1、超臨界直流鍋爐的給水控制與汽溫調(diào)節(jié)眾所周知,過熱蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度直接影響到機(jī)組的安全性與經(jīng)濟(jì)性。蒸汽溫度過高可能導(dǎo)致受熱面超溫爆管,而蒸汽溫度過低將使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性降低,嚴(yán)重時(shí)可能使汽輪機(jī)產(chǎn)生水沖擊。超臨界直流鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié)特性有別于汽包爐,給水控制與汽溫調(diào)節(jié)的配合更為密切,下面談一下自己的認(rèn)識。根據(jù)鍋爐的運(yùn)行方式、參數(shù)可分為三個(gè)階段;第一啟動及低負(fù)荷運(yùn)行階段,第二亞臨界直流爐運(yùn)行階段,第三超臨界直流爐運(yùn)行階段。每個(gè)階段的調(diào)節(jié)方法和側(cè)重點(diǎn)有所不同。1 第一階段:鍋爐啟動及低負(fù)荷運(yùn)行階段不同容量的鍋爐其轉(zhuǎn)干態(tài)直流運(yùn)行的最低負(fù)荷有所不同,一般在25%35% BMCR 之間,在濕態(tài)情況下,其運(yùn)行

2、方式與強(qiáng)制循環(huán)汽包爐是基本相同的。汽水分離器及貯水罐就相當(dāng)于汽包,但是兩者容積相差甚遠(yuǎn),貯水罐的水位變化速度也就更快。由爐水循環(huán)泵將貯水罐的水升壓進(jìn)入省煤器入口,與給水共同構(gòu)成最小循環(huán)流量。其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐(不帶爐水循環(huán)泵,貯水罐的水經(jīng)361 閥直接排放至鍋爐疏擴(kuò)、除氧器、凝汽器等有較大不同,控制更困難。給水主要用于控制貯水罐水位,爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥控制省煤器入口流量保證鍋爐的最小循環(huán)流量,貯水罐水位過高時(shí)則通過361 閥排放至鍋爐疏水?dāng)U容器。此階段汽溫的調(diào)節(jié)主要依賴于燃燒控制,通過投退油槍的數(shù)量及層次、調(diào)節(jié)爐前油壓、減溫水、煙氣擋板等手段來調(diào)節(jié)主再熱蒸汽溫度。在第一階段水位控

3、制已可投自動,但是大多數(shù)鍋爐的水位控制邏輯還不夠完善,只是單純的控制一點(diǎn)水位,還沒有投三沖量控制,當(dāng)擾動較大時(shí)水位會產(chǎn)生較大的波動,甚至根本無法平衡。此階段要注意盡量避免太大的擾動,擾動過大及早解除自動,手動控制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),爐水循環(huán)泵出口360 閥一般不投自動(以防360 閥開度過大BCP 電機(jī)過流,在啟動時(shí)保持一恒定的給水流量(適當(dāng)大于最小流量,用電動給水泵轉(zhuǎn)速和給水調(diào)旁來控制貯水罐水位。緩慢增加燃料量,保持適當(dāng)?shù)纳郎厣龎郝?儲水罐水位在某一點(diǎn)逐漸下降,361(360閥逐漸關(guān)小直至全關(guān), 中間點(diǎn)過熱度由負(fù)值逐漸升高變正,機(jī)組即進(jìn)入直流運(yùn)行狀態(tài),是一個(gè)自然而然的過程,此時(shí)只要操作均勻緩慢,不使

