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600MW “W”型火焰锅炉安全经济启动.doc

600MW “W”型火焰锅炉安全经济启动

bobli
2011-01-12 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《600MW “W”型火焰锅炉安全经济启动doc》,可适用于工程科技领域

MW“W”型火焰锅炉安全经济启动武旭升范焕霞(大唐阳城发电有限责任公司山西晋城)MW"W"flameboilersafetyandeconomicstartWuXusheng(DatangYangChengpowergenerationCo,Ltd,JinChengcity,ShanXi)Abstract:Toaddressthepoorqualityoffireandburnanthraciteproblem,"W"gradeflameboilerusesdualairfurnaceinsulationmeasuressuchasarch,butthesametypeofboilerdomesticoperationsduringstartupstartwidespreadfuelconsumptionlarge,steamtemperatureisdifficulttoadjust,screentoowalltemperatureandsoonTosolvetheaboveproblemsaremostlythesametypeunitwithputtinginalotlesswarmwater,reducingthesecondaryairflow,buttheresultsareverysatisfactoryThisarticlehighlightsthelimitedliabilitycompanyDatangYangchengPoweroptimizedstartoperationswitharaketoremovetheignitionpin,ejectortechnicaltransformationandothermeasures,thestartfuelconsumptionincreasedfromtonstotons,andthescreenovertheNostarttemperaturephenomenaKeywords:"W"typeflame,overtemperature,fuelefficient摘要:为了解决劣质无烟煤的着火及燃尽问题“W”型火焰锅炉采用了分级送风的双拱绝热炉膛等措施但目前国内运行的同类型锅炉在启动过程中普遍存在着启动用油量大汽温难以调节、屏过管壁超温等问题。为解决以上问题国内同类型机组大多采用投入大量减温水、减小二次风量但效果均不太理想。本文着重介绍了大唐阳城发电有限责任公司采用优化启动操作、去除卫燃带耙钉、油枪技改等措施后启动用油量由原来的吨降至吨左右且屏过在启动中无超温现象。关键词:“W”型火焰超温节油引言大唐阳城发电有限责任公司安装有两台国产th“W”型火焰锅炉由东方锅炉厂引进美国福斯特​惠勒公司技术设计制造型号为DGII。该锅炉在低挥发份无烟煤着火及燃尽方面有较大的突破但同类型锅炉在启动过程中均存在着用油量大、屏过管壁超温等问题。为解决以上问题该公司在启动过程中采取了多种手段取得了良好效果。燃烧系统设计特点煤质特性该锅炉设计煤种为晋东南无烟煤特点为挥发份低煤质硬哈氏可磨系数为为目前国内极难研磨、极难着火及燃烬的无烟煤之一其特性见表。表设计煤质特性TableDesigncharacteristicscoal工业分析(空气干燥基)元素分析(收到基)低位发热量可磨系数灰份Aar水份Mad挥发份Vdaf碳Car氢Har氧Oar氮Nar全硫St,arQnet,arkJkgHGI制粉系统本锅炉采用双进双出、冷一次风正压直吹式制粉系统。由于煤质较硬设计有台目前世界上最大的筒式钢球磨煤机型号为BBD。磨煤机两端分离器有调节叶片调节煤粉细度。燃烧器及其配风方式该锅炉共布置有只双旋风筒浓淡分离式燃烧器。