒸发分燃料的无烟煤探测器。采用风车装置收集煤粉，有各种调节装置，以满足无烟煤火稳定燃烧的要求。双旋风煤粉燃烧器由煤粉进口管、煤粉均分器、双旋风筒壳体、煤粉喷口、乏气管、乏气挡板等组成。煤粉气流经煤粉管道进入燃烧器后,煤粉分配器将其均分成两股,分别切向送入各自的旋风筒。煤粉气流在旋风筒中旋转,由于离心力的作用,大量煤粉被分离到旋风筒壁面附近。含粉较少的一次风作为乏气,从旋风筒中心的乏气管引出送入炉膛。乏气的引出使煤粉喷嘴出口气流的煤粉浓度大大提高,有利于劣质燃料的迅速着火和稳定燃烧。乏气管道上装有乏气挡板,调节此挡板可改变乏气引出量,从而调节煤粉喷嘴出口的煤粉浓度和速度。每个旋风筒内设有旋流调节装置,它由一个调节杆和数个直叶片组成,用于调节、抑制主煤粉气流的残余旋转,使煤粉气流保持足够的刚性和最佳扩散角。每台锅炉配36只双旋风煤粉燃烧器,燃烧器大风箱相应划分为36个独立的配风单元,对每个燃烧器的二次风实行单独控制。每个配风单元由上部风箱和下部风箱两部分组成。上部风箱供拱上配风。拱上二次风分为3部分,分别由A、B、C3个挡板控制。下部风箱供拱下配风。拱下二次风分为3层,分别由D、E、F3个挡板控制;3层风量从上往下依次递增。根据低挥发分燃料的燃烧特点,二次风的配风方式采用分级配风,除少量从拱上进入炉膛以满足喷口冷却和油枪燃烧需要外,大量二次风从下炉膛前后墙沿高度方向分3级送入炉膛。从上到下,风量呈阶梯形依次增大。这样的配风方式,避免了在煤粉气流着火的前期和初期送入过多的二次风,影响煤粉气流的着火和稳定燃烧,而在煤粉气流着火后,及时补充大量燃烧所需的空气,增强后期混合,有利于提高燃尽率。金竹山电厂与珞璜电厂锅炉设计主要参数比较见表1,设计煤质比较见表2。2加热表面的过度温度2.1燃烧状况及变化金竹山电厂1号炉于2005年12月31日完成冷态试验,2006年1月16日吹管结束,2月9日首次并网,2月14日安全阀校验完毕,随后停炉消缺。2月23日首次投入制粉系统,投入后曾出现大屏壁温超过630℃(530℃报警)、高温过热器及高温再热器壁温超过640℃(报警温度600℃)的情况。3月13日6:15再次点火、18:00负荷达到53MW(投用16支油枪);3月13日23:10大屏爆管。3月31日22:25再次点火;4月1日4:20汽轮机冲转(过热汽温385℃、再热汽温330℃、主蒸汽压力5MPa),6:35并网成功,8:30负荷达到55MW(投18支油枪),9:45投煤;4月3日5:24断油(负荷400MW),排烟温度达到170℃以上。4月4日3:30由于投入吹灰器(主要为省煤器区域),排烟温度下降了近20℃,同时因环境温度下降10℃左右,负荷得以逐步升高。4月4日21:00负荷在500MW左右,有5只油枪助燃,排烟温度在170℃,减温水量达350t/h左右。对燃烧情况进行检查,发现有部分燃烧器燃烧状况差,火焰暗黑,燃烧不稳波动大。通过乏气挡板及A、B挡板(消旋叶片在4格未作调整)对30个燃烧器逐个进行了调整(A磨煤机未投),火焰明显明亮,波动减缓,但仍有A4、A5、F1、D4等燃烧器燃烧不稳,波动较大。4月5日1:05负荷首次达到600MW,由于煤质较差(灰分39%～46%,低位发热量(15000～16800)kJ/kg),投3支油枪进行稳燃。5月10日高温再热器爆管。5月22日屏式过热器爆管。2.2高温高温或高温再热器壁温珞璜电厂3期5号炉于2006年9月3日首次点火后,也曾出现大屏壁温超过650℃(530℃报警),高温过热器及高温再热器壁温超过660℃(报警温度600℃)的情况。