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350 MW超临界机组低负荷运行优化试验研究

2021-08-06刘维岐汪山入宋大勇高文杰

东北电力技术 2021年7期
关键词:制粉磨煤机氧量

刘维岐,汪山入,吴 炬,宋大勇,高文杰

(1.国家能源集团科学技术研究院有限公司,江苏 南京 210023;2.沈阳市热力工程设计研究院,辽宁 沈阳 110014)

2016年国家能源局综合司下达了《火电灵活性改造试点项目的通知》,三北地区火电机组由主力发电机组向调峰机组转型,火电灵活性改造及优化调整势在必行[1-2]。为了实现火电灵活性运行,国内各发电企业纷纷根据自身情况,开展火电灵活性改造[3],如对锅炉燃烧系统[4-5]、汽水系统[6]、脱硝系统、热工控制系统等进行技术改造,保证机组实现灵活安全运行。

(3)优化工艺方案 根据模拟结果分析,笔者将一次补浇改为两次补浇并且延长补浇时间间隔。为了提高材料利用率,将冒口根部直径减小至1100mm,相应地降低冒口高度,同时增加1:10锥度。二次补浇时型腔内温度场如图3所示,凝固结束时跟据缩孔判据预测的缩孔情况如图4所示,可以看出缩孔位置是远离铸件本体的。调整后的冒口所需总钢液重为11t,对应铸件工艺出品率提高至62%,达到了预期目的。

机组在进行灵活性改造后,在低负荷工况下运行时,也存在较多问题,如王晓华[7]等人针对锅炉在低负荷工况下管壁超温的问题研究中发现,1000 MW等级对冲锅炉低负荷运行时管壁超温问题尤为突出,低负荷工况下通过对燃烧器外二次风拉杆及磨煤机组合方式进行调整后,降低了恶劣工况下屏过管壁壁温,提高了管壁温度的安全裕量。刘文胜[8]等人对亚临界600 MW机组深度调峰至30%额定负荷时锅炉的运行情况进行研究,表明机组在不进行设备改造、无助燃的条件下,机组负荷可调整至30%额定负荷,锅炉运行安全稳定,但锅炉在低负荷工况下运行经济性差,脱硝入口NOx浓度偏高[9],锅炉运行氧量偏高等问题有待解决。

本文通过燃烧优化试验[10-11]的方法,对国产某超临界350 MW褐煤锅炉低负荷工况下锅炉运行情况进行试验研究,研究磨煤机不同组合方式对锅炉壁温、汽温、脱硝入口NOx浓度等参数的影响,试验研究了减少磨煤机运行台数对锅炉运行及燃烧稳定性的影响。通过试验方法确定锅炉低负荷工况下的最佳运行状态。为同类型机组调峰运行提供参考。

1 设备概况

本文以某电厂350 MW超临界褐煤锅炉为研究对象,该机组为一次中间再热、超临界压力变压运行、单炉膛、平衡通风、π型锅炉,设计燃用白音华褐煤。锅炉采用正压直吹式制粉系统,共配有6台中速辊式磨煤机,6台磨煤机按燃烧器由下至上分别编号为A、B、C、D、E、F。燃烧方式为墙式四角切圆。锅炉主要设计参数如表1所示,锅炉设计燃料特性如表2所示。

表1 锅炉主要设计参数

表2 锅炉设计燃料特性

为了实现灵活性运行,进行了动态分离器改造、增加壁温测点及省煤器烟气旁路改造。由于锅炉给水流量下限为340 t/h,改造后机组能够降至120 MW负荷稳定运行,最低运行负荷为额定负荷的34%。考虑到机组运行的安全性,低负荷运行时常采用4台磨的运行方式。

机组在调峰工况下运行时存在的问题如下。

对比表5与表3中3台磨运行与4台磨运行时的试验结果可知,3台磨运行方式下锅炉总风量由590 t/h降至538 t/h,运行氧量由7.5%降至6.2%。SCR入口NOx浓度由876 mg/m3降至750 mg/m3。3台磨运行方式下,锅炉壁温、汽温均能达到额定值。

