300MWCFB锅炉主、再热汽温超温的处理分析.pdf

第 3期 2 0 1 5年 5月 锅炉制造 B OI L ER MANUF AC T URI N G No ． 3 Ma v ． 2 01 5 3 0 0 MWC F B锅炉 主 、 再 热汽温超温 的处理分析 叶经 汉 云南大唐国际红河发电有限责任公司， 云南 开远 6 6 1 6 0 0 摘要 阐述了3 0 0 MW循环流化床锅炉主、 再热蒸汽流程， 蒸汽超温对锅炉受热面及汽轮机带来的危害。简 单分析了主、 再热蒸汽在不同情况下的超温原因及处理方法。控制好蒸汽温度不超限是机组安全运行的重要 保障。 关键词 循环流化床锅炉； 主蒸汽； 超温 中图分 类号 T K 1 6 文献标识码 A 文章编 号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 5 0 3 0 0 2 1 0 4 Th e d i s p o s e a n d a n a l y s i s a b o u t ma i n a n d r e h e a t s t e a m o v e r t e mp e r a t u r e o f 3 0 0 M W CBF bo i l e Y e J i n g h a n Y u n n a n D a t a n g I n t e r n a t i o n a l H o n g h e P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ， L t d ． ， K a i y u a n 6 6 1 6 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t I t e x p a n d t he flo w o f t he 3 0 0 MW CF B b o i l e r ’ S ma i n a n d r e h e a t s t e a m a n d s t e a m o v e r 。 t e mp e r a t u r e o f t h e h a r m d o n e by t h e h e a t i ng s u r f a c e o f b o i l e r a n d s t e a m t ur b i n e ． An d i t a n aly s i s t he r e a s o n o f o v e r t e mp e r a t u r e a n d t r e a t i n g me t h o d s a b o u t ma i n a nd r e he a t s t e a n u nd e r d i f f e r e n t c i r c u m- s t a n c e s ． Co n t r o l t he s t e a m t e mpe r a t u r e n o t o v e r t he l i mi t i s a n i mp o r t a n t g u a r a n t e e o f s a f e o p e i o n o f t he p o we r u n i t ． Ke y wo r ds CFB b o i l e r ； ma i n s t e a m ； o v e r t e mp e r a t u r e 1 概 述 蒸汽温度是锅炉运行 中的一个 重要参数 ， 调 节好蒸 汽温度是保证锅炉机组安全经济运行的前 提条件。实际运行 中， 锅 炉的蒸 汽温度安全 限值 必须在金属材料的许用温度范围之内。某公司锅 炉的设计煤种为小龙潭褐煤 ， 但 为了降低燃料成 本 ， 掺烧 了低价格劣质 的弥勒褐煤 。由于两种煤 质的不同 ， 导致燃烧工况发生改变 ， 蒸汽温度也随 之发生改变 。总之 ， 引起蒸 汽汽温超 限的因素是 多式多样的， 为了维持过热和再热汽温稳定 ， 就必 须了解造成蒸汽汽 温超 限的原 因， 总结 出完善 的 技术措施。接下来重点探讨一下 主汽温 、 再热汽 温超温的原因及处理方法。 