300MW锅炉停炉快冷技术研究.pdf

第 9期 2 0 1 4年 9月 锅炉制造 BOI L ER MANUF ACTURI NG No ． 5 S e p． 2 0 1 4 文章 编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 4 0 5 0 0 2 5一o 3 3 0 0 M W 锅炉停炉快冷技术研 究 孙鸿志 大唐 耒阳发 电厂 ， 湖 南 耒 阳 4 2 1 8 0 0 摘要 本文通过对大唐耒阳发电厂3 0 0 MW锅炉停炉后快速冷却技术的研究， 规范了停炉至最终冷却全过 程的操作和注意事项， 较好地解决了冷却过程中操作随意、 汽包壁温变化无规律的问题 ， 对延长汽包和其他受 热面材料使用寿命有较强 的作用 。 关键词 3 0 0 MW锅炉； 停炉； 快冷 ； 寿命 中图分类号 T K 2 2 7 ． 7 文献标识码 A R e s e a r c h o n R a p i d l y Qu e n c h i n g T e c h n i q u e o f 3 0 0 M W Bo i l e r S h u td o wn S u n Zhi ho n g D a t a n g L e i y a n g P o w e r P l a n t ， L e i y a n g 4 2 1 8 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t Th i s a r t i c l e ma k e s a r e s e a r c h o n r a p i d l y q u e n c h i n g t e c h ni q u e o f 3 0 0MW b o i l e r i n Da t a n g Le i y a n g P o we r Pl a n t a f t e r i t s s h u t d o wn a n d r e g u l a t e s t h e p r e c a u t i o n s a n d o p e r a t i o n s o f t h e wh o l e e o u r s e f r o m s h ut d o wn t o fina l qu e n c h i n g ． Th e p r o b l e ms o f r a n d o m o p e r a t i o n d u r i n g q u e n c hi n g a n d i r r e g u l a r wa l l t e mpe r a t u r e c h a ng e s i n d r u m a r e we l l s o l v e d， whi c h c a n ha v e a s t r o n g e f f e c t o n e x t e n d i n g t he l i f e s p a n o f d r u m a n d o t h e r he a t i ng s u r f a c e ma t e r i a l s ． Ke y wo r d s 3 0 0MW b o i l e r ； s h u td o wn； r a p i d l y q u e n c h i n g； l i f e s p a n 1 概 述 大唐耒阳发电厂 3 0 0 MW 锅炉是 由北京 巴布 科克． 威尔克有限公司制造的 B WB一1 0 2 5 ／ 1 7 ． 