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300MW循环硫化床锅炉机组压货的特性分析
发布时间：2013-10-03 09:17 来源：未知
0、引言
在300 MW循环流化床(CFB)锅炉运行中，高温绝热旋风分离器、回料阀、外置床、风道燃烧器等设备内的耐磨耐火保温材料在高温物料高速循环中，易产生裂纹或坍塌，循环的高温物料就会把表面材料烧红，进而烧坏，最终爆裂；另外，回料阀回料腿到炉膛处的非金属膨胀节也容易被烧坏、吹破，极易造成高温物料泄漏事故。因物料温度较高，一旦泄漏，危害性极大，必须停炉进行抢修。利用300 MWCFB锅炉蓄热能力较强的特点．可把机组负荷降到最低，采取压火的方式运行，从而减少机组非计划停运次数，使机组能快速恢复正常运行，提高机组经济性和安全性。
1、300 MWCFB锅炉机组简介
1、2号锅炉是引进法国ALSTOM公司技术．由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的HG -1025/17.5 -L.HM37型循环流化床锅炉．是全国首台和第2台国产化300 MW CFB锅炉。汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的N300 -16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动凝汽式汽轮机．具有较好的热负荷和变负荷适应性，采用数字式电液调节(DEH)系统，机组能在冷态、温态、热态和极热态等不同工况下启动，并可采用定压和定一滑一定压运行方式中的任一种运行．调峰运行时宜采用定一滑一定压运行，滑压运行的范围是30%～90%经济负荷(ECR)。2台机组分别于2006年6月3日和8月27日．顺利通过168 h试运．并投入商业运营。锅炉燃烧侧主要由裤衩形双水冷布风板结构的炉膛、4个直径约8m的高温绝热旋风分离器、4个非机械型单路自平衡式回料阀、4台对称布置的外置式换热器（外置床）、尾部对流烟道、四分仓回转式空气预热器、冷渣器等七大部分组成。锅炉除在燃烧室、分离器、回料阀和外置式换热器等有关部位设置非金属耐火防磨材料外，还在尾部对流受热面、燃烧室有关部位采取了金属材料防磨措施．以有效保障锅炉连续安全运行。300 MW级CFB锅炉有4000t以上耐磨耐火材料，加之床料量为给煤量的数倍，使得锅炉具有相当大的热惯性。热惯性大的优点主要体现在2方面：首先，在机组额定工况运行时，有较强的自稳定作用，能抵抗各种一定强度的内外扰动；其次，如果压火处理时间较短，可直接投煤启动。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。
2、压火过程分析
表1为2006-10-08红河电厂1号机组压火记录。
(1)从表l可看出，虽然锅炉停运时间已达lOh，但是机前主蒸汽温度仅下降了88℃．再热汽温下降了109℃，主蒸汽过热度始终保持在200℃以上，汽缸第一级金属温度只下降了71℃．中压缸隔板套金属温度下降了75℃．胀差从9.60 mm下降到8.47 mm，汽轮机其他参数均正常；炉膛密相区两侧床温均在400℃以上，这对机组快速恢复带负荷是特别有利的。
(2)90%额定负荷情况下，如锅炉压火时间在10h以内，一般主蒸汽压力最低能维持到3 MPa以上，主蒸汽过热度仍有200℃以上，足以保证汽轮机的安全。
(3)锅炉在处理回料阀、非金属膨胀节等缺陷时，在准备充分的情况下，10h时间足够完成，为锅炉机组故障抢修获得宝贵时间。
