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1000MW二次再热机组再热汽温调整与优化

2017-10-30叶罗刁洪虎

中国新技术新产品 2017年22期

叶罗 刁洪虎

摘 要:本文将依托泰州电厂二期两台百万二次再热机组生产调试运行,对不同工况下再热汽温偏低的问题进行剖析,详述其中的调整控制手段及优化措施,从而为后期超超临界二次再热机组生产调试提供宝贵经验。

关键词:二次再热;再热汽温;调整优化

中图分类号:TM621 文献标识码:A

一、运行情况概述

该厂2×1000MW二次再热锅炉型式为2710t/h超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、平衡通风。设计煤种为神华煤。过热蒸汽/一次/二次再热蒸汽额定温度605/613/613℃

根据设计在65%~100BMCR负荷段,一次、二次再热蒸汽温度应能达到在额定值。然而该厂二期两台机组投产初期,均存在再热汽温偏离设计值较多问题,月度均值只有587℃左右,机组效率大幅受限。由于1000MW等级的二次再热机组尚属首例,无成功调整经验借鉴,因此该厂从机组特性上深入研究,在磨组组合、吹灰、二次风门调整及煤种掺烧配烧中探索出一条二次再热1000MW超超临界机组再热汽温控制手段。

二、运行调整与优化

1.吹灰方式调整

从二次再热锅炉受热面布置可以看出,低温过热器受热面处于燃烧器出口,即处炉膛温度最高区域。由于低温过热器受热面的辐射特性,较干净的低过受热面势必造成低过吸热过多,从而导致锅炉再热汽温低于设计值。运行数据显示,低温过热器温升及烟气温降均大于设计值,说明低温过热器受热面吸热占较大。针对此现象通过减少一次再热高再热段以下区域重点减少低过受热面区域吹灰频率和吹灰器数目,达到增加再热器的吸热,提高再热汽温的目的。

2.磨组运行方式优化

通过磨煤机的组合方式来调节再热汽温与改变燃烧器的摆角的原理一样,都是改变燃烧中心来调整再热汽温。选取下列磨组运行方式。

高负荷ABDEF、ABCDF运行时,一、二次再热器汽温距额定值甚远,主要原因是主燃区分为两段,降低了炉膛火焰的集中度,使锅炉燃烧剧烈程度降低。如表1所示,在磨煤机组合中,ACDEF组合运行时的一、二再热蒸汽温度最高。一是由于该种运行方式拉长了主燃烧区域的高度,炭粒子在炉膛的停留时间延长所致。

在600MW~800MW,重点比较BCDE/CDEF两种磨组运行方式。采用上4台磨组运行时,由于主燃烧区域的上移,即火焰中心的上抬,再热汽温有着明显升高。但由于该锅炉等离子燃烧器布置在B层,综合考虑锅炉运行的安全性、经济性,在高负荷时以BCDEF五台磨组运行、低负荷以BCDE四台磨运行最优。

3.配煤掺烧试验和调整

随着燃料价格上涨,通过配煤掺烧挖掘增效已成为当前火电企业实现扭亏转盈的重要手段。该厂为降本增效需要,在不同时期掺烧了褐煤、平煤、进口印尼煤等性价较高的煤种。这些在挥发份、热值、水份及灰熔点都存在差异,这些差异在其燃烧过程中必将对再热器汽温带来不同,见表1。

从表1可以看出,随着入炉煤质变差,即发热量低、水分高的的煤种增加时,同等负荷所需燃料量、风量也增加。对于受热面特性为对流型的一、二次低温、高温再热器受增大的烟气量影响,汽温也呈现上升趋势。

在实际运行过程中,入炉煤的灰熔点对再热器汽温影响是不容忽视的。由于低温过热器受热面处炉膛温度最高区域,随着进口印尼煤等低熔点煤种掺烧比例增加,入炉灰熔点均值同步降低,造成的结果即是低过受热面结焦,低过受热面吸热减少,后段一、二次再热器受热面则吸热增加,汽温则显著上升。

4.风门及燃烧器摆角综合优化

该厂两台机组自整组启动以来就存在锅炉受热面出口汽温和壁温偏差较大的问题,限制了一、二次再热蒸汽温度的提高。为了减少再热器各出口管汽温偏差,从而提高再热蒸汽温度,采取通过改变UAGP、BAGP水平摆角角度、SOFA(燃尽风)风门开度等燃烧试验,寻找出最佳组合方式。

以UAGP、BAGP水平摆角为例,将其分别置于+10°、0°、-10°、-15°、-20°、-25°。由正切切到对冲、反切逐渐转变的试验中,在正切时,由于炉内主气流扰动减小,燃燒不完全现象明显体现,尾部烟道出口烟气中CO含量急剧上升,同时化学不完全燃烧热损失也大幅增加;而在喷口水平摆角反切20°时,主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽汽温偏差最小,这有利于汽温的整体控制和提升,这点在蒸汽温度不足时显得尤为重要。

在综合上述调整手段基础上,该厂不断摸索试验,总结出在各负荷段下调整经验,目前该厂一、二次再热蒸汽温度水平已有明显改善,如图1所示。

结语

大容量二次再热机组在我国还尚属起步阶段,实际运行中存在的一些难点和问题还需各行业专业人才共同探讨和研究。本论文提出的相关运行经验和建议将为今后同类型的机组调试生产提供宝贵的经验,期待大家通过努力共同为我国高效、清洁发电事业做出更大的贡献。

参考文献

[1]马新立.二次再热示范机组锅炉技术分析[J].能源研究与利用,2013(5):40-44.

[2]郑国宽.600MW级超临界直流锅炉启动过程中压力与温度控制探讨[J].东北电力大学学报,2011(2):18-21.endprint