4、壓力出現(xiàn)太大波動,就能實(shí)現(xiàn)自然過渡。但是建議361 閥依然投入自動,避免人為疏忽造成水位過高,造成頂棚過熱器進(jìn)入水。1.1 在第一階段需要掌握好的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):工質(zhì)膨脹產(chǎn)生于啟動初期,水冷壁中的水開始受熱初次達(dá)到飽和溫度產(chǎn)生蒸汽階段,此時(shí)蒸汽會攜帶大量的水進(jìn)入分離器,造成貯水罐水位快速升高,鍋爐有較大排放量,此過程較短一般在幾十秒之內(nèi),具體數(shù)值及產(chǎn)生時(shí)間與鍋爐點(diǎn)火前壓力、溫度、水溫度、投入油槍的數(shù)量等有關(guān)。此時(shí)要及時(shí)排水,同時(shí)減少給水流量,在工質(zhì)膨脹階段附近,應(yīng)保持燃料量的穩(wěn)定,此時(shí)最好不要增投油槍。虛假水位在整個(gè)第一階段都有可能產(chǎn)生,汽壓突然下降出現(xiàn)的情況較多,運(yùn)行中應(yīng)對虛假水位有思想準(zhǔn)備,及

5、時(shí)增加給水滿足蒸發(fā)量的需要,加強(qiáng)燃燒恢復(fù)汽壓。運(yùn)行中造成汽壓突然下降的原因主要有:汽機(jī)調(diào)門、高旁突然開大、安全閥動作、機(jī)組并網(wǎng),切缸過中都有可能造成虛假水位,這一點(diǎn)和汽包爐是基本相同的。投退油槍時(shí)要及時(shí)協(xié)調(diào)溝通,及時(shí)增減給水。保持一定的燃水比就基本上能維持汽溫的穩(wěn)定。為保持水位穩(wěn)定,應(yīng)避免在低水位時(shí)連續(xù)投入數(shù)枝油槍,或者水位很高調(diào)節(jié)困難時(shí)連續(xù)退出油槍。機(jī)組并網(wǎng)及負(fù)荷過程中負(fù)荷上升很快,此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)燃燒,及時(shí)增加給水。必要時(shí)手動關(guān)小高旁,穩(wěn)住汽壓避免汽壓下降過大。此時(shí)應(yīng)保持鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定,切換過程中勻速穩(wěn)定,保持省煤器入口足夠流量及貯水罐水位的穩(wěn)定,必要時(shí)排放多余給水。水位下降時(shí)及時(shí)提高電泵轉(zhuǎn)速,開

6、大調(diào)門。建議切換時(shí)就地手動開大給水主電動門,每開一點(diǎn),就關(guān)小一點(diǎn)旁路門,可以在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)保持給水主旁路都有一定的開度,這樣調(diào)節(jié)起來裕度較大,安全性更高。(我采用的方法是:先緩慢全開旁路調(diào)整門,在開大調(diào)門的過程中,降低電泵轉(zhuǎn)速,維持主給水流量不變,全開調(diào)門后,直接全開主給水電動門。建議樓主試一下。一般選擇負(fù)荷段在120到140MW之間,切換時(shí)一般旁路調(diào)整門在全開位置,此時(shí)主給水電動隨時(shí)可開,因?yàn)榇藭r(shí)主給水電動門不影響鍋爐給水流量。至于主給水電動門開啟時(shí)間,大概需要1到2分鐘投入煤粉后負(fù)荷會升的很快,貯水罐水位波動很大,很難控制。此時(shí)最重要的是要控制好給煤量和一次風(fēng)量,避免進(jìn)入爐膛的煤粉過多。

7、同時(shí)控制好升負(fù)荷速度,及時(shí)控制給水,必要時(shí)退掉油槍(尤其是上層油槍。起磨時(shí)提前打開主再熱蒸汽減溫水手動門,聯(lián)系熱工解除減溫水負(fù)荷閉鎖,必要時(shí)投入減溫水控制汽溫,防止超溫及主機(jī)差脹增大。切換給水泵時(shí),保持鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定,減少擾動。勻速提高待并泵的轉(zhuǎn)速升高泵出口壓力,在泵出口壓力接近于母管壓力時(shí)打開出口電動門開始供水,同時(shí)減少另一臺泵的轉(zhuǎn)速,降低出口流量,兩臺泵的增減速度要協(xié)調(diào),保持穩(wěn)定的一個(gè)給水流量,加減轉(zhuǎn)速,不可太快、太猛,防止其出口壓力激增造成另一臺泵出口逆止門關(guān)閉給水流量劇減。切換過程中注意監(jiān)視泵的再循環(huán)閥(最小流量閥自動動作正常,時(shí)刻注意給水流量的變化,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)手動調(diào)整。兩臺汽動給水泵

