【文章內(nèi)容簡介】 達(dá) 20%MCR。 （ 3） Bamp。W 公司在調(diào)峰機(jī)組上采取了兩個(gè)措施：減小單只助燃器的熱功率，使其在 ～ ；同時(shí)助燃器采用分隔小風(fēng)箱結(jié)構(gòu)。 另外，鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)常只有 2～ 3臺(tái)磨煤機(jī)投運(yùn)，故給煤系統(tǒng)的可靠性十分重要。近年來，有的一臺(tái)上采用兩種容量規(guī)格的磨煤機(jī)，其中小容量磨煤機(jī)在低負(fù)荷時(shí)使用。 322 鍋爐在運(yùn)行中提高低負(fù)荷燃燒穩(wěn)定性的措施 （ 1） 適當(dāng)降低一次風(fēng)率，提高煤粉濃度。 （ 2） 盡可能投運(yùn)下層燃燒器，停用上層燃燒器。 （ 3） 適當(dāng)減少煤粉細(xì)度，提高一次風(fēng)溫。 超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 16 頁 共 40 頁 （ 4） 適當(dāng)降低爐膛負(fù)壓，減少漏風(fēng)。 （ 5） 加強(qiáng)火 焰監(jiān)視，一旦出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定，要及時(shí)采取措施穩(wěn)定燃燒。 33 過熱器、再熱器系統(tǒng) 機(jī)組在變壓運(yùn)行時(shí)，過熱汽溫與再熱汽溫額定值的負(fù)荷范圍有所擴(kuò)大，但負(fù)荷低到一定程度后，汽溫仍會(huì)隨負(fù)荷降低而下降。有必要時(shí)，可以增加過熱器、再熱器的受熱面積，同時(shí)相應(yīng)增大調(diào)溫能力。 變負(fù)荷時(shí)，過熱器與再熱器受熱面金屬易超過其材料的許用溫度，故對受熱面金屬材料有更高的要求。低負(fù)荷時(shí)，流經(jīng)過熱器和再熱器的蒸汽流量偏小，而且流量分配不均勻，使個(gè)別管子因?yàn)槔鋮s能力不足超溫過熱；鍋爐低負(fù)荷時(shí)，爐內(nèi)燃燒容易偏斜，加上蒸汽流量在并聯(lián)管中分配不 均，將會(huì)造成較大熱偏差。所以，要加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整，如注意維持過量空氣系數(shù)不要過多，控制負(fù)荷變動(dòng)率，增加管壁溫度測點(diǎn)以加強(qiáng)監(jiān)視，保持運(yùn)行燃燒器的勻稱等。 34 空氣預(yù)熱器 系統(tǒng) 低負(fù)荷時(shí)，空氣預(yù)熱器容易堵灰和腐蝕，這就要求空氣預(yù)熱器在低負(fù)荷時(shí)能提供一定溫度的空氣，提高管壁溫度以防止低溫腐蝕。 341 低負(fù)荷時(shí)提高空氣溫度的方法 低負(fù)荷時(shí)提高空氣溫度的方法如下： （ 1） 空氣預(yù)熱器前的煙道或磨煤機(jī)前的風(fēng)道內(nèi)投入輔助燃料的燃燒，加熱煙氣或空氣。 （ 2） 高溫?zé)煔獠糠侄搪分量諝忸A(yù)熱器進(jìn)口處。 342 低負(fù)荷時(shí)防止空氣預(yù)熱器低 溫腐蝕的方法 低負(fù)荷時(shí)防止空氣預(yù)熱器低溫腐蝕的方法如下： （ 1） 高溫?zé)煔舛搪分量諝忸A(yù)熱器進(jìn)口。 （ 2） 空氣預(yù)熱器進(jìn)口裝置暖風(fēng)器，用輔助汽源加熱空氣。 超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 17 頁 共 40 頁 （ 3） 熱風(fēng)再循環(huán)，提高空氣預(yù)熱器的進(jìn)口風(fēng)溫。 （ 4） 加強(qiáng)對空氣預(yù)熱器的吹灰。 35 啟動(dòng) 循環(huán) 系統(tǒng) 超臨界機(jī)組啟動(dòng)系統(tǒng)在超臨界直流鍋爐中，為適應(yīng)變壓運(yùn)行的要求，隨啟動(dòng)時(shí)間長短及啟動(dòng)頻率的大小，其啟動(dòng)系統(tǒng)存在著兩 種 運(yùn)行模式：一種是帶 BCP(鍋爐循環(huán)泵 )的循環(huán)系統(tǒng)，另一種就是不帶 BCP 的循環(huán)系統(tǒng)。 351 帶 BCP的循環(huán)系統(tǒng) （ 1）帶 BCP的循環(huán)系統(tǒng)圖 帶 BCP 的啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)由大循 環(huán)回路和小循環(huán)回路組成。