3、压火的对比分析
3.1汽轮机安全性
(1)锅炉停运汽轮机不跳闸带一定负荷时，蒸汽对汽轮机是一个不间断的冷却过程。而短时�；焙笃舳ǔＪ粲谌忍舳�，在汽轮机冲车时，汽轮机对主蒸汽参数的要求较高，通常汽轮机先被冷却后被加热，产生交变应力，引起金属部件热疲劳，缩短汽轮机寿命。
(2)机组启停过程中，胀差变化较大，汽轮机上下缸温差较大。热态启动时汽轮机被突然冷却，胀差最大变化幅度约4.0 mm，而压火处理时，仅约1.5 mm。而停机后启动与压火处理后启动，在升负荷阶段汽温的降幅基本相当．但停机后启动时温度变化速率大．因此压火处理后启动由于汽轮机没有突然被冷却的过程，参数变化相对更加平稳，产生的交变应力较小，对汽轮机运行更加安全。
(3)机组解列后，需要重新冲车、升速，在此过程中，汽轮发电机组要高于临界转速，增大了轴系故障的可能性．尤其热态启动更容易出现异常。
3.2 CFB锅炉的保护
CFB锅炉的一大特点就是炉内有大量床料，床料绝大部分是惰性的灰渣，其中可燃物质量分数占很小的一部分，床料量一般为给煤量的数倍，加上CFB锅炉炉膛及循环回路敷设了大量耐火耐磨材料及保温材料，使CFB锅炉具有很大的蓄热量。在运行过程中，如果出现机组解列，蒸汽循环和给水循环破坏，水冷壁、过热器、再热器及省煤器的管壁容易超温甚至损坏。特别是外置床内流化物料较多，蓄热量较大，而压火能保证再热器换热管内有一定的蒸汽流过，避免再热器“干烧”。
3.3发电机变压器组及电网的安全
发电机的启停，使铁芯和绕组发生差动膨胀，会导致端部结构振动，以致造成绝缘磨损、开裂，接头开焊．接地等故障；发电机转子、护环、中心环、转子绕组和主变压器、高压厂用变压器绕组在每次启停中同样承受交变应力，通过临界转速时应力还会加大，从而引起发电机变压器组设备疲劳损伤；此外，压火还能够减少对电网的冲击次数．对发电机及电网的安全运行更有利。
3.4经济性
�；笾匦缕舳枋奔浣铣ぃ缌克鹗Т�。压火到压火恢复所需时间较�；倍蹋椅扌虢泄阌玫绲那谢唬山谑⊥；毕蛲夤旱绲姆延�，还可减少一次非计划�；�。从这些方面看，压火的经济性更高。
3.5其他
停机后的启动过程，要经历冲车、并网、切换厂用电等重大操作，工作量相对较大，在机组启动过程中的故障几率也相应增加。而在压火检修锅炉设备故障期间，一旦有异常情况时能够及时恢复，保证公用系统的稳定运行。
4、压火对汽轮机的影响
4.1降负荷速度
停炉后，为了增加锅炉的蓄热量，选择一个高的负荷点停给煤线，降负荷时在安全门不动作的前提下，尽量保持较高的汽包压力。所以，在事故抢修时降负荷速率宜快不宜慢，否则将加大主蒸汽压力、温度下降幅度．最后造成汽轮机的过度冷却，同时又影响启动后的恢复，延长事故处理时间。
4.2最低负荷
停炉后机组所带负荷的高低决定了锅炉蒸发量，也决定冷却汽轮机的蒸汽量。如负荷过高，将加大主蒸汽压力、温度降幅、速率。同时，这一负荷又不能过小，否则，由于鼓风摩擦损失将引起汽轮机排汽温度的升高，甚至超限。根据经验，最低负荷以额定负荷的5%为宜。
4.3汽缸各段抽汽
汽轮机各段抽汽均与下汽缸连接．低负荷运行时，各段抽汽均有一定的低温蒸汽对下缸进行冷却，增大上下缸温差。因此，在停炉前将辅汽联箱汽源切换为邻机供应，在停炉后解除高、低压加热器是很重要的。
4.4升负荷速度
升负荷速度直接影响汽轮机金属温度最终的变化情况．理论上在高温下应尽量减少低负荷运行时间，否则将引起缸温的大幅度降低。锅炉缺陷处理完毕后，只要锅炉床温能满足要求，应及时投煤，尽快带负荷，将有利于主蒸汽温度的回升。