2 C F B锅炉蒸汽超温的危害 机组在实际运行 中， 很多因素会 导致 主蒸汽 温度大幅度波动 ， 相对于主蒸汽压力变化 ， 主蒸汽 温度变化更能影响汽轮机的安全性和经济性 。 主蒸汽超温对汽轮机有以下危害 1 主蒸汽发生严重超温 ， 容易造成 汽轮机调 节级叶片过负荷。因为主蒸汽温度升高 ， 汽轮机 调节级内的蒸汽焓 降必然会增加 ， 当机组负荷和 调速汽门状态不变时， 调节级叶片将发生过负荷 。 收稿 日期 2 0 1 41 22 8 作者简介 叶经 汉 1 9 8 5一 ， 男， 毕业于 昆明理工大学 ， 助理工程师 ， 工学学士 ， 现从事 3 0 0 MW C F B锅 炉机 组运行工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 2 锅炉制造 总第 2 5 1期 2 主蒸汽发生严重超温 ， 会降低各受热部件 的金属机械强度和加快金属 的蠕变速度。若主蒸 汽温度频繁的发生大幅度变化 ， 会造成主汽门、 调 门、 汽缸等金属部件疲劳损伤 ， 加快设备的损坏速 度。 3 主蒸汽严重超温还可能增加机组各受热 部件的热变形以及热膨胀 ， 当热膨胀达 到一定程 度而受到外界阻碍是就会引起机组发生振动 。 对于锅炉受热面 ， 蒸汽超温过大很可能 引起 受热面超温严重而发生爆管事故。 3 C F B锅炉 主、 再热汽温 系统流程 该锅炉为亚临界 、 一次 中间再热、 单锅筒 、 自 然循环 、 平衡通风的循环流化床 C F B 锅炉 。循 环流化床锅炉炉膛下部依次布置着 1 、 2 、 3 、 4号外 置床式换热器 ， 它是循环流化床锅炉的重要特征 ， 在锅炉运行 中具有重要的作用 。1 、 4号外置床式 换热器 中分别布置着低温过热器和高温再热器 ， 2 、 3号外置床式换热器 中分别布置着 中温过热器 I 和中温过热器 I I 。通过对不 同外置床式换热器 的操作 ， 可 以达到调节蒸汽温度 和炉膛温度的 目 的。主蒸汽 自汽包来 ， 通过炉膛下部 的 1 、 4号外 置床式换热器 中的低温过热器 ， 换热达到一定温 度后的主蒸汽经过 2 、 3号外置床式换热器中的中 温过热器 I 和 中温过热器 I I ， 主蒸汽在中温过热 器 中受热后再经过布置于尾部对流烟道 中的高温 过热器进行换热， 温度合格 的主蒸汽通往汽轮机 高压缸做功。再 热蒸汽 自汽轮机高压缸排汽来 ， 流经尾部对流烟道中低温再热器进行换热 ， 再经 过炉膛下部 的 1 、 4号外置床式换热器中的高温再 热器进行换热 ， 温度合格再热蒸汽通往汽轮机中 压缸做功。 主蒸汽温度主要通过两部分来调节 ， 炉膛下 部 2 、 3号外置床式换热器调节和三级喷水减温器 调节。三级减温水 的布置如下 ， 第一级喷水减温 器布置在低温过热器与中温过热器 I 之间 ， 第 二 级喷水减温器布置在 中温过热器 I 与 中温过热器 I I 之间 ， 第三级 喷水减温器布置在 中温过热器 I I 与高温过热器之间。再热蒸汽汽温主要通过靠近 炉前的外置床式换热器来调节 ， 再热蒸汽汽温升 温过高时还可以通过布置在低温再热器入 口处的 事故喷水减温器来调节。 机组在正常运行期间， 锅炉出口主、 再热蒸汽 温超过 5 4 5℃或低于 5 3 0℃定义为超限。各级受 热面进 出口蒸汽温度控制与设计 曲线相对应 低 过入 口汽 温不 大 于 3 6 1℃ ， 出 口汽 温 不 大 于 3 8 5℃ ； 中过 I 入口汽温不大于 3 8 1℃ ， 出口汽温 不大于 4 1 2℃ ； 中过 I I 入 口汽温不大于 4 0 4℃ ， 出口汽温不 大于 4 7 5℃ ； 高过入 口汽温 不 大于 4 5 4℃ ， 出口汽温不大于 5 4 5℃ ； 低再入 口汽温不 大于 3 2 7 c 【 ， 出口汽温不大于 4 1 6℃ ； 高再人 口汽 温不大于4 1 6℃ ， 出 口汽温不大于 5 4 5℃ ； 省煤器 出口温度不大于 3 5 5℃。 4 主、 再热汽温超温 的原 因及处理方 法 主 、 再热汽温超温的原因是多种多样的 ， 根据 超温的原 因采取有效的预防措施 ， 保证主、 再热汽 温不超限。下面就简单讨论一下蒸汽在不 同情况 下 的超 温原 因及处 理方 法 。 4 ． 1 启机阶段超温 4 ． 1 ． 