660MW超超臨界機(jī)組提高主再熱汽溫的方法研究

1機(jī)組概況

長(zhǎng)興電廠#2機(jī)組鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行垂直管圈直流爐,由哈爾濱鍋爐制造有限公司設(shè)計(jì)制造,型號(hào)為HG-1968/29.3-YM5,采用I型布置、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、低NoX主燃燒器、四角墻式切圓燃燒方式。鍋爐燃燒方式為CUF墻式切圓分級(jí)燃燒大風(fēng)箱結(jié)構(gòu),燃燒器四墻布置,采用低NoXPM全擺動(dòng)式直流燃燒器,NoX排放濃度不超過(guò)50mg/Nm3。

燃燒器共設(shè)6層濃淡一次風(fēng)口、3層油風(fēng)室、12層輔助風(fēng)室、3層附加風(fēng)室。整個(gè)燃燒器與水冷壁固定連接,并隨水冷壁一起向下膨脹。燃燒器共24只,每只燃燒器又分成濃淡兩個(gè)噴口,共48個(gè)噴口,布置于四面墻上,形成一個(gè)強(qiáng)化型大直徑單切圓。燃燒器共6層煤粉噴口,每層與1臺(tái)磨煤機(jī)相配,主燃燒器采用低NoX的煤粉燃燒器,每只煤粉噴嘴中間設(shè)有隔板,以增強(qiáng)煤粉射流剛性,在主燃燒器的上方為SoFA噴嘴,在距上層煤粉噴嘴上方約6.8m處有6層附加燃燼風(fēng)LL噴嘴,角式布置,它的作用是補(bǔ)充燃料后期燃燒所需要的空氣,同時(shí)既有垂直分級(jí)又有水平分級(jí)燃燒來(lái)降低爐內(nèi)溫度水平,抑制NoX的生成,此燃燼風(fēng)與SoFA風(fēng)一起構(gòu)成低NoX燃燒系統(tǒng)。

2提高主再熱汽溫對(duì)機(jī)組指標(biāo)的影響

如表1所示,主再熱汽溫的提高有利于降低發(fā)電煤耗,提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

3主再熱汽溫的影響因素試驗(yàn)

在保證機(jī)組安全運(yùn)行的前提下,通過(guò)相關(guān)變量的調(diào)整性試驗(yàn),收集了相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3.1煙氣調(diào)溫?fù)醢逶囼?yàn)

煙氣調(diào)溫?fù)醢鍖?duì)再熱器的溫度具有直接影響,在提高再熱汽溫的過(guò)程中,#2機(jī)組一級(jí)再熱器比較容易超溫,調(diào)節(jié)煙氣調(diào)溫?fù)醢迨潜容^簡(jiǎn)單和有效的措施,但煙氣調(diào)溫?fù)醢逭{(diào)節(jié)具有延時(shí)性,很容易發(fā)生過(guò)調(diào),造成再熱汽溫下降幅度過(guò)大,發(fā)生過(guò)調(diào)的情況。因此,選取兩組30%開(kāi)度調(diào)溫?fù)醢搴?0%開(kāi)度調(diào)溫?fù)醢遄鳛榈湫瓦M(jìn)行分析。通過(guò)調(diào)整煙氣調(diào)溫?fù)醢鍖?duì)它調(diào)整的延時(shí)性和調(diào)整度進(jìn)行分析,在機(jī)組負(fù)荷平穩(wěn)后,將再熱器調(diào)溫?fù)醢寰徛抡{(diào),在30%和70%的開(kāi)度分別停留4min,觀察再熱汽溫的變化情況。

3.2風(fēng)量試驗(yàn)

機(jī)組負(fù)荷341MW,送風(fēng)量從1318t/h緩慢加至1387t/h,在過(guò)熱度、燃燒方式、風(fēng)門擺角基本不變的情況下,觀察主再熱汽溫的變化。

3.3過(guò)熱度試驗(yàn)

機(jī)組負(fù)荷340MW,在總風(fēng)量、燃燒方式不變的情況下調(diào)整過(guò)熱度,觀察主再熱汽溫的變化情況。

3.4火焰中心試驗(yàn)

機(jī)組負(fù)荷342MW,C/D/E/F磨煤機(jī)運(yùn)行,主汽溫度585℃,再熱汽溫度603℃,偏離標(biāo)準(zhǔn)值。滿足其他制粉系統(tǒng)出力的前提下,停運(yùn)C制粉系統(tǒng),并將燃燒區(qū)域的二次風(fēng)門開(kāi)度由35o~40o調(diào)整至23o~32o,C制粉系統(tǒng)二次風(fēng)門調(diào)整至10%(冷卻保護(hù)噴口)。觀察主再熱汽溫上升情況。

