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660MW二次再热机组汽温调整浅析

2022-09-15路鹏

中国设备工程 2022年16期
关键词:过热器磨煤机挡板

路鹏

(国能蚌埠发电有限公司,安徽 蚌埠 233000)

1 机组汽温调整的作用

(1)机组运行中调整最多的就是锅炉主蒸汽温度及再热汽温,锅炉根据机组负荷变化,为汽轮机提供品质合格的高温高压蒸汽。

(2)根据郎肯循环的原理:机组蒸汽初参数越高,即主蒸汽温度、主蒸汽压力越高,机组效率越高。机组保持较高的主蒸汽温度及再热汽温,可以提高机组效率,降低机组煤耗,但是受锅炉管材、高温高压管道材质及汽轮机汽缸及转子性能影响,机组的主蒸汽温度及再热汽温不能超过汽温的规定值,各处管材的温度不能超过壁温的规定值。

(3)机组主蒸汽温度及再热汽温过低,不仅降低机组效率,提高机组煤耗,还可能造成汽轮机湿汽损失增大,降低机组寿命。如果汽温在短时间内下降过快,还可能造成汽轮机水击,引起汽轮机振动,损坏汽轮机。

(4)目前超超临界二次再热机组已成为新型节能降耗火电机组的发展趋势。国能蚌埠发电有限公司二期2×600MW机组锅炉为超超临界二次再热直流锅炉,型号为:DG1785.49/32.45-Ⅱ14。采用π型布置、单炉膛、二次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、尾部三烟道调整、主汽温605℃、一次再热汽温623℃、二次再热汽温623℃。因此机组正常运行时,保证稳定较高的主、再热汽温,可以提高机组效率。

(5)根据国能蚌埠发电有限公司二期2×600MW机组参数偏离设计值引起的能耗差及经济计算分析,锅炉主蒸汽温度每提高1℃,就可以改善机组煤耗0.05922g/kWh,以年发电量60亿kWh计算,就可以节约标准煤355.32吨,折合人民币26.6万元。锅炉一次再热温度每提高1℃,就可以改善机组煤耗0.08455g/kWh,以年发电量60亿kWh计算,就可以节约标准煤507.3t,折合人民币38万元。锅炉二次再热温度每提高1℃,就可以改善机组煤耗0.08946g/kWh,以年发电量60亿kWh计算,就可以节约标准煤536.76t,折合人民币40.2万元。可见运行中调整机组主蒸汽温度及再热汽温,对机组节能降耗作用重大。

2 影响机组汽温变化的原因

(1)负荷的影响。即:锅炉蒸发量的影响。随着负荷变化,机组参数随之变化,锅炉燃烧工况变化,进而引起机组主蒸汽温度及再热汽温的变化,尤其对再热汽温影响较大。

(2)主汽压力的影响。主汽压力降低时,燃料量及风量会增加,过调后会引起汽温先降后升,控制不及时有超温危险,主汽压力升高时燃料量及风量会减少,过调后会引起汽温降低。机组主蒸汽温度及再热汽温频繁波动,不仅增加了操作量,总体计算平均值要低于主汽压力稳定的机组主蒸汽温度及再热汽温的平均值。

(3)锅炉内燃烧工况的影响。若机组负荷不变,锅炉燃烧状况基本稳定,应保持总煤量、总风量、给水量基本不变,机组主蒸汽温度及再热汽温度保持相对稳定。

(4)煤质的影响。当燃用的煤质发生变化时,机组会自动改变总煤量,相应作用到每一台磨煤机上,从而改变锅炉燃烧工况,进而会影响到机组主蒸汽温度及再热汽温,同时也会影响到锅炉部分受热面的金属壁温。

(5)磨煤机的影响。每一台磨煤机的稳定运行是保证锅炉稳定运行的基础,磨煤机风量变化会短时间影响进入锅炉内煤粉的量,虽然总煤量没有变化,但是短时间内磨煤机进入锅炉的煤粉量不同,会引起机组主蒸汽温度及再热汽温的变化。磨煤机旋转分离器转速会影响煤粉细度,改变锅炉燃烧状态。磨煤机出口温度高低会改变煤粉在锅炉内的着火时间。

(6)炉膛吹灰的影响。锅炉吹灰会使局部积灰脱落,造成吹灰部分汽温、金属壁温升高。而积灰在下落时相对重的会往下落,影响炉膛火焰燃烧,相对轻的又会上升,影响对流受热面的烟气变化。

(7)外界因素。如锅炉炉底水封破坏时,锅炉在炉膛负压的作用下将冷空气从炉底吸入,从而使锅炉火焰中心上移,锅炉对流受热面吸热增大,会造成主再热汽温大幅升高。

3 主汽温的调整

(1)主蒸汽温度的调节主要是依靠调节给水量和燃料量,即调整水/煤比来控制分离器出口温度,在40%~100%负荷范围内启动分离器蒸汽过热度保持在20~60℃。

(2)在锅炉稳定运行时,过热度相对稳定,可以通过过热器一级减温水和二级减温水来调整锅炉主蒸汽温度。过热器一级减温水用来调整屏式过热器出口温度,过热器二级减温水用来调整高温过热器出口温度。过热器一级减温水在屏式过热器前喷入,主要用于保护屏式过热器,同时对高温过热汽出口汽温进行粗调。过热器二级减温水在高温过热器前喷入,对高温过热器出口进行细调。过热器一级减温水的投入原则是保护屏式过热器不超温,过热器二级减温水保证高温过热器出口汽温稳定。由于过热器二级减温水对锅炉主蒸汽温影响较快、较大,也会影响机组压力、负荷,因此运行中禁止大幅度操作,防止锅炉主蒸汽温度突升突降。