该燃烧器采用分级配风调节每个燃烧器对应一个配风调节单元(共个单元)每一单元内布置个二次风道及挡板其中A、B、C挡板控制拱上部份的二次风量D、E、F挡板控制拱下部份的二次风量。燃烧器结构及其配风状况如图一所示。炉膛及燃烧室锅炉分为上、下炉膛两部分为了提高着火区和燃烧区的温度在下炉膛拱部、前后垂直墙、翼墙、侧墙等部位原设计有卫燃带但鉴于已运行的同类型锅炉排烟温度较高在施工过程中炉膛有m的区域未敷设卫燃带。壁温测点的布置该炉在低温过热器、全大屏过热器、高温过热器、高温再热器出口处均布置有管壁温度测点其中低过及屏过壁温报警值为℃高过及高再壁温报警值为℃。启动中经常出现超温部位为全大屏过热器该炉沿炉宽布置有片全大屏过热器在每管屏从炉前往炉后数第、、、根管子上分别布置有壁温测点。主再热汽温度调节方式主蒸汽温度的控制主要通过喷水减水来实现。该炉设计有两级喷水减温器一级减温器布置在低过出口集箱至全大屏进口集箱的连接管上在运行中作汽温的粗调节是过热汽温的主要调节手段。二级减温器布置在全大屏过热器出口用来调节高温过热器出口蒸汽温度在运行中作汽温的微调节。再热汽温调节主要采用挡板调温方式在尾部低温过热器和低温再热器下面布置有烟气调节挡板通过挡板的开度比例来调节流经再热器侧和过热器侧烟温的烟气量达到调节再热汽温的目的。另外在再热蒸汽的进口管道上设计有事故喷水减温装置用于紧急状态下控制再热汽温。点火装置每个燃烧器喷嘴配一支油枪油枪采用机械雾化支油枪设计总容量为BMCR单只油枪出力为kghC挡板为油枪供风。启动过程中暴露的问题机组冷态启动用油量大该炉自投产以来冷态启动用油量一直居高不下最高时达到吨普遍在吨左右。造成用油量大的主要原因为无烟煤本身着火和燃尽都比较困难为保证煤粉充分引燃启动过程中投油量比较大启动后期撤油枪速度也较慢。启动中屏过超温问题自投产以来该炉冷态启动时经常发生屏过超温现象严重威胁受热面的安全运行制约着机组启动速度。发生超温的主要阶段为启磨投粉过程中主要原因为热负荷与蒸汽流量间的不平衡另外炉内火焰中心高火焰行程长也是造成超温的另一个关键因素。启动中主再热汽温波动较大由于炉内燃烧室卫燃带敷设过多等原因导致启动中蒸汽压力和温度严重不匹配造成汽温对减温水依赖过大难以调节波动较大延误时间耗费燃油。运行操作优化及安全经济性分析临炉加热的投运该锅炉设计有临炉加热系统在点火前将辅汽接至下降管底部加热炉水可使炉水和金属壁温均匀上升减少汽包壁温差缩短启动时间节省启动用油。由于水冷壁管及下降管振动问题该系统一直未投运。经过深入分析确定该加热系统运行时水流方向与正常运行时的水循环流动方向相反。因此投入炉底加热系统前必须确保汽包内炉水淹没汽水分离器出口使炉水能通过旋风分离器进入汽包夹层与水冷壁上升管连通。该系统投运后可将汽包壁温加热到℃左右炉膛温度加热到℃左右改善了点火条件每次启动可节油~吨。加大二次风量保证油枪供风充足为防止启动投粉时管壁超温以前在点火时将二次风量都控制的比较小在ms之间这样造成点火时油枪供风量不足燃烧不完全炉内火焰发黄发黑行程较短烟囱中明显冒出大量黑烟。通过分析针对燃油的特点必须在着火初期供给充足将二次风量增加至~ms之间此时炉内火焰发亮刚性增强行程增长火核温度达到~℃之间烟囱中无黑烟冒出在减小损失的同时提高了炉膛温度为启动投粉创造了良好的条件。采取有效手段控制好主再热汽温启动过程中主再热汽温应满足汽机的要求且避免大幅波动否则直接影响汽轮机的安全启动另外如无有力的调整方法将会拖延启动时间耗费启动用油。通常用来调整汽温主要有减温水量、二次风量、油枪数量、蒸汽流量等手段。通过总结发现单一依靠某一种手段来调整汽温是不可取的例如通过减温水量调整汽温理论上是可以的但实际上(下图为减温水量与主汽温度间变化关系曲线)若单一采用减温水量来调节由于操作难度较大极易造成汽温大幅波动。针对我厂锅炉和煤质我们采用各种手段相结合的方法来调整汽温当在使用各种手段时应有主次之分。()冷态启动冲转前主要通过油枪数量来调整汽温一般油枪数量为~支左右当汽温过高时减少油枪当汽温降低时增加油枪。()减温水量调整汽温效果直接但减温水量调整汽温操作难度较大极易造成汽温波动一般将减温水量调整至~th且一般不要频繁调整。()蒸汽流量(旁路开度)的变化影响汽温变化但蒸汽流量只作为次要的手段使用。