3.5再熱器減溫水試驗(yàn)

再熱器減溫水作為事故減溫水,在再熱汽溫超限的情況下,可以迅速將汽溫壓至正常水平,但再熱汽溫的調(diào)整也具有延時(shí)性,容易發(fā)生過(guò)調(diào)整,造成再熱汽溫低的情況。試驗(yàn)采用30%開(kāi)度在超溫時(shí)開(kāi)啟調(diào)整和在625.5℃時(shí)(626℃超溫)利用閥門內(nèi)漏進(jìn)行調(diào)整。

3.6旁路煙道試驗(yàn)

#2鍋爐脫硝寬負(fù)荷改造,每臺(tái)鍋爐設(shè)兩個(gè)旁路煙道,沿鍋爐中心線對(duì)稱布置旁路煙道從鍋爐轉(zhuǎn)向室后墻引出后分別與兩臺(tái)反應(yīng)器進(jìn)口煙道相連。轉(zhuǎn)向室后墻旁路煙道抽煙口處標(biāo)高約68500mm,單只旁路煙道截面積約5.3m2。每個(gè)旁路煙道上安裝一個(gè)關(guān)斷型擋板門及一個(gè)調(diào)節(jié)型擋板門,省煤器出口煙道也安裝調(diào)節(jié)擋板。在電動(dòng)閥、調(diào)閥關(guān)閉的情況下,煙氣旁路系統(tǒng)存在一定的內(nèi)漏?？紤]可能是由于旁路煙道內(nèi)漏對(duì)汽溫產(chǎn)生影響,以一個(gè)星期為周期,對(duì)比檢修前后一個(gè)月內(nèi)負(fù)荷和主再熱汽溫均值,收集數(shù)據(jù)如表2所示。

4試驗(yàn)結(jié)果及建議措施

本次試驗(yàn)分析得出以下結(jié)論。

4.1煙氣調(diào)溫?fù)醢逵绊懛治?

根據(jù)采集的數(shù)據(jù),如圖1、圖2所示,煙氣調(diào)溫?fù)醢逭{(diào)整在30%,再熱汽溫從622℃下降至609℃,下降幅度13℃,下降時(shí)長(zhǎng)近11min:煙氣調(diào)溫?fù)醢逭{(diào)整在70%,再熱汽溫從618℃下降至615℃,下降幅度3℃,下降時(shí)長(zhǎng)4min。因此,70%開(kāi)度的調(diào)節(jié)更具經(jīng)濟(jì)性。

4.2總風(fēng)量影響分析

機(jī)組負(fù)荷341MW,如圖3所示,送風(fēng)量從1318t/h緩慢加至1387t/h的過(guò)程中,主汽溫一開(kāi)始下降,從585℃下降至582℃,后上升至591c。再熱汽溫從590c上升至609c,上升趨勢(shì)比較明顯。

4.3過(guò)熱度影響分析

機(jī)組負(fù)荷340MW,總風(fēng)量、燃燒方式不變的情況下,如圖4所示,將過(guò)熱度從47c調(diào)整至52c,主汽溫從600c上升至605c(達(dá)到設(shè)定值),再熱汽溫從608c上升至618c,上升趨勢(shì)比較明顯。

4.4火焰中心影響分析

火焰中心的調(diào)整是提高主再熱汽溫不可缺少的辦法。試驗(yàn)通過(guò)關(guān)小燃燒區(qū)域二次風(fēng)門和及時(shí)停運(yùn)制粉系統(tǒng)的辦法,將燃燒區(qū)域的二次風(fēng)門開(kāi)度由35o~40o調(diào)整至23o~32o,C制粉系統(tǒng)二次風(fēng)門調(diào)整至10%(冷卻保護(hù)噴口)。觀察主汽溫從585℃上升至603℃,再熱汽溫從603℃上升至617℃,基本滿足運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性要求。

4.5減溫水影響分析

采用3o%開(kāi)度在超溫時(shí)開(kāi)啟調(diào)整和在625.5℃時(shí)利用閥門內(nèi)漏進(jìn)行調(diào)整。30%開(kāi)度減溫水,再熱汽溫從626.8℃下降至615.2℃,下降趨勢(shì)明顯,下降幅度大:而通過(guò)閥門內(nèi)漏進(jìn)行調(diào)整,再熱汽溫從626.3℃下降至623.3℃,下降趨勢(shì)平緩,下降幅度小。計(jì)算得出再熱汽溫上升平緩時(shí)使用后一種方法,得到的再熱汽溫均值更高。