(3)根据各台磨煤机的加仓方式,确定制粉系统磨组适应当前工况,汽温低时,可以切换磨组运行,如低负荷四台磨煤机运行可以调整为一台中层磨,一台上层磨煤机运行或停运一台底层磨。

(4)调峰机组负荷变化快,保证锅炉在良好的运行工况下的前提是保证磨煤机在正常运行工况,每台磨煤机不堵磨、不振动、粉细度合适、磨碗差压在合适范围内、磨煤机电流波动不大。随着负荷变化,机组参数随之变化,锅炉燃烧工况稳定变化,汽温变化不大。

(5)在40%~100%负荷范围内机组处于滑压状态,负荷变化,主汽压力随之变化,及时调整的分离器出口温度,保证水煤比稳定,使机组处于良好的AGC跟踪状态,使主汽压力设定值与主汽压力实际值基本接近,汽温变化不大。

(6)启动上层磨煤机会引起火焰中心位置升高,应提前控制分离器出口温度,控制主汽温度,上层磨煤机启动后带低煤量运行,工况稳定后,逐渐提高给煤量。

(7)通过调整磨煤机旋转分离器频率来调整煤粉细度,汽温低时可使下层磨煤机煤粉适当变粗,煤粉在炉内燃尽时间增加,火焰中心上移,炉膛出口烟温升高,进而提高汽温,但应通过观看火焰、取灰渣观察等方法,必须保证进入锅炉煤粉燃烬。

(8)汽温低时可以适当增加总风量,间接增大了锅炉烟气量,增加了对流受热面的换热量,从而提高汽温。

4 再热汽温调整

(1)提高机组的再热汽温,一方面可以增大电厂机组朗肯循环温差,提高机组循环效率,另一方面再热汽温的提高能增加乏汽的干度,减少乏汽中的水滴对汽轮机末级叶片的冲击,保证汽轮机组的内效率,提高汽轮机的经济安全性。

(2)再热汽温主要是通过烟气挡板的调节,其原理就是通过改变低温再热器与低温过热器烟气量的比例来调节再热汽温。对流型的过热器、再热器,烟气量增加,对流受热面的汽温上升,烟气量减少,对流受热面的汽温下降。

(3)再热汽温通过尾部三烟道挡板进行调节,尾部三烟道挡板是尾部烟道用隔墙分开,三个烟道并列布置,各级受热面的吸热量与高温级受热面布置相匹配,一次低再布置在前烟道内,二次低再布置在中烟道内,低过布置在后烟道内,低再和低过下部均布置省煤器。在每个烟道出口分别布置烟气调节挡板,共3个挡板。总体布置见图1。

图1 烟道总体布置示意图

运行过程中,通过对各出口挡板门的调节,改变各烟道烟气量,从而满足各烟道内受热面吸收相应热量。合理分配再热器各级受热面的吸热比例,以控制再热器侧烟道烟气流量随负荷变化幅度。负荷-烟气份额关系曲线见图2。

图2 负荷-烟气份额关系曲线图

因为主汽温可以通过调整分离器出口温度来调整给水量,保证温度不低,所以低负荷时尽量提高二次再热温度。低负荷时,低过烟气挡板可以降低到10%左右,二次低再挡板全开,根据一次再热和二次再热的温度调整一次低再挡板在20%~30%,尽量提高二次再热的温度。

(4)再热汽温的调整设计上主要用烟气挡板调整,再热器事故减温水布置在再热器的入口,防止再热器温度超限,可以少量喷入。但是投入时要注意观察减温器后温度应有一定的过热度,再热器温度降低后应及时关闭。

(5)烟气挡板调整再热汽温滞后性较大,机组加减负荷、切换磨煤机等变工况运行应有预见性的提前调整烟气挡板。与其是二次低温再热器挡板与低温过热器挡板要调整较大,调整低温过热器挡板后,可以通过过热度配合调整主蒸汽温度,从而保证二次再热温度的稳定。

(6)由于再热器减温水投入后对机组效率降低明显,(相当于增加了低品质蒸汽进入中压缸做功的份额)所以,在保证安全经济运行的前提下,根据机组负荷及实际运行情况,应尽量采用烟气挡板和锅炉燃烧调整,不投或少投减温水。

5 结语

本文通过了解汽温调整的作用,结合超超临界二次再热机组的实际运行情况,分析了影响汽温变化的原因,讲述如何在运行中保证机组主、再热汽温稳定在较高的温度的方法,使采用二次再热技术机组的经济性得到了体现。

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