350MW超临界循环流化床停炉不停机探索与应用

350MW超临界循环流化床停炉不停机探索与应用

(广州粤能电力科技开发有限公司广东省广州市510080)

摘要:循环流化床锅炉因蓄热量大,锅炉BT/MTF后,汽机联跳容易造成锅炉超压、安全门动作、大面积爆管等事故。锅炉跳闸后,针对超临界循环流化床的特点,通过适当的操作和调整,避免停机,为消缺及再次启动赢得时间,并节约启动成本,避免非停造成的考核。

关键词:超临界;循环流化床;停炉不停机;BT/MFT;

ExplorationandApplicationof350MWSupercriticalcirculatingFluidizedbedUnitstillrunningwhenBoilerisoutofService

FanHongfei

(GuangzhouYuenengPowerTechnologyDevelopmentCo.,Ltd.GuangzhouCity,GuangdongProvince510080)

Abstract:Becauseofthelargeheatstoragecapacityofcirculatingfluidizedbedboiler,aftertheboilerBT/MTF,theboileroverpressure,thesafetyvalvemovementandthelargeareatubeburstareeasytobecausedbythesteamturbinejointjump.Inviewofthecharacteristicsofsupercriticalcirculatingfluidizedbedafterboilertripping,throughproperoperationandadjustment,theshutdownisavoided,thetimeisgainedforeliminatingthedeficiencyandstartingupagain,andthestartingcostissavedandtheexaminationcausedbynon-stopisavoided.

Keywords:Supercritical;CFB;UnitstillrunningwhenBoilerisoutofService;BT/MFT

引言

循环流化床因具有烧劣质煤、低成本炉内脱硫、低NOx、燃烧稳定等优点,自上世纪70年代发明以来经过短短40多年的飞速发展,发电总量已过亿千瓦,占燃煤发电总量的10%以上。我国自主研制的第二代超临界350MWCFB机组已相续投入10多台,进入全面蓬勃发展的新阶段。但锅炉跳闸是火电厂易发事故,而且原因都比较平常,一般可以很快消除,对于300MW以上的大型机组而言,一般发生锅炉跳闸就联跳汽机。一方面锅炉余热得不到充分利用,另一方面大型机组重启的成本太高,恢复到跳闸前状态的时间也较长,再者,跳机对整个电网的安全运行影响较大,电网对机组非停考核较严。机组运行中锅炉因MFT(BT)停炉后,在保证汽轮机安全的前提下,根据循环流化床锅炉蓄热量大的特点,汽轮机利用锅炉停运后的余汽维持低负荷运转,保持发电机不从电网解列,故障处理完毕后,锅炉重新快速启动,在较短的时间内恢复电力生产。

1设备概述:

广东国粤韶关综合利用发电新建项目本期工程锅炉为上海电气集团公司制造的2×350MWCFB直流锅炉,超临界变压运行、循环流化床燃烧方式、单炉膛、单布风板、一次中间再热、平衡通风、汽冷式旋风分离器、露天布置、固态排渣、滚筒式冷渣器、全钢架结构。最大连续蒸发量1164t/h,过热器出口蒸汽参数25.4MPa(g)/571℃,再热器出口蒸汽参数5.109MPa(g)/569℃。

每台炉配置前墙6条、后墙2条给煤线。50%容量的一次风机、二次风机、引风机各2台,一次风机、二次风机、均采用变频器调节双吸双支承离心风机,引风机采用双级动叶可调轴流风机。每台锅炉配置3×50%容量的多级离心式流化风机,2台运行,1台备用。一台炉配一台四分仓回转式空预器。每台机组配1台100%容量的汽动给水泵+1台30%容量电动调速给水泵。

2停炉不停机前的准备:

针对停炉不停机,主要进行以下的准备工作:

