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300MW循环流化床锅炉压火对机组的影响分析
发布时间：2013-09-21 08:11 来源：未知
大唐红河发电有限公司（红河电厂）300 MW循环流化床(CFB)锅炉主要由单炉膛、4台高温绝热旋风分离器、4台回料阀、4台外置式换热器、尾部对流烟道、4台冷渣器和1台回转式空气预热器等组成，采用双支腿、双布风板、大直径钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点，炉膛内蒸发受热面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墙结构。300 MW CFB锅炉结构如图1所示。
2007年该机组被迫停运共5次，1、2号炉压火次数达8次，平均45天压火1次。其中，6次属于回料腿膨胀节冒、喷、通、漏等问题，故障率为75%；1次属于回料阀本身故障，故障率为12, 5%；1次是同侧给煤线跳闸所致，故障率为12. 5%。膨胀节故障率很高，故障的时间间隔平均为45天，最短时为12天。
压火是在机组运行中为了消除由于锅炉烟风系统发生的缺陷（如水冷风室漏风、各部膨胀节泄漏等10 h内能够处理的缺陷），又不使机组产生非停，在停止给煤机及停止锅炉所有风机后利用锅炉的蓄热量维持机组带厂用电运行8—12 h，以满足锅炉消缺所需的时间，提高机组运行的经济性。但是，压火对锅炉、汽轮机、发电机、电网等都有一定的影响。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、压火对锅炉的影响
1.1锅炉寿命
处理风烟系统缺陷一般都要求时间较长，但由于锅炉蓄热量的限制，每次都控制在8～12 h内完成，此时炉膛温度已经降至350～450℃之间，这是褐煤最低稳燃温度区�；指词�，如果第1次连续给煤量过少，床温则快速下降，如果给煤量太多，则势必造成爆燃。据统计，每次恢复运行时，炉膛温度在投煤15 min后都会有30～50℃／min的温升率出现，特殊情况下还出现过80℃／min以上的温升率，远远高于规定的1.5～3℃／min的温升率。由于炉内耐火材料的热导率和弹性较小，抗拉强度低，抵抗热应力破坏能力差，抗热震性较低等，在大的热冲击作用下，极易出现开裂剥落，甚至整体损坏脱落。小修中发现，1、2号炉分离器靶区和回料腿部位耐火砖脱落和磨损非常严重，而密相区磨损易导致爆管发生。同时，不可控的高温升率往往带来不可预控的超温，导致负荷、水位、汽温、汽压的大幅扰动。2008年4月2号机组1周内因同一缺陷压火处理达3次，使锅炉耐火材料大面积脱落，最终导致水冷壁严重爆管非停事故。
另外，由于床压较高，在恢复过程中经常出现流化困难以及两床失稳的现象，尤其是出现翻床时炉膛两侧温度相差200～300℃，不仅容易导致超温结焦，而且易使整个炉膛膨胀中心改变。最明显的就是回料腿膨胀节膨胀缝设计为10 mm，而经过多次压火后实际达到80 mm，容易造成膨胀缝内保温棉脱落而使蒙皮超温破裂。
1.2过、再热器
红河电厂中温过热器I、中温过热器Ⅱ以及高温再热器、低温过热器都分别布置在炉膛四面的4个外置床内，压火前对汽温的控制主要是对外置床锥阀的控制。由于锥阀关不到位以及压火不良等原因，使进入外置床的高温回料量控制不够理想，导致每次压火后过、再热器出口汽温都有不同程度的超温，过热汽温在545—550℃，而再热汽温在548—555℃，在压火30 min后基本恢复正常。同时，过、再热器受热面金属管壁也普遍超温。在恢复过程中，由于炉膛爆燃的发生，往往导致汽温的大幅波动，超温现象更为严重，最高一次甚至超过600℃，严重影响了受热面的安全运行寿命。
1.3辅机
频繁的压火，势必需要辅机频繁的起停。2号炉电动给水泵曾因频繁起停烧毁电机。另外，由于设计不合理，高压流化风机轴承震动偏高，每次风机起动并列过程中，只要操作稍有不当，就会引起流化风机系统共振，导致起动风机或已运行风机剧烈震动。从检修情况来看，锅炉各大辅机都存在轴瓦磨损严重，使用寿命短问题，除质量问题外，锅炉压火的影响不容忽视。
2、压火对汽轮机的影响
2.1汽温剧变
在压火的前期，经常出现主、再热汽温不同程度超温现象。随着压火时间的推移，汽温不断下降，在整个压火过程中，主汽温一般会下降到450℃，而再热汽温则可能降到420℃左右。因此，每次压火汽轮机将不可避免地要承受超温及交变热应力的破坏，加之恢复过程中由于炉膛燃烧放热不均导致汽温汽压的较大波动，每次压火给汽轮机带来的热冲击损害远大于正常起停过程中对机组影响最大的极热态起动。
2.2机组振动
压火中由于汽温的大幅下降，致使汽轮机金属放热不均，上下缸温差增大，引起机组振动；负荷由额定值快速降低接近空载，进汽量减少致使低压缸蒸汽流速变缓，排汽温度升高，对低压缸末级叶片产生很大影响，并且每次压火后振动均有增大趋势。
在2007年机组小修期间，对1号机进行揭缸检查，发现4、5号瓦下瓦脱开，6号瓦上瓦脱开；低压转子励端末级叶片6片拉筋断开；顶部围带啮合部位脱开，其中最严重的2片叶片顶部围带啮合部位脱开约7 mm。低压缸与发电机对轮联轴器组合晃动达到0.1mm，规定低压转子比高压转子高0.406 4 mm，实际测量低压转子比高压转子低0.10 mm；高低转子下张口规定为0.178 mm．实际测量下张口为0.1 mm;规定低压转子比发电机转子高0. 254 mm，实际测量低压转子比发电机转子高0. 08 mm;低压转子下张口规定为0.127 mm，实际测量下张口为0.14 mm；4号瓦瓦枕和瓦套的间隙规定为0. 2—0.3 mm，实际测量为0.34mm;4号瓦进油管和瓦套的连接受力不均匀，有张口，再运行时瓦套有扭转的趋势，破坏了瓦套的自就中的能力。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
3、压火对发电机和电网的影响
2008年4月在经过连续3次压火之后，2号机组发电机中部突然发出异常声响，�；觳榉⑾质且蚨ㄗ硬糠�3个固定螺帽脱落引起振动所致。另外，由于压火期间机组仅带1 MW负荷运行，定子冷却水温无法控制在规定的40～50℃的范围，不可避免出现定冷水温低于冷氢温度的现象，极易导致定子铁芯结露，严重威胁发电机安全运行。
对电网而言，流化床锅炉的压火等同于机组甩负荷试验，如果在用电高峰期，对电网将带来不小的冲击。2008年4月，在红河电厂2号炉压火恢复期间，机组进行由“单阀”向“顺阀”控制方式切换的操作，由于机组主蒸汽压力参数高(16. 76 MPa)，而所带负荷低，GV阀位给定过小(39.64%)，切换过程中GV阀位给定值落入39. 5%～40. 5%的不灵敏区，导致负荷在142--165 MW之间波动。进而，机组对电网产生一个持续0. 38 Hz的强迫扰动，该扰动的频率与电网的某个振荡模式比较接近，诱发了电网产生低频振荡。在电网大量PSS作用、调度采取直流调制等控制措施作用下，系统阻尼增大，使得振荡没有继续发散而逐步平息。