8、并列運(yùn)行時(shí)盡量保持兩臺小機(jī)轉(zhuǎn)速相同,偏差不要太大。特別要注意的是任何情況下并泵時(shí)都要解除給水泵的自動,防止給水平衡模塊起作用造成給水流量劇減。1.2 鍋爐點(diǎn)火后要密切監(jiān)視過熱器、再熱器的金屬壁溫和出口汽溫,具體應(yīng)注意以下三點(diǎn):出口汽溫忽高忽低,說明還有積水,應(yīng)加強(qiáng)疏水;出口汽溫穩(wěn)定上升,說明積水已經(jīng)消除。各受熱面的金屬壁溫在點(diǎn)火后會出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,如水冷壁一般中間溫度高,兩側(cè)溫度低。這時(shí)不應(yīng)再增加燃料,當(dāng)所有溫度均超過該汽壓下對應(yīng)的飽和溫度40,以及各管間最大溫差在50以內(nèi)時(shí),才允許增加燃燒強(qiáng)度。從增加省煤器入口給水流量到貯水罐水位增加要經(jīng)過比較長的時(shí)延,所以在手動控制給水時(shí)重在提前干預(yù),根據(jù)

9、水位變化速度,蒸汽流量(主汽流量及高旁流量變化,燃燒情況等提前調(diào)節(jié),否則很難調(diào)平衡。此時(shí)361 閥可投自動,爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥手動保持一定開度,單調(diào)給水,控制水位,必要時(shí)可有一定排放。給水旁路調(diào)閥前后保持一定壓差,但也不應(yīng)太高,以免造成調(diào)門開度過小工作在非線性區(qū)域,使調(diào)門工作環(huán)境惡劣減少使用壽命。此過程中要始終保持省煤器入口流量在大于鍋爐MFT 流量以上的一個(gè)數(shù)值,一般來說高出100t/h 就可以。隨著負(fù)荷逐漸上升,爐水循環(huán)泵出口流量逐漸減少直至再循環(huán)電動門打開,應(yīng)注意出口流量突然變化對省煤器入口流量的影響。現(xiàn)階段電泵轉(zhuǎn)速還是手動控制,所以要及時(shí)調(diào)整電泵轉(zhuǎn)速,尤其在大幅度調(diào)整給水流量時(shí),同時(shí)要

10、防止電泵過負(fù)荷,加強(qiáng)對電泵的監(jiān)視,防止電機(jī)繞組溫度、油溫、瓦溫過高、振動過大。2 第二階段:亞臨界直流運(yùn)行階段在負(fù)荷大于25%35%BMCR 以上時(shí)鍋爐即轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行方式。此后鍋爐運(yùn)行在亞臨界壓力以下。鍋爐進(jìn)入直流狀態(tài),給水控制與汽溫調(diào)節(jié)和前一階段控制方式有較大的不同,給水不再控制分離器水位而是和燃料一起控制汽溫即控制燃水比B/G。如果燃水比B/G 保持一定,則過熱蒸汽溫度基本能保持穩(wěn)定;反之,燃水比B/G 的變化,則是造成過熱汽溫波動的基本原因。因此,在直流鍋爐中汽溫調(diào)節(jié)主要是通過給水量和燃料量的調(diào)整來進(jìn)行。但在實(shí)際運(yùn)行中,考慮到上述其它因素對過熱汽溫的影響,要保證B/G 比值的精確值是不現(xiàn)