锅炉受热面爆管3次,过热蒸汽温度最高达到590℃,排烟温度和减温水量远大于设计值。3吹灰器及过热器对烟气的影响金竹山电厂1号炉试运期间的煤质变化较大,且与设计煤种和校核煤种相比煤质较差,最低热值只有13MJ/kg,灰分达46%。珞璜电厂3期5号机组试运过程中,煤质较差时对燃烧和受热面的影响与金竹山电厂1号炉相似。金竹山电厂和珞璜电厂600MW机组锅炉试运期间,过热器减温水量达到250t/h左右,再热器减温水量达到70t/h(正常情况下该减温水不投),减温水总量达300t/h以上,远远大于减温水的设计值。由于排烟温度高,负荷只能保持在400MW。随着吹灰器的投入(主要为省煤器区域),排烟温度下降了近20℃。实际运行中过热器减温水量比设计值高出许多,特别在低负荷时尤为明显。另外,卫燃带的设计虽然可以增加炉膛温度,但使下炉膛水冷壁吸热不够,后来把下炉膛卫燃带四周去掉260m2左右,受热面超温现象明显减小。4预防措施4.1ds显示值为杜绝因运行操作引起的超温现象,暂将壁温报警值降低10℃,即控制DCS显示值如下:分隔屏过热器壁温<520℃,高温过热器壁温<590℃,再热器壁温<590℃。4.2旁路汽包调整点火前开启各空气门、点火排汽门、过热器系统及再热器系统疏水门,待锅炉升压后,开启汽轮机一、二级旁路,并尽可能保持其较大开度,关闭空气门和点火排汽门。待汽包压力上升至0.172MPa,视炉侧主、再热蒸汽温度(汽温)情况,关闭各疏水门,如汽温较低,稍后再关闭高温过热器出口集箱疏水门。风机、磨煤机油站提前投入运行,为防止磨煤机油站加热器误动,高温季节可将油站加热器电源关闭。4.3冲转时的注意事项(1)油枪投入应充分考虑沿炉膛断面前后左右方向的对称,使锅炉受热均匀,并优先投运炉膛侧墙油枪。(2)冷态起动过程中首次投油可一次投入6只油枪,以便炉膛均匀受热和较快升压,但应严格控制烟温探针测量温度低于530℃。锅炉升压前,在保持油枪总数不变前提下,尽快对备用油枪进行轮换、试验,消除油枪存在的缺陷。(3)严格按升压曲线提高锅炉热负荷,每次增加油枪2～3只,在锅炉参数变化趋于稳定前,不再增加油枪总量。(4)在关闭空气门和疏水门后,对各级减温器反冲洗10min,使减温器处于备用状态。(5)冲转前如果汽温低于冲转参数的要求,不采用喷水减温调节。(6)冲转前如出现汽温高、蒸汽压力(汽压)低,应谨慎使用少量一级减温水控制一级减温器后汽温较饱和温度高(11～20)℃。(7)冲转前应尽可能使参数接近设计值,即过热器压力p1为(4～6)MPa,过热器温度T1为350℃;再热器压力p2为(0.8～1.0)MPa,再热器温度T2为280℃。4.4锅炉压力的影响(1)汽轮机开始冲转后,锅炉应适当增加油枪,保持参数稳定。(2)如冲转前锅炉参数较设计值偏低,在汽轮机进入2450r/min暖机阶段,适当提高锅炉压力使其接近设计值,但须注意防止汽温的过快上升和突降。(3)在并网前,应准确估计并网时间,提前增投一定数量的油枪,以满足汽轮机带初负荷暖机参数的要求。4.5根据实际情况,可采取的措施(1)并网后,严禁立即关闭汽轮机旁路,应根据壁温情况,在机组负荷80MW左右时决定是否关闭。(2)机组并网后,如主蒸汽压力偏低而温度基本正常,应避免采用关小旁路,同时增加热负荷的方式提高汽压,而应采取保持汽轮机旁路开度,适当增加油枪,延长暖机时间方式,或者适当关小旁路提高汽压,稳定热负荷方式,但在壁温裕度较小情况下,不允许用关小旁路方式提高汽压。