350MW超临界直流锅炉现场试验研究.pdf

第 3期 2 0 1 0年 5月 锅炉制造 BOI LER MANUF ACTURI NG No ． 3 Ma v ． 2 0 1 0 文章编 号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 0 0 30 0 0 5 0 3 3 5 0 M W 超 临界直流锅炉现场试验研究 孙 浩 ， 陈 琪 哈 尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 6 摘要 对哈锅首台3 5 0 M W超临界直流锅炉进行了现场试验分析， 从锅炉启动过程以及各负荷阶段的壁温 等几个方面 ， 验证了锅炉运行的安全稳定性。 关键词 3 5 0 MW超临界； 壁温； 启动给水流量； 贮水箱最大疏水量 中图分类号 T K 2 2 3 文献标识码 A 3 5 0 M W S u p e r Cr i t i c a l On c e Th r o u g h Bo i l e r Te s t Re s e a r c h S u n H a o ， C h e n Q i H a r b i n B o i l e r C o ． L t d ． ， H a r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a Abs t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e t e s t o n s i t e o f t h e f i r s t 3 5 0MW s u pe r c r i t i c a l o nc e t h r o u g h b o i l e r ma d e b y HBC， i n c l u d i n g t he bo i l e r s t a r t u p p r o c e s s a nd t u b e t e mp e r a t u r e i n d i f f e r e n t l o a d s e t c， v a l - i d a t i n g t h e o p e r a t i o n d e p e nd a bi l i t y o f t h i s b o i l e r ． Ke y wo r ds 3 5 0MW s up e r c r i t i c a l b o i l e r ； t u b e t e mp e r a t u r e； s t a rti n g f e e d wa t e r flo w ； s t o r a g e v e s s e l ma x i mum d r a i n flo w 1 设备概况 华能瑞金发 电有限公 司的 2台 3 5 0 MW 锅炉 是哈尔滨锅炉厂有限责任公司 自主开发设计 、 制 造的国内首台超 临界 3 5 0 M W 锅炉。锅炉炉型是 H G一1 1 0 0 ／ 2 5 ． 4一 P M1型， 为一次 中间再热 、 超临 界压力变压运行直流锅炉 ， 单炉膛 、 平衡通风 、 固 态排渣 、 全钢架 、 全悬 吊结构 、 盯型布置 ， 采用不带 再循环泵的大气扩容式启动系统。锅炉岛为露天 布置。设计煤种为贫煤。采用 中速磨正压直吹式 制粉系统 ， 每台炉配 5台 MP S 2 0 0辊盘式 中速磨 煤机 ， 在 B MC R工况下 ， 4运 1 备 ， R 9 01 1 ％ 。锅 炉采用前后墙对 冲燃烧方式 ， 共布置 5层燃烧器 前 3后 2 ， 每层布置 4只， 共 2 0只低 N O 轴 向 旋流燃烧器 。锅炉以最大连续出力工况 B MC R 为设计参数 。在任何 4磨煤机运行时， 锅炉能带 B MC R负荷 瑞金 电厂 1 号机组于 2 0 0 8年 1 2月 1 5日 1 1 时 5 8分顺利通过 1 6 8小时试运。整体看来 ， 机组 运行稳定 ， 状态 良好 ， 各项指标基本达到设计值 。 2 锅 炉试验项 目 2 ． 