4.6旁路煙道影響分析

根據(jù)表2進(jìn)行分析:(1)對(duì)比改造前后一段時(shí)間均值汽溫,發(fā)現(xiàn)相同負(fù)荷下,改造后的汽溫要偏低。(2)以一次寬負(fù)荷試驗(yàn)汽溫的變化為例,當(dāng)負(fù)荷穩(wěn)定在21oMW時(shí),將旁路煙道開(kāi)至23%,主汽溫從531℃下降至527℃,再熱汽溫從541℃下降至53o℃,低再入口煙氣溫度從481℃下降至465℃,低再出口煙氣溫度從341℃下降至339℃,低過(guò)汽溫從361℃下降至348℃,從而說(shuō)明旁路煙道對(duì)主再熱汽溫偏低也有一定的影響。

4.7其他影響分析

(1)超溫:超溫是影響我廠#2機(jī)組主再熱汽溫的關(guān)鍵因素,如果在提高主再熱汽溫過(guò)程中出現(xiàn)超溫情況,必須先找出原因,調(diào)整溫度至正常范圍內(nèi),才可以繼續(xù)提高汽溫。

(2)吹灰:執(zhí)行吹灰時(shí),沒(méi)有根據(jù)吹灰部位、吹灰要求、機(jī)組負(fù)荷變化進(jìn)行吹灰,汽溫變化明顯時(shí),沒(méi)有提前進(jìn)行相應(yīng)干預(yù),會(huì)導(dǎo)致主再熱汽溫下降明顯。

(3)煤質(zhì)變化:由于正常運(yùn)行中長(zhǎng)興電廠#2爐進(jìn)行配煤摻燒,煤質(zhì)變化會(huì)造成管壁超溫或熱值偏離計(jì)算值,從而導(dǎo)致主再熱汽溫低。

5總結(jié)及建議

(1)水煤比:水煤比作為調(diào)節(jié)主汽溫的基本手段,可通過(guò)調(diào)整過(guò)熱度和BTU來(lái)調(diào)節(jié),提高過(guò)熱度,就是減水,BTU往下打適當(dāng)加煤,可以通過(guò)觀察中間點(diǎn)溫度的變化趨勢(shì)作為判斷依據(jù)。

(2)最佳過(guò)量空氣系數(shù):在機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定、火焰中心已經(jīng)比較高的情況下,如果再熱汽溫較低,可以適當(dāng)增加風(fēng)量,監(jiān)視好中間點(diǎn)溫度、主再熱汽溫,監(jiān)視火檢正常、送風(fēng)機(jī)出力正常。適當(dāng)?shù)倪^(guò)量空氣系數(shù)對(duì)水冷壁超溫也有一定的改善作用。

(3)火焰中心:運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)坐盤監(jiān)視,及時(shí)判斷并停運(yùn)制粉系統(tǒng),利用二次風(fēng)箱壓力調(diào)整二次風(fēng)門,使火焰燃燒往后,提高爐膛出口溫度,監(jiān)視主再熱汽溫變化。但應(yīng)注意過(guò)熱器超溫及爐膛火檢正常。

(4)減溫水使用注意事項(xiàng):開(kāi)關(guān)減溫水都需要有一個(gè)提前量,這樣可保證再熱汽溫變化幅度小,過(guò)熱器減溫水分隔屏減溫水、后屏減溫水、末級(jí)減溫水三級(jí),可以制作相應(yīng)區(qū)域的曲線,在溫度上升趨勢(shì)較大時(shí),適當(dāng)開(kāi)大對(duì)應(yīng)的減溫水進(jìn)行調(diào)整。如果超溫反復(fù),應(yīng)及時(shí)查找原因,進(jìn)行燃燒方面的干預(yù)和調(diào)整。

(5)定期吹灰:吹灰過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)汽溫和負(fù)荷變化的監(jiān)視,及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。一般連續(xù)降負(fù)荷過(guò)程可以暫停吹灰。當(dāng)然,應(yīng)定期吹灰保持各受熱面清潔,這對(duì)于汽溫調(diào)節(jié)、受熱面管壁溫度、排煙溫度都是影響很大的。

(6)加減負(fù)荷:加減負(fù)荷過(guò)程中,汽溫變化明顯,所以在正常的加減負(fù)荷中,可以合理匹配風(fēng)量、火焰中心、水煤比,控制中間點(diǎn)溫度,提前投入減溫水干預(yù),同時(shí)應(yīng)注意避免大幅度調(diào)節(jié)過(guò)熱度引起給水流量變化導(dǎo)致主汽壓力及燃料量變化,從而出現(xiàn)協(xié)調(diào)紊亂的情況。

(7)旁路煙道:旁路煙道內(nèi)漏帶來(lái)的影響暫時(shí)無(wú)法消除,但運(yùn)行中要嚴(yán)密監(jiān)視SCR入口煙溫,防止閥門誤開(kāi)或其他原因造成內(nèi)漏增大,損壞SCR。