(3)汽轮机带初始负荷暖机结束后,锅炉侧应视壁温上升情况,通过投入少量油枪,谨慎增加热负荷,并在保证汽轮机安全的前提下,尽可能保持汽轮机调节阀较大开度。根据壁温、汽温、汽压情况,必要时可适当开大汽轮机旁路。(4)起动一次风机后,控制一次风压力在(7.0～8.0)kPa,有条件尽早投入自动。(5)汽轮机并网后如需增投减温水,应注意减温器后温度变化,避免喷水量大幅度变化。减温器后的温度应高于对应压力下的饱和温度10℃以上。使用减温水时,必须极为谨慎,要严密监视一级减温器后管壁温度的变化趋势,严禁采用短时内大幅增加一级减温水量控制壁温,如管壁超温不能遏制,应检查热负荷和汽轮机旁路、调节阀等的状态。4.6热负荷调整和开度调整(1)机组负荷≥70MW,油枪数目≥(20～24)只,壁温裕度≥30℃,二次风温≥250℃,炉膛下部燃烧区域温度水平≥930℃。起动制粉系统时,对应的油枪应投入,其它投入油枪的选择应充分考虑热负荷的均匀,减少热偏差。(2)起动磨煤机后,以正常热一次风流量20%～30%暖磨煤机(5～8)min。(3)在增加给煤机出力和建立料位过程中,应分阶段增加给煤量,控制单台给煤机出力<10t/h。在容量风门后静压达到5.0kPa后,如无异常再通过增加给煤机出力,逐渐建立料位(料位300Pa～400Pa,两差压装置中以最大值为准)。(4)开大容量风,关小旁路风的倒风操作应用小键控制,容量风最大开度限制在25%以下,旁路风开度的控制参照一次风热态调平数据,控制燃烧器出口风速25m/s左右。调整过程中,注意观察过热器系统管壁温度变化,对容量风控制进行修正。(5)在制粉系统风门操作过程中,注意监视一次风母管压力变化,应维持其稳定。(6)待增加容量风、汽温、汽压、壁温稳定后,才可进行下一步“增加”操作,严禁采用连续点击方式使容量风开度一步到位,造成热负荷失控。(7)起动制粉系统时,监视和控制高温过热器前烟温测点值变化,防止火焰上移。(8)在增加容量风门开度同时,应根据起动曲线的要求、汽压变化情况,适当增加电负荷和逐渐减少油枪,以控制锅炉热负荷平稳和电负荷按规定曲线要求上升。(9)机组负荷140MW时,起动第2台制粉系统,并完成第3、4台制粉系统起动前的准备。给水主、旁路切换、厂用电切换后,机组负荷210MW,起动第3台磨煤机。(10)A、B、D、E挡板开度分别控制在30%、20%、5%、10%。没有投油的油枪,对应C挡板开度为5%,投油的油枪对应的C挡板开度80%,投油时,对应F挡板开度一般维持5%,投煤低负荷阶段开度一般维持在15%～20%。为了防止拱下四周水冷壁结焦,靠边的F挡板开度一般维持在35%左右。(11)在投粉初期,空气预热器进口氧量尽量维持在较低水平(平均值≥1.5%已不缺氧),二次风箱风压在投油和投粉初期维持在(0.5～0.6)kPa。(12)通过锅炉左、右侧烟温测点和大屏管壁温度判断左右烟温差,当发现一侧烟温偏高,且同侧过热器壁温偏高时,应尽快通过油枪倒换、送风量调平和制粉系统的调节等降低该侧烟温,控制炉膛出口左右烟温偏差≤50℃。(13)高压加热器要按规定随机投入,提高给水温度。如高压加热器运行中退出,应加强对过热器壁温和主蒸汽温度监视,并减缓增加热负荷的速度。(14)热态起动时,如一级旁路减温不能投用时,主蒸汽温度不得超过450℃。热态起动过程中主蒸汽温度应低于额定值(50～60)℃。5对锅炉的设计通过采取以上措施,较好地解决了受热面管壁超温问题。如仍发生受热面超温,甚至