2 一 M锅炉 ， 为单汽包 、 单 炉膛 、 平衡通风 、 中间一 次再热 、 液态排渣 、 “ w” 火焰燃烧方式 、 露 天戴 帽 布置 、 亚 临界压 力、 自然循 环燃 煤 锅 炉， 分 别 于 2 0 0 3年 6月和 2 0 0 4年 1 2月投产。 工作需在 7 2小时后方可开工 ， 同时强制通风时运 行规程对汽包壁温 等参数无强制要求 ， 存在很大 的安全隐患。事故停 炉后 ， 采用采用上放水 和强 制通风冷却模式 ， 需在 4 8小时后方可开工抢修。 为缩短停机检修工期 ， 通过对停炉过程的分析， 制 定停炉冷却措施 降低炉侧蒸汽参数 ， 争取尽 快达 到开工条件 ， 并在锅炉快速冷却 的同时保证设备 安全十分必要 。 2 问题 的提 出 3 现状分析 锅炉滑参数停炉后汽缸温度可 降至 3 0 0℃以 下 ， 有利于汽机检修工作的提前进行 ， 但锅炉采用 自然冷却和强制通风冷却模式 ， 有关本体检修的 经过对滑停操 作的研究 ， 电厂制定 了详细 的 滑参数 停机技 术措 施 ， 能有效 保证 汽温降 低至 3 0 0℃ ～ 3 2 0℃ ， 主汽压力达4 M P a 左右。停炉后 收稿 日期 2 0 1 4 0 4 2 4 作者简介 孙鸿志 1 9 7 5一 ， 男， 汉族， 湖南望城 人， 工学学士， 工程 师， 目前从事发 电厂运行管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 6 锅炉制造 第 2 4 7期 按规程规定进行 自然冷却 ， 存在为抢检修工期而 强行启动引风机冷却炉膛 的行为， 汽包壁温 的下 降速率和壁温差的变化趋势没有规律 ， 不利于对 金属材料寿命的保护。 4 解决方案 锅炉冷却的过程 主要分为以下 三个 阶段 机 组滑停阶段 ； 锅炉闷炉 、 汽包换水及 自然通风冷却 阶段 ； 强制通风冷却 阶段 。本方案适用于从 开始 停炉到具备检修开工条件的锅炉冷却过程。如何 进行滑停操作不在本方案规定范围之内。 4 ． 1 滑参数停机阶段的控制目标 机组滑停过程中， 值长应做好与调度的协调 工作 ， 保证足够的滑停时间 ， 滑参数停机操作以汽 轮机打闸停机后过热蒸汽压力稳定值 3 ． 5 MP a g 、 汽温 3 0 0 c c为 目标 ， 通过降低汽包壁温， 为停炉后 的快速冷却创造有利条件 。在滑参数停机时 ， 从 最低稳燃负荷 1 8 0 MW 开始 ， 退 出协调控制 ， 汽机 保持调速汽门全开 ， 通过减少燃料量和送风量来 降低主蒸汽压力 、 温度及机组负荷。每降 2 0 M W 负 荷 ， 稳定运行时间约 2 0 rai n ， 待汽包壁温差小于规 定值 在汽包压力 4 ． 5 M P a以下时， 最高允许壁温 差 1 1 0 o C， 故适 当提高允许汽包壁温差至 5 0℃ ， 参见图 1 ， 汽缸金属壁温均匀且接近汽轮机进汽 温度时， 方可继续 降至下一负荷点 。如汽包壁温 差或汽缸壁温差超 出规程限制值 时， 适 当延长停 留时间。燃烧调整应缓慢进行 ， 控制机组 主蒸汽 参数平稳下降 ， 不应出现反复波动 ， 主蒸汽压力下 降速度不大 于 0 ． 0 9 8 MP a ／ ra i n ； 锅炉按照汽机滑 停 曲线降温降压， 先降温再降压 ， 严格控制蒸汽参 数在允许范 围内， 并保证在相应压力下 ， 主、 再热 汽温有 5 0℃ 以上的过热度。过热度参见表 1 。 滑停过程中， 在原煤仓烧空前 ， 磨煤机需保持 正常料位 ， 降压 的操作通过逐渐降低一次风压 和 热风门开度进行 ， 降温操作通过减少送风量 ， 调整 配风方式进行 ， 辅助手段为减温水调节 。在原煤 仓烧空 直吹式系统 和皮带式给煤机的系统配置 的条件下 ， 为避免热风上 串到原煤仓 ， 烧坏给煤机 皮带 ， 在原煤仓煤位下降到给煤机上闸板时， 停止 给煤机运行 ， 不能做到 1 0 0 ％烧空原煤仓 后 ， 磨 煤机继续运行 3 0 m i n ， 抽空大罐 内的煤粉 。