超临界600 MW直流锅炉不停炉破坏水封运行分析

来源:用户上传      作者:

　　摘要：文章结合实际案例，分析在不停炉的工况下破坏水封处理捞渣机故障以维持机组负荷稳定的策略及经济性，并总结出相应的措施；认为：通过正确操作来控制受热面温度不超限，保证锅炉不熄火，不仅可以实现不停炉检修，而且还可以减少对机组发电量的影响，节约启停机所需费用。
　　关键词：捞渣机故障；600MW超临界锅炉；破坏水封
　　固态排渣电站锅炉捞渣机在运行过程中因断链、更换损坏导轮、掉焦致使捞渣机卡涩以及因捞渣机外部故障长时间停运等原因，导致其积渣过多而停运的案例时有发生，已严重危及机组安全运行，特别是对于采用无渣井、无关断门设计的机械排渣系统，在捞渣机出现故障无法运行后，不得不进行破坏水封处理，否则将被迫停炉。
　　1项目概况
　　1．1工程概述
　　某电厂，规划建设4台600MW国产超临界凝汽式燃煤发电机组，分2期建设，第1期工程为2台600MW机组。锅炉是由东方锅炉(集团)股份有限公司与日本巴布科克-日立公司及东方-日立锅炉有限公司合作设计、联合制造的DG1900/25．4-Ⅱ1型超临界参数变压直流本生锅炉，为一次再热、前后墙对冲燃烧、单炉膛、尾部双烟道、全悬吊结构，采用挡板调节再热汽温，平衡通风，露天布置。前后墙各布置3层HT-NR3燃烧器，每层4只，前后墙从上至下分别为C、D、F层和E、B、A层，其中F层4台煤粉燃烧器经改造后，已具备等离子点火及稳燃功能。
　　1．2系统参数
　　第1期工程锅炉炉底排渣系统采用机械排渣方式，为无渣井、无关断门设计；捞渣机系统采用青岛四洲电力设备有限公司生产的液压驱动、液压全自动张紧、水浸式、可移动式刮板捞渣机；每台炉配1套除渣系统，包括水浸式刮板捞渣机和渣仓等。第1期工程2×600MW机组设计煤种渣量为21．45t/h，校核煤种渣量为26．55t/h。排渣系统采用刮板捞渣机连续排渣，刮板捞渣机为下回链水浸可移动式，最大出力80t/h，冷却水量最大工况120t/h，溢流水温度最高工况60℃，可以排出600MW工况时运行4h的事故渣量。
　　1．3水封破坏后机组运行危险点
　　锅炉正常运行时，当炉底水封被破坏后，大量冷空气将从炉膛底部窜入，在送风机指令不变的情况下，氧量将急剧升高，引风机静叶不正常开大，出力增加。大量冷空气进入将导致：炉内燃烧恶化，炉膛负压大幅波动，甚至造成锅炉熄火；炉内温度急剧下降，辐射受热面吸热减少，中间点温度和过热器温度下降，屏式过热器入口蒸汽温度下降，对流受热面出口汽温增高；同时由于烟气量大增，火焰中心提高，致使炉膛出口温度升高，进一步加剧主、再热蒸汽温度上升及排烟温度升高。
　　另外，在不停炉处理过程中，如果发生大块渣块掉落及引风机跳闸等工况时，会引发冷渣斗出现正压而烫伤检修人员。而煤粉在炉膛内燃烧不充分，或长时间燃烧不良可能引起锅炉尾部烟道再燃烧，或因烟温难以控制导致空气预热器(以下简称空预器)变形、卡涩而跳闸。
　　2破坏水封操作成功的案例分析
　　2009年7月8日2时45分，因1号炉捞渣机跳闸无法启动，尝试降负荷至300MW不破坏水封进行处理。5时11分，因不破坏水封处理难度较大，在充分考虑各方面困难因素及需时较长的情况下，决定破坏水封，降负荷至200MW，锅炉不转态处理。5时35分，锅炉破坏水封。10时29分，捞渣机故障处理完毕。10时40分，水封恢复，机组逐步升负荷，投协调控制系统、自动发电控制系统，带负荷420MW。整个过程参数变化见表1。
　　表1成功破坏水封过程参数的变化
　　
　　
　　2．1过程分析
　　2．1．1水封破坏前准备工作
　　2时40分，1号炉捞渣机因跳闸无法启动后，经过降负荷不破坏水封运行、停运磨煤机B、启动燃油泵、等离子拉弧、炉前油系统打循环等处理，捞渣机仍无法运行。5时2分，进入破坏水封前的准备工作。5时4分，辅控人员在未得到命令的情况下自行将水封破坏。炉盘人员观察到负压、氧量、风量上扬的状态后，迅速与就地控制联系，确认水封已被破坏后快速开大上层二次风挡板及燃尽风挡板，减温水切手动调节，降低主、再热蒸汽温度，并听令(值长)恢复水封。水封恢复过程中负压波动约700Pa，恢复稳态后为75Pa。