(1)对以下逻辑进行改变:1)改变汽泵逻辑:锅炉MFT、BT后,汽泵不跳,小机汽源由四抽切至冷再;2)改变电泵联启逻辑:电泵开门投备用,当汽泵跳闸后,电泵自动启,勺管自动投自动,并自动跟踪最小给水流量;3)锅炉跳闸后,汽机自动切至汽机跟随压力模式;4)解除锅炉BT、MFT联跳汽机逻辑及硬线;5)根据实际最低投煤温度情况,改变锅炉投煤允许及跳闸逻辑中的相关定值;6)增加省煤器再循环门逻辑:自动开:联锁投入,锅炉有点火记忆且给水流量小于15t/h,自动关:联锁投入,给水流量大于30t/h。

(2)进行入炉煤煤质化验,根据煤质情况,逐步探索最低投煤温度;

(3)向锅炉厂家了解锅炉跳闸后最小、最大给水流量,再根据现场实际情况进行验证,根据壁温情况,观察实际水动力状况;

(4)运行方式的改变:1)正常运行时,四抽与冷再同时向小机供汽2)汽泵运行时,电泵开门投备用;3)省煤器再循环门投联锁;4)燃油系统进行循环备用;

(5)对运行人员进行培训:对停炉不停机各项措施进行交底,并对各项事故处理措施进行培训;

3停炉不停机的具体操作措施

锅炉MFT/BT后,主要进行以下操作:1)当锅炉跳闸后,汽机功率控制自动变为压力跟随模式,跟随压力自动调节功率;2)切换小机汽源至冷再运行,同时暖辅汽至小机供汽管路;3)根据过热度变化趋势,逐步减少给水流量至最小流量300T/H,全程尽量保持干态运行,以减少压力、汽温大幅度波动;4)全关减温水调门;5)停运所有冷渣器;6)锅炉MFT、BT后,逐步减少二次风量至最小值,根据床温下降速率,逐步减少一次风量至流化风量以上;7)降负荷过程中,实时将轴封供气切换为供气压力较稳定的冷再供气;8)锅炉跳闸后,根据消缺及机组运行情况,及时切换厂用电,避免厂用电失电;9)锅炉BT后,排除故障,启动风组吹扫,氧量回升后,根据床温情况投油、投煤,恢复锅炉运行。

4停炉不停机的探索

韶关市粤华电厂1号机组,在机组调试试运行期间,分别在锅炉BT、MFT及给水全停工况时,对停炉不停机进行了实际探索与应用:

(1)锅炉BT工况:机组负荷350MW运行时,一次风机故障跳闸,锅炉BT,主要进行了以下操作:1)锅炉BT后,检查功率控制自动切换为压力跟随模式,主汽压力缓慢向下滑行,机组未出现超压运行;2)锅炉BT后,减温水调门迅速全关,主汽温由570℃缓慢下降至550℃,满足机组安全运行需要;3)检查小机汽源自动切换至冷再运行,汽源压力稳定;4)根据过热度变化趋势,手动调节给水流量,给水流量在最小流量以上,过热度全程在7℃以上,一直保持干态运行,压力、汽温均未大幅度波动,金属壁温均缓慢下降;5)故障排除后,迅速启动送、引风机进行炉膛吹扫,重新启动一次风机并调节一次风量风量至流化风量以上,床温680℃左右时,脉动试给煤,着火后,缓慢投煤增加床温至780℃以上,根据过热度趋势调整给水流量,主汽压力缓慢回升,恢复正常运行。本次前后共23分钟,负荷最低波动到50MW,主再汽温最大下降25℃。

(2)锅炉MFT工况:机组负荷210MW运行时,炉膛压力高高,锅炉MFT,主要进行了以下操作:1)检查机组功率控制自动切换为压力跟随,主汽压力缓慢向下滑行,机组未出现超压运行;2)锅炉BT后,减温水调门迅速全关,主汽温由550℃缓慢下降至530℃,满足机组安全运行需要;3)检查小机汽源自动切换至冷再运行,汽源压力稳定;4)根据过热度变化趋势,手动调节给水流量,给水流量在最小流量以上,过热度全程在5℃以上,一直保持干态运行,压力、汽温均未大幅度波动,金属壁温均缓慢下降;5)氧量回升后,逐步收小二次风门,并减少二次风量至最小值;6)故障排除后,床温580℃左右时,投床下4支油枪助燃,并脉动试给煤,着火后,缓慢投煤增加床温至780℃以上,根据过热度趋势调整给水流量,主汽压力缓慢回升,恢复正常运行。本次前后共21分钟,负荷最低波动到30MW,主再热汽温最大下降21℃左右。