11、實(shí)的。特別是在燃煤鍋爐中,由于不能很精確地測定送入爐膛的燃料量,所以僅僅依靠B/G 比值來調(diào)節(jié)過熱汽溫,則不能完全保證汽溫的穩(wěn)定。一般來說,在汽溫調(diào)節(jié)中,將B/G 比值做為過熱汽溫的一個(gè)粗調(diào),然后用過熱器噴水減溫做為汽溫的細(xì)調(diào)手段。對于直流鍋爐來說,在本生負(fù)荷以上時(shí),汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽,這個(gè)區(qū)域的汽溫變化,可以直接反映出燃料量和給水蒸發(fā)量的匹配程度以及過熱汽溫的變化趨勢。所以在直流鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)中,通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調(diào)節(jié)回路的前饋信號,此點(diǎn)的溫度稱為中間點(diǎn)溫度。依據(jù)該點(diǎn)溫度的變化對燃料量和給水量進(jìn)行微調(diào)。大多數(shù)直流爐給水指令的控制邏輯是這樣的:給水量按照燃水比跟蹤

12、燃料量,用中間點(diǎn)溫度對給水量進(jìn)行修正。直流鍋爐一定要嚴(yán)格控制好水煤比和中間點(diǎn)過熱度。一般來說在機(jī)組運(yùn)行工況較穩(wěn)定時(shí)只要監(jiān)視好中間點(diǎn)過熱度就可以了,不同的壓力下中間點(diǎn)溫度是不斷變化的,但中間點(diǎn)過熱度可維持恒定,一般在10左右(假設(shè)飽和溫度最高不是374,過臨界后仍然上升,中間點(diǎn)過熱度是水煤比是否合適的反饋信號,中間點(diǎn)過熱度變小,說明水煤比偏大,中間點(diǎn)過熱度變大,說明水煤比偏小。在運(yùn)行操作時(shí)要注意積累中間點(diǎn)過熱度變化對主汽溫影響大小的經(jīng)驗(yàn)值,以便超前調(diào)節(jié)時(shí)有一個(gè)度的概念。但在機(jī)組出現(xiàn)異常情況時(shí),如給煤機(jī)、磨煤機(jī)跳閘等應(yīng)及時(shí)減小給水,保持水煤比基本恒定,防止水煤比嚴(yán)重失調(diào)造成主蒸汽溫度急劇下降。總之

13、,水煤比和中間點(diǎn)過熱度是直流鍋爐監(jiān)視和調(diào)整的重要參數(shù)。從轉(zhuǎn)入直流到鍋爐滿負(fù)荷,水燃比因煤質(zhì)變化、燃燒狀況不同、爐膛及受熱面臟污程度等不同有較大變化,一般從7.69.0 不等。如果機(jī)組協(xié)調(diào)性能不好,可在鍋爐轉(zhuǎn)入直流狀態(tài)后手動控制,通過手動增減小機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給水,控制中間點(diǎn)溫度。負(fù)荷變動過程中,利用機(jī)組負(fù)荷與主蒸汽流量做為前饋粗調(diào),主蒸汽流量是根據(jù)調(diào)節(jié)級壓力計(jì)算出來的不是很準(zhǔn)確,推薦使用機(jī)組負(fù)荷做為前饋粗調(diào)整用。一般用機(jī)組負(fù)荷(萬kW乘以30t,得出該負(fù)荷所對應(yīng)的大致給水流量,然后根據(jù)分離器出口溫度細(xì)調(diào)給水流量。調(diào)整分離器出口溫度時(shí),包括調(diào)節(jié)給水時(shí)都要兼顧到過熱器減溫水的用量,使之保持在一個(gè)合適的范圍內(nèi),不可過多或過少,留有足夠的調(diào)節(jié)余地。同時(shí)還要監(jiān)視好再熱汽溫度、受熱面壁溫等,嚴(yán)防超溫,汽溫也不可過低。鍋爐升降負(fù)荷過程中,燃料變化很快鍋爐的負(fù)荷波動也較大。當(dāng)使用雙進(jìn)雙出鋼球磨時(shí),從啟動給煤機(jī)加煤到磨制出煤粉需要20 分鐘左右的時(shí)間,停止給煤后磨煤機(jī)內(nèi)仍有較多的存粉,因此給煤量并不等于實(shí)際進(jìn)入爐膛的煤量,不易及時(shí)判斷出此時(shí)的升降負(fù)荷速度。推薦看分離器壓力及其變化速度來控制給水流量。分離器出口溫度建議看到小數(shù)點(diǎn)后