1 、概述
近年來，國家電網(wǎng)火電機組主力機型基本上是600MW超臨界機組和1000MW超臨界機組，超臨界鍋爐，現(xiàn)在主流的水汽控制為鍋爐給水加氧控制，鍋爐給水加氧的目的是在鍋爐受熱面上Fe與O2通過化學反應(yīng)形成致密的氧化膜，阻止鍋爐受熱面管材進一步發(fā)生腐蝕。而這一層氧化膜，在啟動，停機過程中，由于升溫升壓速率過高，引起局部膨脹不均，較容易脫落，在管材彎管處堆積后引起堵塞，造成鍋爐管材局部超溫爆管泄露。本文介紹淺析某廠630MW直流鍋爐加氧后啟動過程中升溫升壓控制方法，給大家以借鑒。
2、鍋爐氧化皮脫落的危害
超臨界鍋爐在運行過程中，由于蒸汽側(cè)氧化皮的形成、剝落造成的危害主要有以下方面：
2.1蒸汽側(cè)或煙氣側(cè)的強制冷卻產(chǎn)生大量氧化皮脫落堆積，造成高溫受熱面短期超溫爆管。
2.2氧化皮的熱阻效應(yīng)導致金屬壁溫和氧化皮厚度不斷提高，最終造成超溫運行、組織老化和氧化皮脫落風險加劇。根據(jù)EPRI研究結(jié)果，致密氧化皮厚度每增加0.025mm，管壁溫度增加約2℃。
2.3汽輪機固體顆粒侵蝕。會損傷葉片、噴嘴和調(diào)門。鍋爐氧化皮的形成與剝落嚴重影響機組安全經(jīng)濟運行,所以研究鍋爐高溫受熱面蒸汽側(cè)氧化皮形成與剝落具有重要和深遠的現(xiàn)實意義。
3、某廠630MW直流鍋爐加氧后啟停過程中升溫升壓控制要求
本廠鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)Π型、露天布置燃燒鍋爐。鍋爐在爐前布置有二臺內(nèi)置式啟動分離器，分離器為一立式筒體，它帶有擴容器式爐水回收系統(tǒng)。根據(jù)啟動曲線，點火后控制升壓速率在0.05MPa/min-0.15MPa/min 之間，主、再汽溫升速率在1℃至1.5℃之間?？刂浦绷麇仩t升溫升壓速率從運行角度，可從三個方面進行解決問題。
3.1 鍋爐燃料量均勻增加(燃燒調(diào)整注意事項)。啟動等離子點火方式。
采用此種點火需解決的問題：
煤粉氣流著火前需從周圍介質(zhì)中吸收一定的熱量來提高煤粉氣流的溫度，將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量稱為著火熱，它包括加熱煤粉及空氣并使煤粉中水分加熱、蒸發(fā)、過熱所需的熱量，煤粉氣流的所需的著火熱和著火溫度主要影響因素為：
燃料性質(zhì)：燃料干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf越高，其著火溫度越低，因而著火熱越小。燃料的灰分和水分增大時，發(fā)熱量會降低，在爐內(nèi)還要部分熱量用于水分蒸發(fā)、過熱及灰分的加熱，導致燃料消耗量Bbur增加，著火溫度高，著火熱增大。
煤粉氣流的初溫t1：提高t1可降低著火熱，使著火位置提前。計算表明，若其他條件不變，當t1從20℃提高到300℃時，著火熱約減少60%。
一次風量和風速：增加一次風量會使著火熱增大，著火過程推遲。煤粉氣流著火有一個孕育時間，提高一次風速會使著火點后移。
煤粉濃度：隨著煤粉濃度的增加，一次風分額相應(yīng)降低，著火熱減少；煤粉受熱分解析出的揮發(fā)分相對集中在一個小容積內(nèi)，容易著火，即著火溫度也相應(yīng)降低，火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣?，著火距離縮短。
因此，在煤粉不變的情況下，提高煤粉氣流的初溫、煤粉濃度和降低一次風量有利于降低煤粉氣流著火溫度和減少著火熱。
3.1.1 鍋爐吹掃后，先投運AB層兩只油槍，總?cè)剂狭繛?-6 t/h，然后逐次投運另外兩只油槍。控制鍋爐主再熱蒸汽溫度不超限。四只油槍投運后，控制燃料量9-10t/h?？刂棋仩t風量在吹掃風量（30%風量），油槍投運后，應(yīng)檢查油槍投運正常，就地著火。適當開大油槍附近二次風門，進行助燃?？刂茽t膛二次風壓差400Pa左右，保持一定的二次風速。
3.1.2 AB層油槍投運，啟動一次風機，啟動第一臺等離子磨煤機B，采用兩只對角投粉，控制投粉出口一次風速不小于18m/s，控制給煤量10T/H.退出兩只油槍。