(3)给水全停工况:机组负荷300MW,汽动给水泵故障跳闸,给水泵全停,锅炉BT。主要进行了以下操作:1)迅速打开省煤器再循环门,确保水冷壁不干烧,锅炉恢复上水后,再关闭省煤器再循环门;2)电泵处于开门备用状态,自动联启,迅速增加勺管开度,提升给水流量至最小流量以上,再根据过热度及水冷壁壁温变化趋势进行调节;3)手动快速降负荷,同时保证锅炉不超压,水冷壁不超温,给水恢复后,根据燃烧情况及过热度变化趋势调节给水流量;4)给水稳定后,启动风组,进行吹扫,床温680℃左右时,投煤恢复机组正常运行。给水全停工况为较危险工况,该工况发生后,主汽压力下降较快,因循环流化床锅炉蓄热较大,锅炉断水容易造成水冷壁过热爆管,所以应先保证锅炉安全,迅速恢复上水,再逐步恢复正常运行。

5停炉不停机的注意事项

(1)若是因汽泵故障而引起锅炉BT,应首先保护锅炉安全,防止水冷壁干烧过热,需马上打开省煤器再循环阀,缓慢向水冷壁底部上水,同时启动电泵,打开电泵出口门,提升勺管出力至最小流量以上;

(2)锅炉MFT后,应先进行吹扫,等氧量回升后,再降低风量,根据情况停风机;

(3)锅炉BT后,应将高压流化风机持续运行2h以上,防止回料器堵灰;

(4)故障排除后,启动风机应先进行吹扫5min以上,再启动一次风机进行流化,当床温低于580℃时,建议根据煤质情况先投油枪助燃,再试投煤,确认煤着火后再连续给煤;当床温大于650℃时,可直接投煤运行。控制床温升率不大于5℃/min;

(5)在停炉不停机过程中,应严格监视主、再热汽温变化率,当10min内温降≧50℃时,应立即将汽轮机打闸,防止汽轮机进冷汽。同时监视汽机上下、内外壁温差,胀差、振动等运行参数,达到限制时应马上停机;

(6)在停炉不停机降负荷过程中,应实时将轴封供气切换为供气压力较稳定的冷再供气,同时注意真空度。

(7)在停炉不停机降负荷过程中,尽早切换厂用电,避免厂用电失电。

6总结

通过在韶关市粤华电厂对停炉不停机的多次的实际探索与应用,当锅炉发生BT/MFT和给水泵全停等多种工况时,在修改相关逻辑等充分的准备的基础上,针对超临界循环流化床锅炉和不同工况的特点,及时正确的调整机组负荷、压力、给水流量、风量等主要参数,实现了停炉不停机,并确保了机组设备的安全,为消缺和锅炉再次快速启动赢得宝贵的时间,避免了非停考核,利用余汽发电,实现了节能,提高了经济性。也为电力同行们提供参考意见。

参考文献:

[1]王志岩.火力发电厂停炉不停机运行操作技术措施分析[J].科学与财富,2016(9)

[2]陆春美,程世庆,王永征等。循环流化床锅炉设备与运行(第二版)[M].中国电力出版社,2014

[3]杨广秀。压火与热态启动在循环流化床锅炉中的应用[J],科技资讯2015,(07):66、67

[4]王涛,赵斌,杨磊,王会权等.330MW大型循环流化床锅炉停炉不停机控制关键点分析[J].节能:2015,(07):76-78

[5]杨建华,循环流化床锅炉设备及运行(第三版)[M],中国电力出版社,2014

作者简介:

樊红飞,出生年月:1983年2月23日,男,汉,河南省上蔡县,学士,工程师,目前主要从事的工作:火电、燃机锅炉专业调试、试验。

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