1超 温原 因 1 锅炉热负荷 明显高于实际负荷 ， 多余的热 量不能进入汽轮机作功， 造成主、 再热汽温与受热 面壁 温超 温 。 2 再热器 出现 干烧现 象 ， 再 热器受 热 面超 温 。 3 外置床式换热器锥形 阀开度过大 ， 进料量 过多。 4 减温水投入不及时或投人量不够。 4 ． 1 ． 2处 理 方 法 1 根据入炉煤质情况 ， 在保证锅炉稳定燃烧 的前提下保持煤量与负荷一致。 2 在再热器没有通汽 之前 确保分离器 出 口 温度不超过 6 5 0 c c， 再热器外置床式换热器不进 灰 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 叶经汉 3 0 0 MWC F B锅炉主、 再热汽温超温的处理分析 2 3 3 启动升参数阶段再热汽温升较慢 ， 锅炉床 温稳定后可以逐步开大高再外置床式换热器回料 锥阀 ， 满足冲车与暖机参数需要 ， 避免打开过快或 开度过大。 4 锅炉 升参 数前确认 减温水各 手动 门已全 部开启 ， 减温水系统各电动门、 调节门开关灵活。 4 ． 2 锅炉压火超温 4 ． 2 ． 1超 温原 因 1 压火前机组负荷偏高。 2 压火前主、 再热汽温参数过高 。 3 压火 启 动投煤 量过 大 ， 机组 升负荷 速 度 慢。 4 ． 2 ． 2处 理 方 法 1 时间允许的情况下 ， 尽量减负荷至 2 0 0 MW 以下再实施锅炉压火。 2 锅 炉压火 前要 适 当降低 主、 再 热 汽温 至 5 3 0℃左右 ， 留有汽温回头的余地 。 3 根据压火 前煤质情况 确定压火恢 复时 的 最小投煤量 ， 既能保证稳住锅炉床温， 又不至于燃 烧过快 ， 确保机组负荷与投煤量相匹配。 4 给水走 旁路时要注 意给水流量 与减温水 流量变化的互相影 响 ， 调整给水时要尽量保证减 温水流量不受影响 。 4 ． 3 锅炉翻床超温 4． 3 ． 1 超 温原 因 1 两侧煤量偏差过大。 2 恢复过程 中煤量与负荷不匹配 。 4． 3 ． 2处 理 方 法 1 翻床后在能够维持 两侧床温 的前提下 尽 量减小两侧煤量偏差 ， 防止煤量大的一侧超温。 2 床压 吹平 的过程 与恢 复过程 中注意负 荷 与煤量的平衡 ， 并及 时调节外置床式换热器回料 锥阀与减温水调门开度进行配合调节。 4 ． 4单条给煤线跳 闸超温 4 ． 4 ． 1超 温原 因 1 未跳 闸给煤线一侧煤量过大。 2 负荷变化后外置床式换热器调整不及时。 4． 4 ． 2处 理 方 法 1 在给煤机 出力允许 的前提下 尽量 降低 未 跳 闸一侧给煤量 ， 发现有超温现象时及 时进行调 整 。 2 给煤线跳闸负荷降低 时， 及 时关s J , b 置床 式换热器回料锥阀开度 。 4 ． 5 锥形阀卡涩超温 4． 5 ． 1 超 温原 因 1 回料锥阀卡涩不能进行调整 ， 当前负荷的 蒸汽量不足以冷却受热面或进灰量少不足以把蒸 汽加热到设计温度。 2 回料锥 阀活动过程 中外置 床式换热器 突 然进灰 ， 造成外置床式换热器突然换热量增加 ， 导 致蒸汽温度超温 。 3 回料锥 阀处不进灰 ， 造成外置床式换热器 换热量不足 ， 汽温达不到设计值 。 4 ． 5 ． 2处 理 方 法 1 通过调整外 置床式 换热器 流化风量改变 换热系数或调整机组负荷 。 2 回料锥阀活动过程 中注意空室 差压与温 度的监视 ， 当差压 、 温度 升高时说 明外 置床式换 热器 已经进灰 ， 应 立 即将 回料锥 阀关 到正 常对 应开度略小一 些 ， 待汽 温趋 于平 稳后 再进 行调 整 。 3 回料锥 阀处不进灰时 ， 主要采取活动回料 锥阀、 开启锥头、 导料斜管与空室压缩空气进行吹 扫等措施 ， 无效时通知检修人员采取有效措施进 行处理。 4 ． 6 升降负荷超温 4． 6 ． 1超 温原 因 1 外置床式换热器或减温水调整不及时。 2 回料锥 阀或减温水调门卡涩。 4． 6 ． 2处 理 方 法 1 升降负荷期 间加强超温监视 ， 对 回料锥 阀 与减温水进行预防性的超前调整。 2 回料锥 阀与减温水互相配合进行调整 ， 必 要时调整机组负荷。 4 ． 7正常运行期间超温 4． 7 ． 