4.5蒸汽的升温升压控制
压火恢复时．启动一次风机床料正常流化后，当床温降至400℃以下时，应停止给煤，投入风道燃烧器油枪，并且要控制外置床的流化风量。只要床温在400℃以上．立即以最小给煤量间断给煤，提高床温。这一阶段如果给煤量过大，会引起爆燃，汽温超限难以控制，甚至对汽轮机的安全造成威胁，应严格按照升温升压曲线控制蒸汽参数。
5、压火的技术措施
(1)停炉前试验机组交、直流润滑油泵、顶轴油泵、盘车装置启停正常。确认厂用电快切装置在热备用状态，风道燃烧器油枪在备用状态，柴油发电机试运正常后投入自动。
(2)经总工程师批准后退出“发电机逆功率”、“低真空”、”锅炉跳闸联跳汽轮机”�；�、“失去燃料”动作锅炉主燃料跳闸(MFT)�；�、“总风量小于25%”动作锅炉MFT�；�、“2台一次风机跳闸”动作锅炉跳闸�；�、“所有流化风机跳闸”动作锅炉跳闸�；ぁ８煌ㄐ履茉瓷鄣纳镏使约澳拘伎帕；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
(3)在锅炉给煤机停止前，尽量保持主蒸汽参数16.7 MPa、537℃，再热蒸汽温度537℃。
(4)把辅汽联箱汽源倒为邻机供应，检查机组轴封各路汽源（包括辅助汽源、冷再热蒸汽汽源和主蒸汽汽源）疏水已尽，处于热备用状态。根据机组负荷及轴封供汽压力、温度与高中压缸两侧轴端金属温度的匹配情况，选择投入相应汽源．确保轴封压力正常、机组真空正常。
(5)启动电泵逐渐带负荷与一台汽泵并列运行，停运另一台汽泵运行．安排专人对汽包水位进行调节，根据负荷情况停运另一台汽泵。
(6)将机组控制方式由协调切为手动控制，并由顺序阀切换为单阀运行。
(7)停止4条给煤线，关严外置床锥形阀，调整一次风量和送风量，使一次风量和送风量维持当前风量，当锅炉出口两侧氧质量分数升至20%．将一次风机快速减到空载，停运2台一次风机、停运高压流化风机，通知检修消除缺陷。
(8)停止高、低压加热器汽侧运行；投入低压缸喷水，控制低压缸排汽温度小于65℃：
(9)手动快速关小主机调节门，维持机前压力16 MPa，将负荷降至15 MW后投入功率回路，安排专人控制好汽温、监视各受热面壁温。
(10)将除氧器加热汽源切换至辅助蒸汽，保持较高给水温度（150℃以上）；
(11)当主蒸汽过热度小于80℃时，开启主、再热蒸汽管道疏水及本体疏水。
(12)在压火过程中如果发生下列情况之一，应立即打闸�；篴．过热、再热汽温失控或汽温10 min内下降50℃；b．高压内缸外壁上、下温差增大超过42℃；c．高中压外缸（中压进汽处）上、下温差增大超过56℃：d．机组各瓦发生异常振动：e．汽缸负胀差小于-1.5 mm;f-机组各瓦温度发生异常升高；g．轴向位移增大，超过±1.0mm;h．锅炉汽包水位失控。
6、结语
对于300 MW CFB锅炉机组，在锅炉停运机组不解列的情况下，只要机炉间的操作协调好，主蒸汽压力维持在3 MPa以上、主蒸汽温度维持在450℃以上，主蒸汽过热度大于200℃，对汽轮机的运行，锅炉各受热面的保护．电网的安全及机组的经济性都是非常有利的。在压火的运行方式下，如果锅炉故障设备在短时间内能抢修完，一方面锅炉的余热能够得到充分利用，能以较快的速度带满负荷；另一方面可减少机组的非计划停机次数．对于提高300 MWCFB锅炉机组的经济性及电网的安全性都具有重要意义。此外，还能提高300 MW CFB锅炉机组的市场竞争力，为将来大型CFB锅炉机组的发展及参与电网调峰提供技术支持。
