機組啟動初期省煤器保護及汽包水位控制分析

周雪元

（浙江浙能長興發(fā)電有限責任公司，浙江 湖州 313000）

1 案例回放

10月11日#2機組啟動過程中，03:25投#2機組高、低壓旁路，04:46#2爐汽包水位(LL)MFT。根據(jù)歷史曲線可知，在高低壓旁路投運情況下，03:08-04:38期間給水流量始終為零，汽包水位卻在正常區(qū)間。其中04:10-04:22汽包水位出現(xiàn)快速上升至136mm，之后汽包水位快速下降直至04:46MFT動作現(xiàn)象。

主要相關參數(shù)歷史曲線如圖1∶

圖1

根據(jù)案例現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，兩個疑問需要解答∶

（1）旁路投運的情況下，在90分鐘內(nèi)給水流量一直為零，汽包水位卻沒有下降，相反在04:10開始快速上升。

（2）04:36開始大流量補水（最大流量達270t/h），直至 04:46MFT，汽包水位始終快速下跌，未見趨緩。

2 案例分析

2.1 疑問一分析

通過省煤器出口溫度、汽包壓力、汽包壁溫三個參數(shù)分析，我們發(fā)現(xiàn)，在鍋爐停止進水期間，省煤器出口溫度持續(xù)上升，04:10省煤器出口溫度達186℃，超過該壓力下的飽和溫度（185℃）。據(jù)此，我們不難分析，高低壓旁路投運后鍋爐開始連續(xù)蒸發(fā)，在停止上水期間，汽包水位能基本維持的原因是省煤器（包括下降管、水冷壁）內(nèi)存水在干燒過程中膨脹。省煤器存水沸騰，省煤器內(nèi)汽水容積快速膨脹，是導致04:10汽包水位快速上升的原因（此時的水位實為虛假水位）。

2.2 疑問二分析

04:23開始，隨著省煤器內(nèi)汽水逐漸消耗殆盡，汽包虛假水位現(xiàn)象開始消減，汽包水位開始進入持續(xù)下降通道。04:36-04:46十分鐘之間，以平均給水流量160t/h計算，累計補水量在27噸左右。27噸的補水量已超過汽包正常運行的水容積（23.8m3）。從汽包水位曲線可以斷定，27噸的補水未有效補入汽包內(nèi)，是導致汽包水位LL觸發(fā)MFT的直接原因。省煤器的正常水容積為68.6m3，我們認為，省煤器在90分鐘的間斷進水期間，鍋爐持續(xù)燃燒蒸發(fā)，當開始大量補水時省煤器已處于干燒狀態(tài)，大量的補水儲存在省煤器內(nèi)，未進入汽包。

3 案例分析

B&WB—1025/17.5-M型鍋爐省煤器為非沸騰式省煤器，水平管組材料為25MnG，懸吊管材料為15CrMoG，耐受溫度在450攝氏度以上，從金屬材料強度上確保了安全可靠，故該類型省煤器水側未設置再循環(huán)、煙氣側未設置煙氣旁路通道。但對高壓以上自然循環(huán)汽包爐非沸騰式省煤器，要求省煤器出口水溫有一定的欠焓值（出口溫度低于飽和溫度，正常運行時在60℃左右），以保證水在進入下聯(lián)箱和水冷壁管時不發(fā)生汽化，使水冷壁進水分配均勻，保證水循環(huán)安全。

在鍋爐啟動初期，要求汽包間斷上水，當汽包停止上水的時候，省煤器就處于一個燒的狀態(tài)，省煤器中的水此時是不流動的，但爐內(nèi)還在燃燒，顯然燃燒產(chǎn)生煙氣要經(jīng)過省煤器，在省煤器中的水不流動狀態(tài)下，水將汽化，這樣大量的蒸汽產(chǎn)生將引起省煤器振動，甚至引起省煤器管過熱造成設備損壞事故；其次，省煤器干燒后再次上水過程中省煤器金屬會承受巨大的交變應力也不容忽視；另外省煤器汽化（干燒）后再次上水過程中汽包水位響應滯后也嚴重影響鍋爐安全，觸發(fā)汽包水位MFT。

4 防止省煤器汽化的有效措施

為防止案例事件的再次發(fā)生，我們應該高度重視鍋爐啟動初期，尤其是汽機側高低壓旁路投運后省煤器的汽化問題。避免省煤器出口給水飽和、沸騰、汽化是控制目標?？梢詮囊韵聨追矫婕右钥刂啤?/p>

（1）滿足上水要求的前提下降低給水溫度，避免除氧器水箱溫度過高，以增加省煤器入口給水欠焓。

（2）啟動過程確保鍋爐連排較大開度，啟動初期汽包壓力低，連排實際流量很低，因此要保持全開，隨著壓力的上升加以調(diào)整。

（3）汽機高低壓旁路投運后盡量保證一、二級旁路減壓閥全開，保證大蒸發(fā)量。關停旁路應做到逐漸緩慢，延長關停時間，使得升溫與升壓同步進行。旁路關停后蒸汽溫度和壓力要同時滿足沖轉(zhuǎn)要求并盡快沖轉(zhuǎn)。避免不正確關停旁路方法∶主蒸汽溫度達沖轉(zhuǎn)參數(shù)后快速關閉旁路，再經(jīng)過一小時左右的等待，使蒸汽壓力上升達到?jīng)_轉(zhuǎn)壓力，此方法在一小時的等待期間，蒸汽負荷與煙氣側負荷不匹配。

（4）啟動過程中盡量開大再熱器煙氣擋板，關小省煤器煙氣擋板，以減少省煤器煙氣側熱負荷。