1 超 温原 因 1 煤质发生变化 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 4 锅炉制造 总第 2 5 1 期 2 运行监视不到位 ， 调整不及时。 3 高温过热器吹灰。 4 ． 7． 2处 理 方 法 1 加强配煤管理 ， 发现煤质发生变化时及时 通过 回料锥阀与减温水进行调节。 2 安排专人对汽温进行监视与调整 ， 发现汽 温偏离时及时进行调整 。 3 高温过热器吹灰的时候要加强汽温调整 ， 根据吹灰投运的时间与现象确认吹灰造成汽温升 高 ， 通过外 置床 式换 热器与减 温水 配合进 行调 整 。 调整蒸汽温度 时要根据实 际情况来 进行调 整 。可 以根据受热面的温度做到有预见性的提前 调整。受热面温度超过规定范 围时 ， 可以通过关 小外置床式换热器 回料锥 阀开度和调整外置床式 换热器 的流化风量 ， 以达到调整蒸汽温度的目的。 如果煤量发生改变 ， 要经过一定 时间后蒸汽温度 变化才能体现出来 ， 这时候就要做好提前调整 ， 防 止蒸汽超温。同时要 注意参数 与参 数之 间的影 响 ， 比如主汽压力对蒸汽温度 的影响 ， 给水压力对 减温水量 的影响 ， 在实际运行 中要掌握其 中的规 律， 及时做出调整。另外， 也可以通过升降负荷来 配合调整蒸汽温度 。调整蒸汽温度时 ， 要防止超 限过快而导致汽轮机保护跳闸。 5 结束语 总之 ， 影响蒸汽温度的因素有很多 ， 例如锅炉 运行工况发 生改变、 煤质变化 、 减温水调整不及 时、 回料锥 阀卡涩 、 给水流量和蒸汽流量偏差 、 汽 包水位 、 运行监视不到位 ， 锅炉发生事故等等。蒸 汽超温对汽轮机和锅炉受热面的危害是极大 的。 机组在实际运行 中， 要监视好蒸汽温度 、 受热面壁 温。如发生发生蒸汽超温和壁温超温 ， 要做好超 温记录 ， 积极分析蒸汽超温的原因， 采取有效措施 控制好蒸汽温度 ， 达到机组安全运行的 目的。 参考文献 [ 1 ] 热力发 电 - - ／ 等 编． 一北京 中国出版社， 20 05． [ 2 ] 循环流化床锅炉设备及运行／ 屈卫东等编著． 一郑 州 河 南技术出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 3 ] 循环流化床锅炉的启动调试与安全运行／ 党黎军编 著 ． 一 北京 中国电 ． 力出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 上接第 1 2页] 4 结 论 1 在不同出力下 ， 随着一次风量增大 ， 煤粉 细度呈现非线性增大 ， 当燃烧试验煤种时 ， 一次风 量增大 9 0 t ／ h时， 继续增加一 次风量 ， 煤 粉细度 呈现大幅度增加 ， 并 且出力越小 ， 增加 的幅度越 大 。 2 在一定 的磨煤机 出力下 ， 随着一次风量 的增 加 ， 磨煤 机电流降低 ， 而动态分 离器电流增 加 ， 对于磨煤 电耗 的影响与磨煤机出力有关 ， 当磨 煤机 出力在 3 0 t ／ h时 ， 一次 风量增大 ， 磨 煤 电耗 小幅度增加 ， 当磨煤机 出力 为 4 5 t ／ h时 ， 一次风 量增加 ， 磨煤 电耗基本不变 。 3 在额定负荷下 ， 随着一次风量的减小 ， 锅 炉排烟温度降低 ， 锅炉效率增加 ， 当磨煤机一次风 量 由 1 1 0 t ／ h降低到 8 5 t ／ h时 ， 锅炉效率提高 了 0． 3 4％ 参考文献 [ 1 ] 秦鹏 ， 岳峻峰．H P 8 6 3中速磨煤机磨制褐煤的试验 研究[ J ] ．热力发电， 2 0 1 0， 3 9 3 7 1 7 4 ． [ 2 ] 赵振宁， 卢晓， 安连锁， 等． 电站锅炉一次风量的特 性分析与优化 [ J ] ， 电站 系统工 程 ， 2 0 0 9 ， 2 5 5 2 3 2 6． ’ [ 3 ] 邹磊， 梁绍华 ， 岳峻峰 ， 等 6 6 0 M W 机组锅炉制粉系 统优化调整试验研究[ J ]， 电站系统工程， 2 0 1 1 ， 2 7 5 2 2 2 4 ． [ 4 ] 刘福国， 郝卫东 ， 杨建柱 ， 等．电厂锅炉变氧量运行 经济性分析及经济氧量的优化确定[ J ] ．中国电机 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