另外当出现调整旁路开度、开关疏水门、汽机暖阀冲转等重大影响蒸汽流量变化的操作时会导致汽温发生波动故此时应先做好联系做到预控减小汽温波动范围。()给水压力直接影响到减温水量从而导致汽温波动。当汽包水位发生变化时运行人员需要调整给水泵转速来响应这时会造成减温水母管压力的变化最终会造成汽温的波动。所以在调整汽包水位过程中应尽量保证减温水母管压力平稳另外操作时做好联系与预控工作及时调整减温水调门开度保证减温水量尽量稳定。选择好投粉的合适时机投粉时机的选择主要考虑煤粉气流着火燃尽问题另外对于“W”型火焰锅炉还应考虑到局部热负荷过高导致屏过管壁温度超限、主再热汽温波动等问题。通过多次分析对比投粉时炉内燃烧状况经验参数应达到以下状态:油枪约支左右二次风量~ms蒸汽流量~th。()投粉前油枪的火核温度实测值达到~℃周围烟气温度达到℃左右超过晋东南煤粉气流着火温度℃(理论值)煤粉气流着火问题得到解决。()在启磨前沿炉宽均匀投运约支油枪此时炉内火焰发亮负压平稳炉膛火焰充满度良好图三为该状态下屏过各看火孔温度分布曲线由曲线可见此时屏过处烟温达到~℃且沿炉宽温度分布较为均匀另外高再前烟温也达到~℃煤粉燃尽问题得以解决。()投粉前蒸汽流量应达到~th之间满足投粉初期受热面冷却流量。另外屏过壁温最高未超过℃避免了启磨后屏过壁温报警(℃报警)。优化各台磨煤机启动操作磨煤机的启动操作技巧直接影响锅炉的安全各台磨煤机的启动衔接是否合理娴熟影响到启动的经济性。通过不断分析总结在启磨煤机时应注意以下几点:()在锅炉停运前应做好计划安排将不参与检修的磨煤机原煤仓走空但筒体煤粉不得走空。在启动时应先启动该磨煤机一方面筒内又煤粉可以直接接带负荷另一方面联系上煤时给该原煤仓上优质煤锅炉燃烧安全性和经济性均会有所改善。()为节省启动时间降低启动用油在汽机定速后应启动一次风机逐渐开始暖各台磨煤机。()启动磨煤机时可选择四个或六个运行但最好选择六个火嘴运行因为此时炉内热负荷较为均匀另外在同等出力情况下六个火嘴运行工况下每个火嘴出粉量较小容易着火和燃尽。()磨煤机启动后调整F挡板开度在左右即可尽量使火焰中心下移改善屏过管壁温度状况(屏过为辐射特性受热面)。()增加炉内热负荷过程中为避免受热面壁温过高可采取开大高低压旁路增加蒸汽流量的方法。()第二、三、四台磨煤机启动间隔时间一般在~分钟为宜该过程启动控制重点为防止屏过受热面管壁超温操作难点为调节蒸汽流量(通过旁路开度控制)和减温水量。在启动第二台磨煤机前应加大第一台磨煤机出力以增加启动冷却蒸汽流量要求通常应将蒸汽流量增加至th左右方可启动第二台磨煤机此时油枪投运个数应为支左右高再前烟温基本在℃左右屏过看火孔温度可升至℃左右燃烧基本安全稳定。第三台磨启动前应加大前两台磨煤机出力通常情况下应将蒸汽流量增加至th左右此时油枪数量维持不变高再前烟温基本在℃左右屏过看火孔温度可升至℃左右。多措并举防止屏过管壁温度超温“W”型火焰锅炉由于结构原因冷态启动过程中经常出现屏过管壁超温现象严重影响管材安全同时制约启动速度大量的燃油消耗在该阶段。()通过切换过再热器调节挡板减小过热器侧烟气流量。再热汽温的调温方式为烟气调节挡板在启动过程中为防止再热器出现“干烧”情况要求在点火过程中再热器侧烟气挡板关闭过热器侧烟气挡板全开。由于过热器侧挡板全开从而导致过热器侧烟气流量增加低过入口蒸汽温度升高最终导致其后屏过超温。通过分析我们采取了以下措施缓解了屏过壁温超温问题:()通过开大旁路开度增加蒸汽流量保证再热器受热面不受“干烧”。()投粉后开大再热器侧烟气挡板关小过热器侧烟气挡板减小过热器侧烟气流量降低低过入口蒸汽温度避免屏过管壁超温。下图为烟气挡板开度与低过入口烟温、屏过壁温间关系由图可见通过及时关小再热器侧烟气挡板开度可有效地降低屏过管壁超温。()减温水量及蒸汽流量控制控制屏过壁温的主要操作手段有一级减温水量及蒸汽流量(旁路开度控制)由于减温水量投运过多可能会导致减温后的蒸汽温度低于饱和温度故在操作过程中应主要依靠蒸汽流量调节。由于管屏间流量偏差的存在每根管子的壁温情况不尽相同但超温的管子一般都有规律性启动过程中应重点监视一般对蒸汽流量都比较敏感。