大循環(huán)回路由汽水分離器、分離器儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)水罐水位控制閥 (361閥 )組成。小循環(huán)回路由汽水分離器、分離器儲(chǔ)水罐、 BCP循環(huán)泵 (包括其輔助系統(tǒng) )和 360 閥組成。 BCP 循環(huán)泵的輔助系統(tǒng)包括：再循環(huán)泵的加熱系統(tǒng)、再循環(huán)泵加熱管路排水系統(tǒng)、再循環(huán)泵過冷管系統(tǒng)、再循環(huán)泵最小流量回流管路、再循環(huán)泵沖洗系統(tǒng) (包括高壓水沖洗和低壓水沖洗系統(tǒng) )、再循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng)等等。各再循環(huán)泵輔助系統(tǒng)設(shè)置的功能簡述如下：最小流量回流管路的設(shè)置是為了改善 BCP 的調(diào)節(jié)特性及防止再循環(huán)泵過熱而設(shè)置的；過冷管 系統(tǒng)的設(shè)置是為了 防止在快速降負(fù)荷時(shí)，再循環(huán)泵進(jìn)口循環(huán)水發(fā)生閃蒸；再循環(huán)泵的加熱管路設(shè)置是為了防止再循環(huán)泵受到熱沖擊；再循環(huán)泵的高壓沖洗系統(tǒng)是為了防止再循環(huán)泵馬達(dá)部分的冷卻水系統(tǒng)異常，低壓沖洗系統(tǒng)的設(shè)置是在鍋爐停止運(yùn)行進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，防止再循環(huán)泵馬達(dá)進(jìn)水；再循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng)是為了控制再循環(huán)泵馬達(dá)部分的水溫。該種啟動(dòng)系統(tǒng)的循環(huán)回路圖如 圖 34 （ 2） 帶 BCP循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 從啟動(dòng)時(shí)間看，配置高低壓汽機(jī)旁路與鍋爐循環(huán)泵是可以確保最短的啟動(dòng)時(shí)間；從鍋爐熱效率看，帶 BCP 循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)由于在啟動(dòng)時(shí)利用了高、低壓加熱器及爐內(nèi) 的熱量，因此相比較沒有 BCP 循環(huán)泵的系統(tǒng)而言，其熱效率要高。但是帶 BCP 循環(huán)泵的超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 18 頁 共 40 頁 系統(tǒng)由于輔助系統(tǒng)多，設(shè)備費(fèi)用高，增加的投資大，而且系統(tǒng)的復(fù)雜隨之也帶來了每年必需的高額檢查維修費(fèi)用。 352 不帶 BCP的循環(huán)系統(tǒng) （ 1） 該種啟動(dòng)系統(tǒng)的循環(huán)回路圖如 圖 35 不帶 BCP 的啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)由汽水分離器、分離器儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)水罐水位控制閥 (361 閥 )組成。與帶 BCP 的循環(huán)系統(tǒng)相比就是不包括 BCP 泵、 360閥及其 BCP 的輔助系統(tǒng)部分。 圖 34 帶 BCP 的循環(huán)系統(tǒng)回路圖 超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 19 頁 共 40 頁 （ 2） 不帶 BCP循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 不帶 BCP 循環(huán)泵的 啟動(dòng)系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)為：系統(tǒng)構(gòu)成簡單，運(yùn)行安全、可靠，并能節(jié)約大量投資。 缺點(diǎn)就是：單從啟動(dòng)時(shí)間看，配置高低壓汽機(jī)旁路與不帶鍋爐循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)，其啟動(dòng)時(shí)間相對于帶 BCP 循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)來說要長一些；從鍋爐熱效率看，不帶 BCP 循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)由于在啟動(dòng)時(shí)高、低壓加熱器及爐內(nèi)的熱量，要通過冷凝器來冷卻，在啟停時(shí)熱量有一定的損失，因此相比較帶 BCP 循環(huán)泵的系統(tǒng)而言，其熱效率要低些。 