2月8日,赴辽宁参加全国水利规划计划工作会议的水利部部长、党组书记陈雷与辽宁省委书记王珉、省长陈政高亲切会谈,就进一步推进辽宁水利改革发展深入交换意见。

锅炉设计送风裕量偏大,额定负荷下送风机的出力仅为设计最大出力的34%,50%负荷下送风机已在最小出力下运行。深度调峰工况下送风量无法继续降低。120 MW负荷下锅炉运行氧量为7.5%,严重高于设计运行氧量3.5%。

b.脱硝入口NOx浓度偏高

120 MW负荷下脱硝入口NOx浓度为1034 mg/m3(折算到标准状态6%O2,下同),该负荷下脱硝入口设计NOx浓度为400 mg/m3。由于低负荷工况下锅炉运行氧量偏高,锅炉一次风率偏高,使得脱硝入口NOx浓度远远高于设计值。

c.壁温安全性

这是“平日不烧香,临难抱佛脚”的奇例,当然更有常年以来,坚持焚拜供奉的。如原河北省委书记周本顺,倒是“虔诚”,多处豪宅,处处摆着佛堂,每逢初一十五,都按时烧香拜佛。周书记出去,见佛就拜,进庙就捐,家里养的一只乌龟死了,还专门为它手抄经文,连同“神龟”一起隆重落葬呢。又如原四川省委副书记李春城,因为嫌升迁还不快,不仅将家里老坟从东北迁到都江堰“福地”,还在成都新天府广场修建时特地建了“太极图”,据说可以有“神助”。再如原深圳市委政法委书记蒋尊玉,那可是个“信徒”啊,私宅千平,供着几十尊神佛,间间烧着高香,只是搜遍全屋,只有一本小书,还是我佛不齿的“儿童不宜”呢!

特殊工况下锅炉壁温存在超温而使锅炉主、再热汽温无法达到额定值的情况。同时低负荷工况下,锅炉的水动力特性抵抗扰动的能力较差,当给水及燃煤量扰动时,壁温也容易出现超温现象。

(2)加强生产要素的自由流动和高效配置 行业龙头企业、高等院校、研究机构、行业协会、金融机构等主体应深化合作,加快构建支撑融合发展的创新载体,集结创新资源,并探索建立资源交易的市场化运行机制,进一步促进数据资源、制造能力、行业知识的自由流动,改善资源配置效率,提升行业全要素生产率。

辐射环境污染监测工作,并不是仅仅局限于某个环节,而是贯穿到整个过程当中的。举个例子来说,我们在在某一些事物进行勘察之前,首先需要进行相应的辐射环境检测,然后充分的结合检测数据,验证其是否具有可行性,在得到工作人员的允许之后,才能够进行辐射影响环境评价方面的工作。在完成之后,我们还需要对此地区辐射环境污染状况以及其他所受到的一系列的影响进行评价,以此来实现对实际辐射影响和预计影响两者之间的差异的衡量。由此我们不难看出,辐射环境监测是贯穿到辐射污染环境影响评价的整个过程的,从最初阶段的调查工作,到辐射污染区的确立,再到最终的监测验收,都充分的体现出了辐射环境监测的重要性所在。

a.从主、再热汽温及水冷壁是否存在超温情况可知,工况2、工况3、工况4均能保证锅炉主、再热汽温达到额定值,保证锅炉水冷壁壁温不超温。工况1由于锅炉螺旋段水冷壁、垂直段水冷壁均存在超温现象,使得锅炉主、再热汽温偏低。

a.锅炉运行氧量偏高

阿箬喜滋滋正要离去,青樱忍不住喊住她:“先帝驾崩,你脸上那些喜色给人瞧见,十条命都不够你去抵罪的,还当是在潜邸里么?”