1 壁温测量及壁温 曲线 利用 已安装的壁 温测点 ， 从锅炉启动点火开 始每 隔 1 0分钟直 到干态 ， 并在多个 负荷 3 0 ％、 5 0 ％ 、 7 5 ％及 1 0 0 ％B MC R 下记 录螺旋水 冷壁 出 口、 垂直水冷壁 出口、 屏式过热器 、 末级过热器 、 末 级再热器壁温 。选取几个代表点做出启动过程壁 温变化曲线 包括分离器 出 口温度 、 压力 和燃料 量随时间变化 。 壁温代表点如下 ． 螺旋水冷壁出口 左侧墙 6 1管 、 右侧墙 2 2 9 管 、 前墙 1 0 3管 、 后墙 2 5 3管 ； 垂直水冷壁出 口 左墙 1 9 9管 、 前墙 2 6 5管 、 右墙 1 2 2管 、 后墙 3 8 收稿 日期 2 0 0 91 1 2 4 作者简介 孙浩 1 9 7 9一 ， 男， 2 0 01 年 毕业于江 苏理工大 学热能工程专业 ， 工程师 ， 从事 电站锅炉新技术研究及性能调 试工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 锅炉制造 总第 2 2 1 期 管 ； 屏式过热器 2 1 屏 1 1 号管 ； 末级过热器 l 7屏 9号管 ； 末级再热器 5 5屏 7号管。 目的 了解启动过程壁温变化情况和不同负 荷下壁温情况。 2 ． 2 最小给水流量的确定及贮水箱最大疏水量 测量 从锅炉启动点火开始直到锅炉转入干态运行 过程中， 记录给水流量与贮水箱疏水流量的变化。 在启动初期一层等离子燃烧器投运 锅炉初始热 输入量 时 ， 在保证锅炉安全运行 水冷壁及过热 器 、 再热器不超温 的前提下 ， 通过试验确定锅炉 的最小给水流量 ， 对设计计算 的最小 2 5 ％B MC R 给水流量进行验证及修正。 2 ． 3 满负荷锅炉效率 记 录 D C S运行数据 ， 锅炉各段烟气温度 ， 测 量 O 、 C O、 N O 排量 、 飞灰、 炉渣可燃物含量 ， 并 计算锅炉效率。 3 试验结果及分析’ 3 ． 1 水冷壁 壁温 在所有负荷下 ， 螺旋水冷壁出 口壁温皆小 于 4 0 0℃， 且各面墙分布均匀 ， 随着负荷降低壁温降 低。到机组 并 网前 ， 螺旋 水冷 壁 出 口壁 温都在 2 8 0℃ 以下 。 垂直水冷壁壁温随负荷变化规律见 图 1～图 4所示 4 5 0 4 o o 3 5 0 赠 3 0 0 2 5 0 2 0 0 赠 剖 0 4 0 8 0 1 2 0 1 6 0 2 O 0 2 4 0 35 3 M W 3 OO M W 系列3 * -l 92 M W l 3 3 M W 一 并 网 定速 管号 图 1 前墙垂直水冷壁壁温分布 曲线 图 2 后墙垂直水冷壁壁温 曲线 赠 剖 j - ． ‘ ． L ． 。 。 ■ 一一 入 ⋯ 一⋯一1一一一 图 3 左 墙垂直水冷壁壁温 曲线 管号 图4 右 墙垂直水冷壁壁温 曲线 从上面图 1 、 图 2 、 图 3和图 4可以看出 在所 有负荷下， 垂直水冷壁出口壁温皆小于 4 3 0 c I ， 且 随着负荷降低壁温降低。总的看来右侧墙壁温偏 高， 部分区域壁温在4 0 0℃ ～ 4 3 5℃， 说明炉内配风 不均匀， 火焰有些偏斜 ， 右侧偏炉前。在 1 3 3 M W 湿 干态转换区域壁温波动较大， 特别是前墙左侧高， 左侧墙前面高 ， 即反映在 1号角区域壁温高。 总的看来， 从启动到满负荷， 螺旋水冷壁壁温在 4 0 0℃以下， 垂直水冷壁壁温基本在4 3 0 o E以下。 3 ． 2 过热器、 再热器壁温 屏过、 末级过热器和再热器壁温随负荷变化 规律见图 5一图 8所示。 从图 7和图 8可以看出 在不 同负荷下 ， 炉膛 出口两侧壁温偏差不大 ， 屏 出口壁温低于 5 4 0 o C， 末级过热器出口壁温低于 5 6 5℃ ， 高温再热器 出 口壁温低 于 5 9 1 o I ， 和相应的报警温度 5 8 5℃、 6 0 0℃和 6 2 0℃都有较大的余量。 