超高压直流锅炉的给水控制与汽温调节.pdf

he ngc 圭 ha n y = i xi a 垡 n 电力 安 全 技 术 第 1 4 卷 ( 2 0 1 2 年第 8 期 ) 超高压直流锅炉的给水控制与汽温调节 王 威 ( 华能北京热 电有限责任公司，北京 1 0 0 0 2 3 ) [ 摘要]超高压直流锅炉的运行过程可分为锅炉启动及低 负荷运行( 循环方式) 和直流运行( 本 生方式) 2 个阶段。从集控运行操作方面，对超高压直流锅炉在这2 个阶段的给水控制和汽温调节 进 行 了分析 ，指 出了应注意的事项及操作的关键点。 [ 关键词]超高压直流锅 炉；给水控制 ；汽温调节 某 公司使用的锅炉为超 高压 、W 型火焰 ，带 飞灰复燃装置的液态排渣塔式直流炉 ，附有脱硝 、 脱硫装置 。此种锅炉 以其热能转换效率高、发电供 热煤耗低、环境污染小、蓄热能力小和对电网的尖 峰负荷适应能力强等特点 ，成为首都发电、供热的 主力机组。 由于直流锅炉没有汽包 ，工质一次通过受热面 ( 即循环倍率等于 1 ) ，在省煤器、蒸发器 、过热器 之间没有固定不变的分界点，水在蒸发受热面中全 部转变为蒸汽，工质在整个行程 中的流动阻力均 由 给水泵来克服 ，其运行调节特性和汽包炉有着很大 的差别。 超高压直流锅炉的运行过程可分为锅炉启动及 低 负荷运行 ( 循环方式 ) 和直流运行 ( 本生方式 ) 2 个阶段。 每个阶段的调节方法和侧重点都有所不同。 下面从集控运行操作方面，对给水控制和汽温调节 进行分析 。 1 锅炉启动及低负荷运行阶段 不同容量的直流锅炉，其转干态直流运行的最 低负荷有所不同，一般在 2 5％～3 5％ B MC R( 锅 炉最大连续蒸发量 ) 之间。本文 中的锅炉最低负荷 为 3 5％ B MC R。 在循环方式下，其运行方式与强制循环汽包炉 是基本相 同的，汽水分离器及其水箱相 当于汽包 ， 只是两者的容积相差甚远 ，汽水分离器的水位变化 速度更快 。此时，由炉水循环泵将汽水分离器水箱 的水升压后送到省煤器入 口，并与给水共同构成锅 一 一 炉给水。 此阶段汽温的调节主要是通过控制燃烧率的大 小和调节一、二级减温水量来实现。在此阶段 ，汽 水分离器的水位控制调节阀应投 自动 ，根据锅炉水 质进行循环清洗 ，调节给水流量 ，控制汽水分离器 水位。当扰动较大时，水位会产生较大的波动 ， ． 必 要时将水位调节阀解除自 动，采用手动控制。 根据实际运行经验 ，炉水循环泵 出口调节阀一 般不投 自动 ，防止循环流量大幅变化 ，造成汽水分 离器水位变化较大。 在启动时保持一定的给水流量 ， 缓慢增加燃料量 ，保持适当的升温升压率 ，逐渐减 小炉循环泵出口流量直至出口调 门关闭。在此过程 中，汽水分离器水位调节阀也逐渐关小直至关闭， 机组即进入直流运行状态。此时，只要操作均匀缓 慢，保持省煤器人 口给水流量稳定 ，保证一级过热 器有一定的过热度 ，就能实现 自然过渡 。 1 ． 1 锅炉点火后升温升压过程中的注意事项 ( 1 )锅炉升参数 过程 中应严格按启动 曲线进 行，并严密监视金属壁温，分离器及水箱，三、四 级过热器 出口联箱的壁温差及温升 。 ( 2 )锅炉升参数过程中必须满足最小运行压力 曲线的要求。 ( 3 )锅炉启动期 间，应控制燃烧率 均匀上升 ， 主汽温度及过热度、主汽压力应满足汽机的要求 ， 避免主汽温度和主汽压力出现大幅波动。 ( 4 )升参数过程 中，应注意监控省煤器 出口水 温。当其温度接近或达到饱和温度时，应加大给水 流量防止蒸发器发生汽塞。 ( 5 )注意控制炉膛 出口烟温，防止过热器超温。 第 l 4 卷 ( 2 0 1 2 年第 8 期 ) 电 力 安 全 技 术 ( 6 )锅炉以循环方式运行时，应注意监控炉水 循环泵高低压冷却水 、炉水循环泵的出人 口压差 以 及入 口滤网的压差。炉水循环泵入 口温度应保持一 定的过冷度 ，防止压力突降时循环泵发生汽化。 ( 7 )锅炉以循环方式运行时 ，汽水分离器排放 系统疏水调整门应投 自动 ，注意监测锅炉水质。 ( 8 )锅炉过本生点时，应逐渐提高燃烧率，逐 渐减小炉循环泵 出口流量直至出 口调门关闭，关闭 压力闸阀及喷水调门，停止炉循环泵。停泵过程中 应严密监控省煤器入 口流量及分离器水位的变化。 1 ． 2 启动及低负荷阶段操作关键点 ( 1 )工质膨胀。工质膨胀产生于启动初期，水 冷壁中的水受热后初次达到饱和温度产生蒸汽的阶 段 。此时 ，蒸汽携带大量水进入分离器 ，造成分离 器水位快速升高 ，锅炉有较大的排放量。工质的具 体膨胀程 度及产生时 间与锅炉点火前的炉水压力、 炉水温度、给水温度 、 投入油枪 的数量等参数有关。 此时应注意排水 ， 注意给水流量 ， 保持燃料量稳定。 ( 2 )投退油枪 的时机及速度。投退油枪 时要及 时协调沟通 ，及时增减给水。只要能保持一定的燃 水 比就基本能维持汽温的稳定 。为保持水位稳定 ， 应避免在低水位时连续投入数支油枪 ，或者在水位 很高调节困难时连续退 出油枪。 ( 3 )并网及带负荷。并网后 ，锅炉的负荷上升 很快 ，此时应加强燃烧，及时增加给水 ，调节旁路 稳住汽压 ，避免汽压下降过大。 ( 4 )给水主旁路的规定。锅炉以循环方式运行 时给水的调节原则为 ：1 0 0％给水电动 门应关闭， 采用给水泵勺管调节配合炉循环泵出 口调 门调 节 的协调方式 ，保证省煤器人 口流量大于规定值 ，用 3 5％给水调 门控制减温水压 差在 2 ． 0～3 ． 0MP a ， 保证减温水雾化 良好 。 ( 5 )制粉系统的投人。投入煤粉后负荷会很快 上升 ，分离器水位会波动很大，此时最重要的是控 制好给煤量和一次风量 ， 避免进入炉膛 的煤粉过多。 同时，控制好负荷上升速度 ，及时控制给水 ，注意 控制汽温。 2 直流运行阶段 在负荷大于 3 5％ t 3 MC R时锅炉转入直流运行 方式 ( 本生方式 ) 。 h engc 圭 ha n y 二 i xi a 垡 n 锅炉进入直流状态 ，给水控制与汽温调节和前 一 阶段控制方式有较大的不同。此时分离器 已处于 满水状态 ，给水不再控制分离器水位，而是和燃料 一 起控制汽温，即通过控制水煤 比来控制汽温。如 果水煤比保持一定 ，则过热蒸汽温度基本能保持稳 定 ；反之，水煤 比发生变化 ，则会造成过 热汽温 波动 。在直流锅炉中，汽温调节主要通过水量和燃 料量的调整来进行 ，但在实际运行 中，考虑其他因 素对过热汽温的影响， 精确保证水煤 比是不现实的。 如燃料量的波动变化，给水量的波动变化，吹灰及 煤质发生变化等，都会影响汽温的稳定。 锅炉正 常运行 ( 本生方 式) 主汽温度 以水煤 比 作为主要调节手段，将调节过热器一 、二级减温水 作为汽温的细调手段。 对直流锅炉来说 ，过本生点以后，汽水分离器 出 口的蒸汽是微过热的，这个区域的汽温变化 ，可 以直接反映出燃料量和给水量的匹配程度 以及过热 汽温的变化趋势。在直流锅炉的汽温调节 中，通常 选取汽水分离器 出口汽温作为主汽温调节 回路 的前 馈信号，称为 中间点温度 ，依据该点温度的变化对 燃料量和给水量进行微调 。大多数直流炉给水指令 的控制逻辑是 ：给水量按照水煤比跟踪燃料量 ，并 用中间点温度 ( 对应的焓值 ) 进行修正。 对于直流锅炉 ，一定要严格控制好水煤 比和中 间点过热度 。一般来说 ， 在机组运行工况较稳定时， 只需要监视好 中间点的过热度 ，一般在 1 0℃左右 ( 本文 中研究 的锅炉是 l 0～2 5℃) 。中间点过热度 是水煤 比是否合适的反馈信号．中间点过热度变小 ， 说明水煤 比偏大 ；中间点过热度变大 ，说明水煤 比 偏小 。应在运行中注意积累经验值 。在机组 出现异 常情况 ( 如磨煤机跳闸 ) 时 ，应及时减少给水，保 持水煤 比基本恒定，防止水煤 比严重失调造成主蒸 汽温度急剧下降。总之 ，水煤 比和中间点过热度是 直流锅炉监视和调整的重要参数。 