淺談再熱煙氣擋板自動調(diào)節(jié)

萬要強(qiáng)

摘 要：再熱煙氣擋板自動調(diào)節(jié)對于再熱汽溫的調(diào)節(jié)有著重要的意義，文章結(jié)合了福建大唐國際寧德發(fā)電廠再熱汽溫調(diào)節(jié)的情況，綜合分析了再熱煙氣擋板自動調(diào)節(jié)這一系統(tǒng)的邏輯實現(xiàn)方式，針對系統(tǒng)中存在的問題，提出解決的方案，以實現(xiàn)再熱汽溫的穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：再熱汽溫調(diào)節(jié)；再熱煙氣擋板自動；邏輯

1 系統(tǒng)介紹

1.1 概述

福建大唐國際寧德發(fā)電廠一期工程的燃煤發(fā)電機(jī)組中包含了兩臺燃煤發(fā)電機(jī)，并且每一臺都具有600MW的超臨界參數(shù)。鍋爐本體是Π型露天布置燃煤鍋爐，其生產(chǎn)于哈爾濱鍋爐廠有限公司，但其生產(chǎn)技術(shù)來自于三井巴布科克能源公司。本款Π型露天布置燃煤鍋爐的結(jié)構(gòu)是全鋼懸吊，內(nèi)部系統(tǒng)運行具有超臨界變壓運行螺旋管圈直流、單爐膛、一次中間再熱、前后墻對沖旋流燃燒方式以及固態(tài)排渣的特點，并且平衡通風(fēng)的效果較好。汽輪機(jī)是凝汽式的，其生產(chǎn)于哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是具有超臨界、一次中間再熱、單軸以及三缸四排汽的特點。至于機(jī)組熱工控制設(shè)備則是OVATION分散控制系統(tǒng)，其生產(chǎn)于西屋公司。再熱汽溫的運行原理是利用尾部煙氣擋板進(jìn)行調(diào)溫，同時在再熱器入口管道有事故噴水減溫器，以便應(yīng)對突發(fā)事件。

1.2 再熱煙氣調(diào)節(jié)原理

雖然寧德電廠燃燒器是靠前后墻對沖旋流進(jìn)行燃煤的，無法對火焰的中心進(jìn)行調(diào)整，但是再熱汽溫的調(diào)溫部位主要是煙氣調(diào)節(jié)擋板，并且有事故噴水減溫器可以應(yīng)對突發(fā)事件。

再熱汽噴水對鍋爐效率影響很大，每10t/h再熱蒸汽減溫水影響約0.8g/KWh的供電煤耗量，由于再熱蒸汽溫度對于吸熱量變化非常敏感，所以，再熱蒸汽用煙氣側(cè)作為汽溫的主要調(diào)節(jié)手段。

在鍋爐尾部有兩個平行的煙道，低溫過熱器和低溫再熱器間隔布置。省煤器的煙溫比鍋爐其他部位的低，所以其底部配備了煙氣擋板，調(diào)節(jié)擋板的開合程度來調(diào)整過熱器和再熱器的煙氣比例，從而改變再熱汽溫。

2 再熱汽溫控制系統(tǒng)存在問題

由于再熱汽溫對象的特殊性質(zhì)，不容易控制，以往都是手動調(diào)節(jié)再熱煙氣擋板，并且減溫水調(diào)節(jié)閥是調(diào)節(jié)的主要手段。雖然現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了減溫水調(diào)節(jié)閥的自動化，但是如果再熱汽溫的變化范圍較大，減溫水調(diào)節(jié)閥會出現(xiàn)超調(diào)量的現(xiàn)象，從而引起了主汽壓波動，運行人員不得不解除減溫水自動化模式，防止導(dǎo)致更大的安全事故。

3 再熱煙氣調(diào)節(jié)投不上原因分析

3.1 原控制邏輯，再熱煙氣調(diào)節(jié)檔板邏輯里有跟蹤斷層，只要一投自動，再熱煙氣調(diào)節(jié)檔板指令就會變?yōu)?，使檔板全關(guān)，不能實現(xiàn)手自動無擾切換。

3.2 之前的方案是以A側(cè)和B側(cè)末級再熱汽溫的最大值作為依據(jù)，分別進(jìn)行兩側(cè)再熱煙氣調(diào)節(jié)檔板的調(diào)節(jié)，但是最大值的反饋需要一個過程，兩側(cè)的再熱煙氣調(diào)節(jié)檔板不能及時做出反應(yīng)。