赠 图 5 屏 式过热器 屏各管壁温分布 曲线 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 孙浩， 等 3 5 0 MW超临界直流锅炉现场试验研究 7 管号 图 6 屏 式过热器 2 1 屏各管 壁温分布 曲线 6 5 0 6 o o 5 5 0 5 0 0 赠 4 5 0 4 0 0 3 5 0 3 0 0 2 5 0 图 7 末级过热器 1 6管壁温分布 曲线 图 8高温再 热器 各屏榴 管壁温分布 曲线 从 图5和图 6可 以看出 屏式过热器的 同屏 相邻管温度偏差也较小 ， 在 3 5 3 MW 时 ， 最高与最 低壁温差在 3 4℃以下 。 3 ． 3关于启动给水流量 本台锅炉设计最小启动给水流量为 3 0 ％B M． C R， 即 3 3 0 t ／ h 。在 吹管期间 ， 由于消耗水量大 ， 制水供不上 ， 曾在给水量为 2 8 0 t ／ h 相当于 2 5 ． 4 ％B MC R时的流量 情况下进行多次启动 ， 锅炉 运行状况 良好 ， 各处管壁没有超温现象 。 还可以看出 当主汽温度达到 3 7 0 c c 左右时， 主汽压力为 5 MP a时 ， 垂直水冷壁壁 温都 在 2 5 0 ℃以下 ， 屏过、 末级过热器 、 高温再热器壁温也低 于 4 1 0℃ 。 在这一阶段 ， 燃料量 由启动时的 1 5 t ／ h增加 到 1 8 ． 7 5 t ／ h ， 只投一层等离子煤粉燃烧器。 在 以后的启动中基本上还是采用 3 3 0 t ／ h的 给水流量以保证安全 。 3 ． 4 贮水箱最大疏水量 锅炉启动时基本上还是采用 3 3 0 t ／ h的给水 流量 ， 由于锅炉没有启动循环泵 ， 所以 ， 在锅炉启 动初期 ， 这些流量必须经疏水管道排到地沟或冷 凝器 。 当给水 流 量 为 3 6 5 t ／ h ， 贮 水 箱 压 力 只 有 0 ． 1 2 7 MP a 时 ， 疏水管路阀门只开一路 ， 且阀门开 度只有 5 4 ％ ， 疏水量即为 3 6 5 t ／ h 。锅炉点火时投 入燃料量为 1 3 ． 5 3 t ／ h ， 给水量为 3 2 2 ． 6 5 t ／ h ， 贮水 箱压力为 0 ． 1 4 MP a ， 疏水阀开度仅为 5 0 ． 8 4 ％ ， 随 着燃烧 加强疏 水 阀开度有所增 加到 6 0 ％左 右。 当贮水箱压力达到 0 ． 6 MP a左右 ， 分离器 出口温 度为 1 0 0℃左右时发生汽水膨胀 ， 此时疏水阀开 度瞬时约增大 到 7 0 ％。随后疏水 阀开度逐 渐减 小到 1 0 ％以下 ， 到并网后疏水阀关闭。 由此可以看 出 目前设计的两路疏水管道 ， 在 锅炉冷态启动时只用一路 即可 ， 且 阀门开度最大 也只用到 7 5 ％左右。所以， 以后设计可以考虑采 用一路疏水 ， 或者还采用两路疏水 ， 可以减小管道 直径和阀门 口径 。 3 ． 5 满负荷锅炉运行状况 在 1 6 8 h试运期 间， 为了保证安全 ， 锅炉出 口 参数控制较低 ， 即过热器压力在 2 4 MP a ， 主汽温 度和再热汽温 在 5 6 5 c c左右。给水流量相 对较 高， 达到 1 0 7 0 t ／ h 。 由于运行时一次风速较高 ， 风温低 ， 且掺有部 分郑煤 V d a f 1 7 ％ ， 所 以飞灰 可燃物 电厂在 线取样分析 较高 ， 在 2 3 ％ ， 大渣可燃物在 1～ 2 ％。又 因排烟温度较高 ， 锅炉效率估算要低于保 证值。 省煤器进 口到过热器 出口的阻力小于设计值 3 ． 4 7 M _P a ， 再热器阻力也小于设计值 0 ． 1 9 MP a 。 4 结 论 从启动到满负荷 ， 螺旋水冷壁壁温在 4 0 0℃ 以下 ， 垂直水冷壁壁温基本在 4 3 0℃以下。屏式 过热器 、 末级过热器以及 高温再热器 出口壁温与 各 自的报警温度均有较大余量 ， 同屏相邻 管温度 偏差也较小。 目前设计的疏水管道 ， 在锅炉冷态启 动时可 以满足疏水要求。 锅炉最小启动给水流量在 2 5 ％B MC R以上 ， 锅炉运行是安全可靠的。 总体看来锅炉运行性能 良好 ， 负荷稳定 ， 基本 上达到了设计指标。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m