从转入直流到锅炉满负荷 ， 水煤 比因煤质变化、 燃烧效率 、炉膛及受热面积灰程度等不同而有较大 变化 ，一般在 7 ． 0～8 ． 0 ( 不考虑减温水时) 。 如果机组协调性能不好，可手动控制给水 ，控 制 中问点温度。调整中间点温度 ， 包括调节给水时 ， 要兼顾过热器减温水的用量 ，使之保持在一个合适 的范围内，以留有足够的调节余地。 当制粉系统为直 吹式时，启动给煤机 、磨煤机 一 9一 S 生产一线 h e n g C h a n y jx ja n 电 力 安 全 技 术 第 l 4 卷( 2 0 1 2 年 第 8 期) 高压断路器机械特性测试的意义及实践 贺 政 ( 庆 阳供 电公 司，甘肃 庆阳 7 4 5 0 0 0 ) 高压断路器是发电厂和变电站输、变电设备中 最重要的控制和保护设备 ，它的作用是控制和保障 电力系统 的安全运行。通过对高压断路器 的控制、 切换 ，可实现 电能的分配、传输、接通以及切断 ； 在发生故障时 ，能及早 、有效地切断 电源，控制事 故范围，避免大面积事故的发生 。高压断路器机械 特性试验由于能准确反映运行、动作工况，为状态 检修提供可靠依据 ，因此得到大力推广 。随着测试 设备、数据分析系统、判断依据的不断完善 ，其在 设备的运行维护 中起到越来越重要的作用 。 1 高压断路器机械特性测试的意义及项 目 1 ． 1 高压断路器机械特性测试的意义 国网电力科学研究院对高压开关事故的统计表 明，8 0 ％的高压断路器故障是由于机械特性不 良引 起的。同时， 随着高压断路器技术的发展 ， 本体 ( 即 电气绝缘部分 ) 故障率大幅度下降 ，故障主要集 中 在其操作机构部分 ，而操作机构的动作状况，也可 通过机械特性试验准确地得到反映。因此 ，必须制 订计划 ，定期对高压断路器进行机械特性检测 ，检 查其机械动作状况 ，也就是操作机构的完好程度。 对高压断路器及其操作机构的机械特性、动作 特 陛进行测试和数据分析 ，可对断路器的可靠性做 时很快磨制出煤粉 。考虑到机组刚启动 ，炉膛温度 相对较低， 燃烧不充分， 而且还需要一个传热过程， 这时需要人为干预给水和减温水量 ，以保证主蒸汽 参数的稳定。 当使用双进双出钢球磨时，从启动给煤机加煤 到磨制出煤粉需要 2 0 rai n左右，时间较长。同时， 停止给煤后 ，磨煤机 内仍会有 较多的存粉 ，因此， 给煤量不等于实际进入炉膛的煤量 ，根据实际运行 经验也需要人为干预给水和减温水流量。 一 一 出判断 ， 从而及早发现隐患 ， 杜绝设备事故的发生， 保 障系统安全、稳定地运行 。 1 ． 2 高压断路器机械特性测试项目 断路器特性试验分为机械特性试验和低电压试 验 。主要是通过测试反映机械特性 的分合闸时间、 分合闸不同期程度 、分合闸速度、断路器的机械参 数以及反映低电压特性的线圈动作 电压 ，检测断路 器的综合健康水平。 2 高压断路器机械特性测试的数据和要点 目前 ，电力行业内广泛采用的测试方法是使用 专用的断路器机械特性测试仪 。测试时，去掉控制 电源，断开该断路器与其他二次装置的连接，使用 自 带直流源的测试仪，串接人断路器的分、合闸回 路，由控制仪器输出直流 电压 ，操作断路器动作； 同时，将测试仪与断路器本体的信号采集装置相连 接，采集、分析数据 ，最终得出试验结果。 2 ． 1 测试数据 ( 1 )分、合闸时间，即检查断路器分、合闸所 需的时间。对于不同型号的断路器 ，其分 、合闸的 时间规定不尽相同。 ( 2 )分、合闸不同期程度，即断路器最先合上 ( 或断开) 的一相 ( 或一个断 口) 与最后合上 ( 或断开 ) 3 结束语 超高压直流锅炉的运行调节特性和汽包炉有很 大差别。直流炉蓄热能力小 ，各子系统的相互联系 更加紧密。给水 、燃烧 、汽温等系统的控制是一个 交叉联系的有机体，保持物料平衡 ，特别是水煤 比 的平衡十分重要 。只要根据参数的变化趋 势，做到 超前调节就能保持锅炉运行工况的稳定。 ( 收稿 日期 ：2 0 l 2 =0 3 - 0 9 )