抽空 的判据是磨煤机 出口一次风温达 1 6 0～1 7 5℃ ， 磨 煤机电流升高到 1 2 2～1 2 5 A以上 。在主蒸汽压 力降至 3 ． 5 MP a ， 过热器 出口主汽温度 3 0 0 c c， 汽 包壁温差及汽缸金属壁温在上述范围内时， 锅炉 熄火 ， 汽轮机减负荷至零打闸停机。汽机打闸时 ， 如由于煤仓煤位或粉仓粉位 的原因 ， 锅炉 自然熄 火 ， 而熄火时主汽压力未达到 3 ． 5 M P a 、 主汽温度 未达到 3 0 0 的目标值 注意锅炉熄火时主汽压力 至少应控制到 6 MP a以内 ， 在汽机惰走过程中， 通 过开启 P C V间断泄压至 4 MP a左右后停止， 泄压 过程中保持汽包壁温下降速度 1 ． 2 C ／ m i n ， 汽包 壁温差小于规定值 ， 否则应停止此项操作。 表 1 过热汽压对应的饱和温度值 0 ’、 -- - - 、 、 - - - 、 - ～ 汽 包 运 行 压 力 M P a 图 1 汽包运行 压力下最 大允许的上下壁温差 汽包材料 S A 2 9 9 4 ． 2闷炉、 汽包换水及 自然通风冷却阶段 1 锅炉熄火 后 ， 应及 时将汽包 上满水 ， 维持 汽包水位在高水位 8 0 0 m m 。关闭各汽 、 水取样 门、 连排 、 加药 门； 密切监视各受热面金属壁温 ， 当 汽侧压力上升 ， 受热面金属壁温超温时 ， 可开启相 应的疏水 门疏水 ， 正常后关闭。 2 锅 炉 熄 火 后 ， 保 持 3 0 ％ B MC R 风 量 和 一 2 0 0 P a的负 压 ， 对 炉 膛 吹 扫 1 0分 钟 后 停 运 送 、 引风机 ， 关闭各风 门挡板 、 看火孔 、 人孔门， 保持锅 炉闷炉状态 ， 防止锅炉急剧冷却。 3 为加快锅炉汽包 、 本体 的冷却速度， 在此阶 段 ， 需要进行汽包换水 。当汽包壁温降至 2 5 0 c IC 左 右时开始换水； 换水操作通过汽包上放水进行 ． ．．j 放水 1次的时间问隔为 1小时 ， 汽包水位控制在 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 孙鸿 志 3 0 0 MW 锅炉停 炉快 冷技术研究 2 7 - 一 1 0 0 m m 至 高 水 位 之 间， 上 水 流 量 不 超 过 1 0 0 t ／ h ； 换水 时使 用水 冷壁 下联 箱定 排 管路 放 水 ， 控制放水流量与上放水时间间隔匹配 ； 上满水 后待汽包混合换 热均匀 ， 上壁温下 降 1 5～2 0℃ 时 ， 开定排放水。 4 换水时应密切注意汽包壁温差 ， 当汽包壁 温差接近规定值 时应停止换水 ； 密切监视汽包 水 位 ， 严禁汽包满水使给水进入顶棚管道 ； 控制汽包 壁温的下降速度 1 ． 2 c c ／ mi n 。 5 停机后 ， 采用邻机辅汽 压力 0 ． 8 MP a 投 入除氧器循环加热， 尽量提高除氧器水温 一般 可达 1 5 0～1 7 0℃ ， 以减少锅 炉汽包上水温度与 汽包壁温之差 。辅汽投入 的情况下 ， 要做好辅汽 与汽轮机的隔离措施 ， 防止蒸汽进入汽轮机 。 6 熄火后 6～ 8 h， 空预器入 口烟气温度降到 1 8 0℃时放掉捞 渣船水 封， 开启炉膛人孔 门。汽 包壁温差正常 ， 各膨胀指示器指示情况正常时， 开 启烟道各挡板 ， 进行 自然通风冷却 。自然通风时 ， 为防止引风机正转 ， 需维持油站油泵运行。 4 ． 