　　2．1．2水封破坏期间相关操作
　　5时27分在经过停运磨煤机D，投入空预器吹灰，投入A、F层油枪后，将水封破坏。
　　
　　6时22分，在稳态工况下小幅度降低风量(由1 243t/h降到1 110t/h)进行测试，发现空预器出口温度上升明显(由110℃升到115℃)，所以不建议降低风量运行。
　　2．1．3水封恢复过程分析
　　10时29分，捞渣机故障处理完毕后，水封开始恢复，炉膛压力由350Pa下降到40Pa，两侧引风机电流下降2A，氧量由8．5%下降到7．2%，空预器进出口烟温由303℃和306℃分别下降到125℃和129℃，并且仍有下降趋势，过热器温度微下降后回升，此时炉底水封完全建立。对锅炉本体进行全面检查，没发现有人孔门冲开，燃烧器、炉墙过热等异常情况。逐步退油枪，退出等离子运行，机组逐步升负荷，投协调控制系统、自动发电控制系统，带负荷420MW。
　　2．2处理方式的经济性分析
　　由于大气温度仅有16℃，如果不投入油枪，长时间很难保证锅炉稳定燃烧及安全运行，但投入油枪后，不可避免产生燃油损耗。考虑燃油价格较贵及当时炉膛燃烧状况，选择在破坏水封前投入油枪稳燃，以减少燃油损失。每只点火油枪耗油0．25t/h，前后墙各投1层时所需燃油费用为：0．25t/h×8×6h×0．8万元/t=9．6万元。投油枪稳燃费用9．6万元，比停炉后影响机组负荷以及启停机的费用要少。
　　3 不停炉破坏水封措施
　　3．1检修前
　　a)破坏水封前应办理工作票，做好危险点分析，制定处理方案，准备好相应的工器具和物资。工作票由值长批准，明确工作负责人。
　　b)对漏风大的部位加临时堵板，减少炉膛漏风；将辅汽换由另一台正常运行机组供汽，电泵处于良好备用状态，将空预器扇形板间隙装置提升到最大位，尽早投入空预器连续吹灰。
　　c)接好临时水管，以备恢复过程中补水。
　　3．2破坏水封前
　　a)将主蒸汽温度降至540℃，再热蒸汽温度降至520℃；打开B、D、C、E层二次风及燃尽风挡板，防止破坏水封后受热面管壁及主、再热蒸汽温度超限。
　　b)将引、送风机切手动调节，炉膛维持微正压。
　　c)逐步停磨煤机，减燃料；降负荷至200MW时，退出电除尘，开脱硫旁路挡板；投入F层等离子运行，置正常模式，投F、A层点火油枪运行，确保燃烧稳定。
　　d)退出自动发电控制系统，降负荷至190~200MW，停其他磨煤机，仅维持磨煤机A、F运行；总给煤量控制在70~80t/h。
　　3．3破坏水封时
　　a)严格监视烟温和汽温趋势、受热面和排烟温度、各风机电流、锅炉风量、给水量、负荷、汽压等并注意调整。
　　b)捞渣机水槽内水不必一次放尽，视情况以能取出卡涩物为宜。
　　c)炉膛压力升高时，注意调整引、送风机，使炉膛压力维持在350Pa左右，送风量控制在1100~1 250t/h，不得随意减少送风量。
　　d)炉膛正压运行过程中，应密切监视炉膛燃烧的稳定性、火检冷却风压力和火检信号，暂停锅炉本体上清洁工作，油枪、电缆等设备注意防火；如果过热器、再热器汽温超限及管壁温度超限，应适当降低燃料量，增大给水量。
　　e)空预器电流突然增大(超过31．2A)，且就地检查空预器本体摩擦声音大，以及排烟温度升高到200℃时，应紧急停炉。
　　3．4恢复水封时
　　a)水封恢复时，现场应有监视人员；
　　b)水封恢复初期，要适当增大给水量，防止水冷壁出口过热器温度过高；
　　c)炉膛压力偏负时，要及时进行调整；
　　d)炉底水封恢复后，将炉膛压力设定值改为-70Pa。
　　4结束语
　　从以上实践和分析可知：对于炉底无渣井和关断门设计的超临界固态排渣锅炉，在捞渣机出现故障而需破坏水封处理时，通过正确操作来控制受热面温度不超限，保证锅炉不熄火，不仅可以实现不停炉检修，而且还可以减少对机组发电量影响，节约启、停机费用。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-591142.htm