3.3 由于鍋爐大幅度升負(fù)荷時，末級再熱汽溫升的比較快，鍋爐大幅度降負(fù)荷時，末級再熱汽溫降的比較快，沒有引入鍋爐蒸汽流量變化率作為前饋。

4 改進(jìn)方案

4.1 完善跟蹤，實現(xiàn)手自動無擾切換。

4.2 根據(jù)之前的方案，兩臺再熱煙氣調(diào)節(jié)檔板會根據(jù)A側(cè)和B側(cè)末級再熱汽溫的最大值反饋進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。因為鍋爐燃燒器是前后墻對沖配置的，也就是說兩側(cè)的煙氣流量是不一樣的，如果將兩臺再熱煙氣調(diào)節(jié)檔板設(shè)置成同時操作，那么會造成汽溫的不平衡，所以最佳的設(shè)計就是A側(cè)和B側(cè)末級再熱氣溫?zé)煔庹{(diào)節(jié)檔板是單獨控制的。以A側(cè)為例，如圖2所示。

圖2

4.3 根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化率的大小進(jìn)行再熱擋板調(diào)節(jié)的動作。具體地說就是在升降負(fù)荷的情況下，煙氣流量會產(chǎn)生很大的變化，從而引起再熱汽溫大幅度升降，當(dāng)遇到這種情況時，機(jī)組會產(chǎn)生一個反饋，并傳達(dá)給再熱擋板，要求再熱擋板提前做好調(diào)節(jié)的準(zhǔn)備。

4.4 根據(jù)本側(cè)末級再熱汽溫微分的變化進(jìn)行再熱擋板調(diào)節(jié)的動作。具體地說就是當(dāng)末級再熱汽溫有趨勢發(fā)生變化時，再熱擋板要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.5 在噴水減溫器運作了之后，根據(jù)再熱汽溫的微分變化提前進(jìn)行再熱煙氣調(diào)節(jié)擋板的動作。具體地說就是為了防止煙氣擋板調(diào)節(jié)不及時，在噴水減溫器工作之后，再熱汽溫會降低，擋板就要提前打開。因為煙氣擋板調(diào)節(jié)具有一定的滯后性，其比噴水調(diào)節(jié)的反應(yīng)慢2～3分鐘，如果沒有提前打開擋板調(diào)節(jié)，會造成汽溫的不平衡。

4.6 采用總煤量的微分作為前饋。不啟停磨煤機(jī)的情況下，機(jī)組升降負(fù)荷時，再熱煙氣調(diào)節(jié)擋板自動調(diào)解能很好的控制末級再熱汽溫。但是當(dāng)啟停磨煤機(jī)或機(jī)組投入AGC期間的情況下，再熱煙氣調(diào)節(jié)擋板的調(diào)節(jié)功能因為總煤量的影響受到了限制，其調(diào)節(jié)效果也不太理想。針對這個問題，可以采用總煤量的微分作為前饋，提前做好再熱煙氣調(diào)節(jié)擋板的調(diào)節(jié)動作。

4.7 如果再熱擋板的打開程度超過了72%，那么過熱煙氣調(diào)節(jié)擋板會逐漸關(guān)閉，這樣做的目的是通過加強(qiáng)過熱煙道的阻力，提高再熱器對流受熱面的煙氣流量，以實現(xiàn)再熱器出口汽溫的上升。一般情況下，過熱煙氣擋板的自動調(diào)節(jié)范圍是75%～100%。

4.8 根據(jù)鍋爐廠提供的《鍋爐運行說明書》，再熱煙氣調(diào)節(jié)檔板關(guān)到20%的情況下，煙氣通流量能夠滿足鍋爐正常運行，再熱擋板調(diào)節(jié)范圍在20%～100%，所以我們把自動調(diào)節(jié)的輸出限定在此范圍內(nèi)。調(diào)試期間，我們發(fā)現(xiàn)20%～100%這個區(qū)間調(diào)節(jié)范圍太小，后來又把最小開度限定在10%。

4.9 再熱煙氣擋板自動和再熱噴水減溫自動如何配合的問題。再熱煙氣擋板自動和再熱噴水減溫自動是兩套獨立的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但是調(diào)節(jié)對象都是末級再熱汽溫。在正常運行的前提下，我們可以將再熱煙氣擋板自動的設(shè)定值設(shè)置成低于再熱噴水減溫自動的設(shè)定值，兩者間的值差為3～4℃。這樣一來，在運作的過程中，就可以減少噴水，以再熱擋板調(diào)節(jié)為主。

5 結(jié)束語

經(jīng)過一系列的改造，再熱煙氣調(diào)節(jié)擋板自動化已經(jīng)投入了使用，再熱汽溫保持了穩(wěn)定，另外機(jī)組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性都有所提高。投入再熱煙氣調(diào)節(jié)擋板自動后，按少投10t/h再熱蒸汽減溫水計算，可節(jié)約0.8g/KWh的供電煤耗量。

參考文獻(xiàn)

[1]甘全忠北海電廠再熱煙氣擋板自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)改進(jìn)[J].廣西電業(yè)，2010.

[2]鄧安來.1000MW機(jī)組主、再熱蒸汽溫度波動原因分析及其優(yōu)化方案[J].廣東電力，2011.

[3]郭若飛，全欣娜，張旭.煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫的優(yōu)化設(shè)計[J].化工自動化及儀表，2011.