圖 35 不帶 BCP 的循環(huán)系統(tǒng)回路圖 超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 20 頁 共 40 頁 353 兩種啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟(jì)比較 選定鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，必須先考慮機(jī)組是帶基本負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)為主還是 以其它方式 運(yùn)轉(zhuǎn)為主以及選用的燃燒 設(shè)備情況后再確定最適宜該鍋爐島的啟動(dòng)系統(tǒng)。而在當(dāng)前我國電力發(fā)展及運(yùn)行的實(shí)際情況看，大型的超臨界直流鍋爐在我國還處于起步、發(fā)展階段，從國外優(yōu)良的運(yùn)行業(yè)績和較高的鍋爐效率來看，大型超臨界直流鍋爐的變壓運(yùn)行特點(diǎn)適合我國電力技術(shù)發(fā)展的要求，能參與調(diào)峰，并在運(yùn)行初期，鍋爐的啟動(dòng)和停爐次數(shù)較少，熱量的損失也就相對有限。而啟動(dòng)時(shí)間的長短也并非完全由啟動(dòng)方式確定，事實(shí)上，燃煤爐的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間與燃料系統(tǒng)磨煤機(jī)的選型有很大的關(guān)系。一般情況下磨煤機(jī)啟動(dòng)前的熱機(jī)時(shí)間非常長。鍋爐的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間可以說受磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)間的限制，而與配置高 低壓汽機(jī)旁路或鍋爐循環(huán)泵并沒有很大的關(guān)系。 帶與不帶 BCP 的啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)，在國外成熟的市場中，根據(jù)運(yùn)行情況兩種啟動(dòng)方式都采用過，從我國目前的情況分析來看，在現(xiàn)階段不帶 BCP 的啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)較為適合中國的電力發(fā)展技術(shù)的要求，并具有較高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及一次能源的受限，電力需求又增大，眼前的電力格局將被打破，此時(shí)將考慮啟動(dòng)時(shí)間的縮短和熱量損失問題與增加 BCP 循環(huán)系統(tǒng)所帶來的設(shè)備投資及運(yùn)行維修費(fèi)用進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)性比較后，再?zèng)Q定是否需要設(shè)置鍋爐循環(huán)泵。 超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 21 頁 共 40 頁 第 四 章 機(jī)組 變壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 分析 41 理論經(jīng)濟(jì)性分析 從熱力循環(huán)的理論角度考慮，機(jī)組在變壓運(yùn)行時(shí)，一方面進(jìn)汽閥的節(jié)流損失降低，漏汽損失也減少，高壓缸的效率有所增加，高壓缸的排汽溫度增高使機(jī)組更容易達(dá)到其設(shè)計(jì)的再熱蒸汽溫度，機(jī)組的汽動(dòng)給水泵耗功也會(huì)因鍋爐的給水壓力降低而降低，小機(jī)耗汽量減少使得機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性得以提高；另一 方 面由于汽輪機(jī)高壓缸的焓降減少循環(huán)熱效率要減少，而機(jī)組的絕對內(nèi)效率就是相對內(nèi)效率和循環(huán)熱效率的乘積，所以機(jī)組變壓運(yùn)行的負(fù)荷范圍和參數(shù)選擇必須綜合考慮這兩個(gè)方面的因素，分析比較相對內(nèi)效率的增加幅度和循環(huán)熱效率的下降幅度 ，才能尋找出合理的滑壓運(yùn)行和定壓運(yùn)行點(diǎn) 。 