本廠采用的是正壓直吹式中速磨，低溫送粉，如果采用四個角同時進粉，單個一次風管的煤粉濃度較淡，送入爐膛內(nèi)燃燒時，不能穩(wěn)定燃燒，必須減小風煤比（一次風和煤粉）。這樣可以使啟動初期鍋爐燃料量不致過大，爐膛煙溫不會上升過快。但必須關(guān)注磨煤機運行情況，防止磨煤機運行振動大等異常情況發(fā)生。
3.1.3 磨煤機B總煤量增加至20 t/h，開啟第三個角風門，煤量28 t/h，開啟第四個角風門，沒開一次角風門，需要適當減小給煤量4到5 t/h。
3.1.4 磨煤機B給煤量增加至40 t/h，啟動第二臺磨煤機A，控制總煤量不增加。
3.1.5 總?cè)剂狭?0 t/h以上，啟動第三臺磨，轉(zhuǎn)干態(tài)。
3.1.6 煤量120左右，負荷300MW，投入機組協(xié)調(diào)。
3.2 給水流量的控制和給水溫度的控制。
3.2.1 鍋爐上水要求：給水溫度任何時間大于90℃，給水水質(zhì)合格，上水流量在100-200 t/h。確保鍋爐上水時，鍋爐省煤器，水冷壁各部分管壁溫度均勻上升。
3.2.2 鍋爐點火后，控制給水啟動流量在560 t/h至570 t/h之間，給水流量不得過高，否則水冷壁蒸汽量減少，給水大量排放，既造成工質(zhì)和熱量損失，又使主蒸汽流量過小，引起管壁超溫。
3.2.3給水溫度在任意時間內(nèi)不小于120℃，并可適當提高，這樣可以有效減小爐膛單位容積熱負荷，在一定的給水流量情況下，可以相應(yīng)的多產(chǎn)生蒸汽，有效的減緩主蒸汽的溫升率。啟動分離器疏水在水樣合格后，及時回收，提升除氧器溫度，進而提升給水溫度。只需保持啟動分離器疏水至大氣擴容器有較少的排放量進行排污。
3.2.4 汽機沖轉(zhuǎn)之后，高加應(yīng)及時投運，盡可能提高給水溫度。（保證高加溫升速率在允許范圍）。
3.2.5 主再熱器減溫水在點火后和負荷低于280 t/h時，禁止投運。防止鍋爐受熱面產(chǎn)生水塞。
3.2.6 鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換時，給水流量不宜過高，應(yīng)在650t/h至700 t/h之間，避免轉(zhuǎn)干態(tài)時間較遲，過熱器出口蒸汽溫度下降過多。
3.3 鍋爐主再蒸汽壓力控制（旁路控制）。
3.3.1 旁路的作用有：
3.3.1.1 穩(wěn)定汽壓，在鍋爐點火到汽機沖轉(zhuǎn)時，不合格的蒸汽不得進入汽缸，在低負荷時（低于30%負荷），可以協(xié)助穩(wěn)定鍋爐主再蒸汽壓力。
3.3.1.2回收工質(zhì)，機組啟停階段，由于蒸汽參數(shù)不合格，不能進入汽輪機做功，如果排放，則造成工質(zhì)的浪費。通過旁路，可以將參數(shù)不合格的蒸汽回收至凝器，循環(huán)利用。
3.3.2 旁路的控制要求：
3.3.2.1 點火：點火為了保持主再熱蒸汽通流量，使剝落的氧化皮可以隨著蒸汽帶走，不在受熱面彎頭處集聚。要求鍋爐點火后高低旁門開度大于20%，相應(yīng)的低旁也相應(yīng)開啟。
3.3.2.2 升溫升壓階段，主蒸汽壓力升高不大于0.15MPa,高旁、低旁開度不得開度過大，特別是低旁開度，不得過大。低旁開度如果過大，再熱汽管道內(nèi)的蒸汽壓力較低，蒸汽的比熱容較低，不能有效的冷卻再熱器，而再熱器允許在燃燒率低于10%以下，10%燃燒率以上時，如果再熱器持續(xù)壓力較低，對再熱器管屏溫升速率加快，不利于升溫升壓速率控制。
3.3.2.3 汽機沖轉(zhuǎn)，持續(xù)增加燃料量的同時，可通過旁路控制主蒸汽壓力不下降。
3.3.2.4 100MW負荷，控制低旁關(guān)閉。
3.3.2.5 180MW負荷，控制高旁關(guān)閉。
3.3.2.6 180MW以上負荷，投入鍋爐壓力控制自動，控制鍋爐主蒸汽壓力平穩(wěn)上升，根據(jù)機組啟動曲線控制。
從圖3和圖4比較，在啟動初期，高低旁開度過大，鍋爐主再蒸汽升溫升壓速率明顯加快，只有在主蒸汽和再熱蒸汽起壓之后，汽溫才趨于平穩(wěn)。
4.結(jié)論：
鍋爐啟動過程是一個復雜的過程，升溫升壓速率的控制，是保障鍋爐安全運行的重要手段，以上分析是本人對某廠超臨界鍋爐啟動過程的操作優(yōu)化的幾點經(jīng)驗建議，希望能給運行人員帶來一些幫助。
參考文獻：
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