低负荷工况下采用4台磨运行时,锅炉总燃煤量在100 t/h左右,磨煤机出力一般在26~28 t/h,由于磨煤机给煤量较低,使得磨煤机出口温度时常超过85 ℃。按照DL/T5145—2012《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》[12]规定,采用中速磨煤机磨制Vdaf≥40%煤质时,磨煤机分离器出口温度应低于70 ℃。制粉系统运行中存在安全隐患。

在茄子病虫害的防治中,化学防治是其中的一项重要措施,其化学防治主要分为两种,一种是虫害防治,另一种是病害防治。

e.锅炉运行经济性差

低负荷工况下锅炉运行氧量偏高,制粉系统冷风掺入量大均使得锅炉运行经济性降低。

2 试验结果分析

根据锅炉实际运行情况,按照GB/T 10184—2015《电站锅炉性能试验规范》[13]对锅炉进行试验,试验内容主要包括:低负荷工况下4台磨运行时不同磨煤机组合方式试验研究;低负荷工况下3台磨运行时不同磨煤机组合方式试验研究;低负荷工况下2台磨运行时锅炉燃烧稳定性试验。

我们在心跳声中走上楼梯,走进她的卧室。床头上挂着一张她的全身照片,只穿着薄薄的纱衣,似法国画家笔下的天使。我回转头,发觉她本人比照片还要美。她已在我看照片时脱去了外衣。

2.1 4台磨运行方式试验研究

工况1:C、D、E磨运行;

工况1:A、B、C、D磨运行;

工况2:A、C、D、E磨运行;

工况3:B、C、D、E磨运行;

工况4:C、D、E、F磨运行。

各工况下锅炉主要运行参数及试验结果如表3所示。

表3 4台磨运行不同工况下试验结果

根据表3中的试验结果,对比各项参数得到试验结果如下:

胸椎骨折手术复杂,术后并发症多,如处理不当,将会对患者的生活质量造成重大影响。为改善胸椎骨折术后患者生活质量,改进护理手段至关重要。循证护理是一种新型护理模式,是以护理实践中特定的、具体化问题为基点,将研究结论与临床知识和经验、患者需求有机结合,通过知识转化,改良工作程序和方法,从而提高护理质量[1]。笔者所在医院骨科从2012年开始探索将循证护理方法应用到胸椎骨折术后的护理,效果满意,现汇报如下。

d.制粉系统安全性

b.从SCR入口NOx浓度方面分析,工况1的SCR入口NOx浓度最低。工况4的SCR入口NOx浓度最高。工况2、工况3的SCR入口NOx浓度居中,相差不大。

工况2:C、D、F磨运行。

由试验结果可知,低负荷工况下采用上层磨运行时,对锅炉壁温、汽温均是有利的,但采用上层磨运行时,不利于控制SCR入口NOx浓度,二者是相互矛盾的。

4台磨运行时制粉系统的主要运行参数如表4所示。

表4 4台磨运行时制粉系统主要参数

由表4中数据可知,4台磨运行时磨煤机出力整体偏低,制粉系统冷风掺入量较高,分离器出口温度均高于70 ℃,制粉系统存在安全隐患。

2.2 3台磨运行方式试验研究

4台磨运行时,SCR入口NOx浓度偏高,运行氧量偏高,一次风率偏高,同时送风量已达到最低值,运行氧量已无法继续降低。磨煤机出力较低,4台磨运行时制粉系统存在安全隐患。因此降低磨煤机运行台数,可降低锅炉运行氧量,同时提高制粉系统的运行安全性。

根据机组实际情况,在120 MW负荷下3台磨运行时进行了磨煤机不同组合方式试验。不同工况下磨煤机运行组合方式如下:

根据机组实际运行情况,在120 MW负荷下进行了4台磨运行时不同组合方式试验。不同工况下磨煤机运行组合方式如下:

根据试验结果可知,低负荷工况下锅炉采用B、C、D、E磨运行或A、C、D、E磨运行时为最佳的运行工况。

各工况下锅炉主要运行参数及试验结果如表5所示。

死体可燃物含水率(Y)与降水(X1)、气温(X2)、相对湿度(X3)、风速(X5)、蒸发量(X6)之间的数学模型为:

表5 3台磨运行不同工况下试验结果

在企业管理工作开展的过程中,预算管理一直是整项工作开展的重要内容,其不仅对资金运用效率提升具有重要促进作用,同时也为企业决策有效的财务数据支撑。但是,在目前阶段,各个企业对于财务预算管理工作的开展并未充分重视起来,导致企业资金运行受到限制,无法为员工提供更好的工作环境和工作条件。基于此,针对以预算为核心的财务管理制度建设这一课题进行了深入探讨,具有重要现实意义。

3台磨运行时制粉系统主要运行参数如表6所示。

表6 3台磨运行时制粉系统主要参数

由表6中数据可知,3台磨运行方式下,磨煤机出力整体提高,制粉系统无冷风掺入,分离器出口温度基本控制在70 ℃以下。3台磨运行时,可消除制粉系统安全隐患。

2.3 2台磨运行时锅炉燃烧稳定性试验

为了检验3台磨运行工况下,跳1台磨煤机,仅剩2台磨运行时锅炉的燃烧情况,利用1号机组停机机会,进行了2台磨极端工况下锅炉燃烧稳定性试验。

试验前锅炉运行C、D、E磨至机组最低负荷120 MW,并维持稳定。待各项参数均稳定后停D磨,维持C、E磨运行,观察锅炉燃烧情况。

1.5.1 有效性评价指标 ①疾病疗效总有效率,②咳嗽起效时间,③中医证候疗效,基线、治疗5 d记录证候积分,④单项症状及体征消失率,均治疗5 d评价。以疾病疗效总有效率为主要疗效评价指标。

锅炉仅剩2台磨运行时,未出现燃烧不稳现象,机组维持2台磨运行1 h。2台磨运行时,火检信号如图1所示。

图1 2台磨运行时锅炉燃烧火检信号

当锅炉由3台磨转为2台磨运行时,未出现燃烧不稳现象。由此可知,当3台磨运行时,如锅炉跳1台磨运行,机组仍可在短时间内保持稳定燃烧,不会出现瞬间灭火现象。

3 结论

a.对于350 MW超临界褐煤锅炉,低负荷工况下提高锅炉燃烧中心,对锅炉壁温、汽温均是有利的,但不利于控制SCR入口NOx浓度。

b.采用4台磨运行时,由于磨煤机出力较低,使得分离器出口温度难以控制在70 ℃以下,制粉系统存在安全隐患。同时制粉系统冷风掺入量较大,降低了锅炉运行经济性。

涠洲岛是中国最大、最年轻的火山海岛,位于北海市区南部海面,1982年被评为自治区级自然保护区,2004年被评为中国唯一的海岛火山国家地质公园,2005年、2015年分别被中国国家地理杂志、国家海洋局评为“中国最美十大海岛”,2016年12月被列入国家“十三五”旅游发展规划海岛特色旅游目的地之首,2018年3月成功创建广西特色旅游名区。近年来,随着涠洲岛知名度的不断提升,加上风景优美宜人,促使涠洲岛旅游持续火热。2017年,涠洲岛接待游客130万人次,同比增长52.7%;旅游总收入24.5亿元,同比增长326.8%。2018年1—6月份,接待游客71.23万人次,同比增长8.14%。

c.采用3台磨运行时,锅炉的壁温、汽温及SCR入口NOx浓度均优于4台磨运行方式。3台磨运行时,磨煤机出力提高,分离器出口温度基本可控制在70 ℃以下,制粉系统运行安全性提高。3台磨运行时,制粉系统无冷风掺入量,锅炉运行经济性提高。

d.由3台磨运行方式切换至2台磨运行后,锅炉燃烧稳定,火检信号较强,未发生瞬间灭火情况,锅炉火检信号稳定。当3台磨运行时,如锅炉跳1台磨,机组仍可在短时间内保持稳定燃烧,不会出现瞬间灭火现象。

e.低负荷工况下锅炉运行氧量偏高,SCR入口NOx浓度偏高仍是当前锅炉低负荷运行时急需解决的问题。后续可通过对送风机降容改造进行优化。

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