針對這個(gè)問題有關(guān)專家的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明，在遠(yuǎn)離額定負(fù)荷時(shí)運(yùn)用變壓比定壓經(jīng)濟(jì)，而在接近額定負(fù)荷時(shí)認(rèn)為定壓為好。具體取決于熱力循環(huán)的初壓、調(diào)節(jié)級(jí)的計(jì)算焓降、調(diào)節(jié)級(jí)速度比的選取以及其他，因?yàn)?，這些參數(shù)可以確定某一臨界 負(fù)荷，機(jī)組低于該負(fù)荷時(shí)宜采用變壓運(yùn)行、 高于該負(fù)荷時(shí)應(yīng)用定壓運(yùn)行方式。從經(jīng)濟(jì)角度看 ， 定 滑 定的 復(fù)合變壓運(yùn)行方式較為合理。 42 實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析 現(xiàn)代超臨界機(jī)組采用復(fù)合變壓運(yùn)行的方式，即在高負(fù)荷時(shí)保持額定的蒸汽壓力，在低負(fù)荷時(shí)保持最低允許的供汽壓力，在中間 負(fù)荷時(shí)采用變壓運(yùn)行。也即在高負(fù)荷及低負(fù)荷區(qū)，負(fù)荷調(diào)節(jié)采用改變汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開度的方式，而蒸汽壓力保持不變；在中間負(fù)荷范圍，采用變壓運(yùn)行，用改變鍋爐主蒸汽壓力的方式調(diào)節(jié)負(fù)荷。例如石洞口二廠的 600 MW 機(jī)組，在 85％負(fù)荷以上，采用定壓運(yùn)行，保持汽輪機(jī)進(jìn)口汽壓為 MPa；在 85％到 37％負(fù)荷，采用變壓運(yùn)行，蒸汽壓力隨負(fù)荷降低而降低，汽輪機(jī)進(jìn)口汽壓由 MPa 降低到 MPa；在 37％負(fù)荷以下，再采用定壓運(yùn)行，保持汽輪機(jī)的進(jìn)口汽壓為 MPa。這種復(fù)合變壓運(yùn)行方式可使機(jī)超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 22 頁 共 40 頁 組在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)保持額 定壓力，具有最佳的循環(huán)效率和良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能；在中間負(fù)荷，采用變壓運(yùn)行，使汽輪機(jī)通流部分的容積流量基本不變，保持較高的內(nèi)效率，并使汽輪機(jī)高壓缸的蒸汽溫度保持穩(wěn)定，因而熱應(yīng)力較小，具有快速變負(fù)荷的能力；在低負(fù)荷時(shí)定壓運(yùn)行可防止壓力過低出現(xiàn)流動(dòng)不穩(wěn)定等問題，因而具有最佳的綜合性能。 通過對華能德州電廠的 660 MW 機(jī)組定滑壓運(yùn)行數(shù)據(jù)分析， 得到以下結(jié)論： （ 1） 確定在現(xiàn)有調(diào)節(jié)系統(tǒng)的情況下，機(jī)組經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式應(yīng)按照定 滑 定的運(yùn)行曲線運(yùn)行，即在額定負(fù)荷下采用定壓運(yùn)行方式，在 90%額定負(fù)荷和 50%額定負(fù)荷之間運(yùn)行 時(shí)按照綜合得出的滑壓曲線運(yùn)行，低于 50%額定負(fù)荷時(shí)采用定壓運(yùn)行，以使機(jī)組獲得較高的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 。 （ 2） 機(jī)組在部分負(fù)荷下 變 壓運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)高壓缸效率較高給水泵功耗降低， 變 壓運(yùn)行的綜合經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于定壓運(yùn)行。 （ 3） 對于一般的大型汽輪發(fā)電機(jī)組來說，部分負(fù)荷時(shí)采用 變 壓運(yùn)行方式不僅能夠提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)參與機(jī)組調(diào)峰的靈活性同時(shí)，使汽輪機(jī)組的安全性也有所提高，使機(jī)組在改變負(fù)荷時(shí)部件所受的熱應(yīng)力沖擊較小，降低了設(shè)備的壽命損耗 。 （ 4） 變 壓運(yùn)行時(shí)過熱器減溫水量一般足夠，但再熱器減溫水取自給水泵中間抽頭，而 變 壓帶部分負(fù)荷運(yùn) 行時(shí)給水泵中間抽頭出水壓力降低，而再熱蒸汽的壓力與滿負(fù)荷的壓力相差不多，因此有可能造成再熱器事故噴水減溫器失效，所以機(jī)組 變 壓運(yùn)行時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。 超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 23 頁 共 40 頁 第 五 章 現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行中存在的問題及措施 鄒縣電廠 1000MW 超 超臨界機(jī)組鍋爐為 DG3000/Ⅱ 1 型高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、運(yùn)轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu) Π 型鍋爐。設(shè)計(jì)煤種，校核煤種為兗礦煤和濟(jì)北煤礦的混 合 煤。 51 運(yùn)行存在的重要問題：結(jié)焦 （ 1）結(jié)焦情況 鄒縣電廠 1000MW 超超臨界 7 號(hào)鍋爐在 07 年 7 月 21 日 1:02發(fā)生掉大焦現(xiàn)象，造成渣斗第 3 個(gè)事故放渣門被鼓壞，鍋爐水封失去。 07 年 7 月 30 日 6:30，掉大焦造成 7 號(hào)鍋爐事故放渣門泄漏。 7 月份夜間降負(fù)荷后經(jīng)常能夠聽到 7 號(hào)鍋爐爐膛有掉焦的聲音。 1000MW 超超臨界 8 號(hào)鍋爐在 168 小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)行期間，也曾經(jīng)發(fā)生過掉大焦造成集控室發(fā)生明顯振動(dòng)的現(xiàn)象。 （ 2） 原因分析 7 號(hào)鍋爐在設(shè)計(jì)值時(shí)考慮了設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的結(jié)焦傾向，設(shè)計(jì)的容積熱負(fù)荷，斷面熱負(fù)荷和燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷均取用了煙煤鍋爐的低限，可以有效減輕鍋爐結(jié)焦。但是值得注意的是分 割屏過熱器入口煙溫，其設(shè)計(jì)值為 1373℃，而設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的軟化溫度分別為 1350℃和 1290℃，顯然分割屏過熱器入口煙溫高于軟化溫度，這很可能造成分割屏過熱器下部的結(jié)焦。 7 號(hào)鍋爐從 2022 年 12 月投產(chǎn)以來，一直沒有發(fā)生明顯的結(jié)焦現(xiàn)象。運(yùn)行半年以后出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，應(yīng)該與水冷壁粘污有一定關(guān)系，水冷壁粘污能減弱水冷壁的傳熱能力，減少水冷壁的吸熱量，造成進(jìn)入分割屏過熱器的煙氣溫度上升，發(fā)生結(jié)焦。 鍋爐掉焦一般發(fā)生在前夜降負(fù)荷后，這說明結(jié)焦發(fā)生在白天高負(fù)荷條件下，此時(shí)爐膛煙溫較高易于發(fā)生結(jié)焦，當(dāng)前夜 降負(fù)荷后，爐膛溫度下降，焦塊冷卻收縮，破碎脫落發(fā)生掉焦。根據(jù)以上分析，可以得出以下結(jié)論：鍋爐結(jié)焦發(fā)生在分割屏過熱器下部，是由于進(jìn)入分割屏過熱器的煙氣溫度高于灰的軟化溫度引起的。 超超臨界直流鍋爐變壓運(yùn)行特性分析 第 24 頁 共 40 頁 52 防止結(jié)焦的對策 （ 1） 有停爐機(jī)會(huì)應(yīng)檢查爐膛水冷壁和屏式過熱器粘污程度，進(jìn)一步確認(rèn)鍋爐結(jié)焦部位。停爐后應(yīng)徹底清理爐膛結(jié)焦。 （ 2） 化驗(yàn)鍋爐燃煤的灰成分和灰熔點(diǎn)，如果灰熔點(diǎn)偏低，應(yīng)考慮以后摻燒高灰熔點(diǎn)的煤。 （ 3） 加強(qiáng)爐膛吹灰。水冷壁吹灰能保持水冷壁清潔，強(qiáng)化爐膛吸熱，降低進(jìn)入鍋爐分割屏過熱器的煙氣溫