图四为#炉经常超温的屏过第屏根管子与流量间的关系曲线由图可见在磨煤机启动过程中当蒸汽流量在th以下时该管壁温度随热负荷呈上升趋势当蒸汽流量超过th时该温度开始下降随后在启动第二、三、四台磨煤机时该管壁温度基本维持在~℃之间。启动后期及时撤油枪机组并网后用油量占总用油量的~其中何时撤油枪及撤油枪速度是影响该阶段用油量的重要因素过早过快撤油枪很可能造成燃烧恶化。以往撤油枪主要根据烟温及汽压等参数大致估算缺乏炉内燃烧状况评估及精确的参数依据。我们通过多次测量烟温摸清了炉内燃烧状况解决了以上问题。()撤油枪的同时测量屏过处烟温变化情况防止因撤油枪速度过快导致炉内燃烧恶化。若撤油枪过程中屏过处烟温出现下降情况不得继续撤出油枪。()撤油枪的同时结合蒸汽流量、汽压、高再前烟温等参数变化情况分析同时监视炉内火焰燃烧状况当变化幅度较大时停止撤油枪防止出现燃烧恶化情况。()一般情况下在启动在第三台磨煤机后炉内燃烧基本具备撤油枪条件。但此时应保证炉指令大于MW蒸汽流量在th左右屏过处烟温为℃高再前烟温为~℃之间。()撤出油枪的同时相应增加磨煤机保证炉指令反馈值逐渐增加以确保炉内燃烧强度。()当炉指令增加至MW以上屏过处烟温在℃左右(正常运行值~℃之间)时可逐渐加快撤油枪速度。技改措施彻底去除水冷壁残余耙钉“W”型火焰锅炉炉内设计卫燃带是促进煤粉气流着火和燃尽的有效手段但也会造成下炉膛吸热量减少炉膛出口温度升高启动中屏过极易超温。根据厂家建议在施工过程中有m的区域未敷设卫燃材料但耙钉没有去掉。在锅炉停运后检查发现遗留耙钉区域结焦严重自然的形成一层卫燃带极易造成启动中超温。经专家调研、认真讨论后在机组大修期间将炉内残留耙钉去掉破坏了耙钉挂焦形成卫燃带增加下炉膛吸热。在随后启动中机组调温特性有了明显的改善相同热负荷下屏过壁温明显降低。将部分油枪出力由原来th改为th。锅炉原油枪设计出力为th通过多次启动后总结分析我们认为将部分油枪(A、C、D、E)磨煤机对应油枪雾化片更换为小孔径雾化片将出力降低至th。一来可以通过多投油枪个数改善炉内沿炉宽热负荷分布的均匀性减少热负荷不均引起的管壁超温另外可以降低启动后期用油量。通过改造后测量油火焰火核温度仍能达到~℃之间火焰周围m(无明火处)温度为℃满足煤粉着火燃尽火的温度要求。通过降低油枪出力启动后期用油量降低了左右受热面管壁温度分布明显均匀。结论及建议国产MW“W”型火焰锅炉在启动中暴露出诸多问题这些问题是由锅炉本身燃烧特性引起的但通过细致地启动操作优化工作和小范围的技改工作机组冷态启动各受热面管壁温度变化平稳无高于报警值情况出现用油量由原来的多吨降至吨左右整个启动过程中炉内燃烧稳定火焰明亮实现了安全经济启动达到了国内同类型机组燃用劣质无烟煤启动的先进水平。卫燃带设计分析在炉膛着火区域敷设卫燃带是“W”型火焰锅炉保证煤粉着火及燃尽重要的手段但在设计时不能单一仅考虑稳燃因素应根据煤灰特性等因素综合考虑敷设位置及面积。从目前启动和正常运行情况来看该锅炉卫燃带面积设计有过多迹象会导致启动过程中下炉膛吸热不足炉膛出口烟温高蒸汽压力和温度温升不匹配。在减少卫燃带敷设面积及去掉耙钉后导致的问题得到了解决建议在以后的设计中应适当进行校正。由于锅炉本身的局限性国产MW“W”型火焰锅炉启动用油量和其他类型锅炉相比还有很大的距离但通过不断总结我们抓住并解决该炉屏过管壁超温、汽温难以控制等关键问题问题摸索出启动过程中投粉时机和后期撤油枪的理论依据为我们以后进一步节油工作(例如采用褐煤启动及燃烧器改进等)打下了良好的基础。机组的经济启动除了考虑油耗还用考虑电耗、水耗、汽耗等因素机组的安全启动除考虑受热面安全外还应考虑在启动中汽包等壁厚元件承受交变热应力对其寿命损耗等方面。针对“W”型火焰锅炉上述诸多考虑因素与燃烧其他煤种机组相似在次不做赘述在启动过程中应综合考虑兼顾到位。致谢参考文献:《大唐阳城发电有限责任公司MW集控运行规程》武旭升《th“w”型火焰锅炉说明书》东方锅炉厂作者简介:武旭升年月出生男山西永济人大学专科学历高级工程师从事锅炉运行管理及燃烧调整工作。范焕霞年月出生女山西万荣人大学专科学历工程师从指标统计分析与节能经营管理工作。通信地址:山西省晋城市阳城县北留镇大唐大唐阳城发电有限责任公司邮政编码:

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