3炉膛强制通风冷却 阶段 1 在锅炉熄火 l 6小时后， 汽包壁温降至2 0 0℃ 且汽包壁温差正 常 ， 启动 1台送风机和 1台引风 机运行 ， 炉膛以 3 0 ％B MC R风量和 一1 0 0 P a的负 压吹扫 ， 进行炉膛 、 烟道强制通风冷却。 2 在强制通风冷却阶段 ， 当汽包壁温差接近 规定值时 ， 应减少通风量 ， 保持汽包高水位 ， 如汽 包壁温差不减小 ， 应停止强制通风冷却。 3 汽包 压力 降 至 0 ． 8 MP a 对 应饱 和 温度 1 7 3℃ ， 汽包壁温可能低于该温度值 以下 ， 汽包壁 温差在允许范围内时， 锅炉本体 、 省煤器带压放水。 4 当空预器入 口烟气 温度降至 4 0℃ 以下 ， 根据检修的要求 ， 可以停止强制通风冷却 ， 停运 引 、 送风 机 。 4 ． 4锅炉快冷注意事项 1 在滑停后期 ， 降压速度更 应平稳缓 慢 ， 并 加强对汽包水位 的监视调整， 防止汽包产生虚假 水位 。 2 在滑停开始至锅炉带压放水后 ， 应每小时 对锅炉本体膨胀指示器进行记录 、 分析 ， 发现问题 及时停止降温降压 ， 防止本体产生过大热应力。 3 停炉后应严格控制锅炉降压速度 ， 采取 自 然泄压方式 。严禁 采取开启 P C V阀的方式强行 泄压 ， 以免损坏设备。 4 在锅炉快 冷阶段 ， 应严密监视 汽包壁温 ， 并每小时记录 、 分析。 5 锅 炉快冷 阶段 ， 要安 排专人 监视 汽包水 位 、 除氧器水位 、 凝汽器水位 、 凝补水箱水位 、 汽包 上水流量 、 汽包壁温差 、 过热器壁温 ， 负责进行 汽 包换水和炉膛、 烟道通风操作。 6 汽包换水 阶段 ， 应保 持除氧器 正常水位 ， 化学备足除盐水 ， 以保证汽包换水水量 。 7 汽包换水后期 ， 检查汽包壁温差在正常范 围内， 随着汽包壁温逐渐降低， 应同时降低除氧器 水温 ， 以提高换水冷却效果。 8 冬季停炉应做好防冻措施。 9 自然 循环 锅炉 快速冷 却过程 中， 工质 温 度 、 厚壁部件的金属温度难以控制 ， 且易产生热偏 差及各种应 力， 影响锅炉寿命 ， 所以只有在特殊情 况下 如 有 关受热面需进行抢修 才允许使用 ， 若无特殊情况 ， 均应采用 自然冷却 。 1 0 锅炉发生 四管爆 漏事故 ， 故障停炉前 也 应尽量降低主汽压力至 6～ 8 M P a ， 降低主汽温度 至 4 5 0 o C以下 ， 为后续的快速冷却创造有利条件 ， 尽可能减少各受热面 的寿命损耗。此时 ， 由于汽 包压力 、 主汽压力下降较快 ， 除水冷壁爆管外 ， 汽 包换 水 操 作 时 应 保 持 汽 包 水 位 在 8 0 0 m m 至 0 mm之间变化 ， 并尽量提高除氧器水温。 5 改进后 的效果 采用锅炉快冷技术后 ， 监测汽包壁温差的下 降比较均匀 ， 温降率 0 ． 0 6 6 ／ mi n ； 强制通风前汽 包最大壁温差 3 5℃ ， 强制通风过程 中， 汽包最大 壁温差 7 0℃ ； 停炉至空预器人 口烟温达 4 O c C， 具 备本体检修条件的时间缩短为 3 6小时。 6 结 论 在滑参数停炉技术 比较完善的基础上 ， 对锅 炉快冷的全过程技术要点进行规范 ， 快冷过程 中 不会出现汽包壁温差和汽包壁温温降率的无规律 变化 ， 有效避免 了运行操 作的随意性 ， 全过程可 控 ， 能有效 降低热应力对受热面的损伤 ， 延长汽包 及其他受热面的使用寿命 。 参 考文献 [ 1 ] 大唐 耒 阳发 电厂 3 0 0 MW 锅炉运行规程 2 0 1 0 版 ． [ 2 ] 3 0 0 MW 级锅炉运行导则 D L ／ T 6 1 1 ～1 9 9 6 ． [ 3 ] 大唐集团公司6 0 0 MW集控运行典型规程 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m