羅強
摘 要:案例中所介紹的BCP泵為海伍德泰勒有限公司生產(chǎn)的帶電機爐水循環(huán)泵,鍋爐為上海鍋爐廠超超臨界鍋爐,其啟動系統(tǒng)為內(nèi)置式啟動系統(tǒng)。該廠在正常啟停機過程中曾多次發(fā)生汽化現(xiàn)象。結(jié)合具體的案例論述了典型的汽化過程及相對應的防范措施,以供參考和借鑒。
關鍵詞:超超臨界鍋爐;BCP泵;汽化;主汽壓力
中圖分類號:TK227 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.067
1 設備概況
某廠的鍋爐型號為SG-3093/27.46-M533,型式為:Π型布置、單爐膛、一次中間再熱、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、八角雙切圓燃燒方式、平衡通風、機械干式排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)露天布置、帶BCP泵的內(nèi)置式啟動分離系統(tǒng)、三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預熱器、正壓冷一次風直吹式制粉系統(tǒng)、超超臨界參數(shù)變壓直流鍋爐。
鍋爐啟動系統(tǒng)采用帶BCP泵的內(nèi)置式啟動系統(tǒng)。BCP泵為海伍德泰勒有限公司生產(chǎn)的帶電機爐水循環(huán)泵,電機額定功率為600 kW,額定電流79.4 A。鍋爐爐前沿寬度方向垂直布置4只汽水分離器,其進出口分別與水冷壁和頂棚過熱器相連接。每個分離器筒身上切向布置8根不同內(nèi)徑的進出口管接頭,頂部布置有2根至頂棚過熱器的管接頭,中部布置有6根管接頭,與水冷壁系統(tǒng)出口的管道相連,下部布置有疏水管接頭,與儲水箱相連。當機組啟動,鍋爐負荷低于最低直流負荷的30%BMCR時,蒸發(fā)受熱面出口的介質(zhì)流經(jīng)分離器進行汽水分離,蒸汽通過分離器上部管接頭進入頂棚過熱器,而水則通過2根疏水管道引至儲水箱并匯合至一個連接球體,連接球體下方設有2根管道分別通至BCP泵的入口和大氣擴容器。在啟動時,不合格的爐水及汽水膨脹階段部分汽水被引入大氣擴容器中,減壓后產(chǎn)生的蒸汽通過管道在爐頂上方排向大氣,水進入下部的集水箱。啟動系統(tǒng)見圖1.
2 汽化經(jīng)過
2.1 汽化前工況
02:20機組冷態(tài)啟動,主汽流量230 t/h,總煤量59 t/h,主汽溫/汽壓408 ℃/5.1 MPa,主給水流量/溫度909 t/h/220 ℃,混合器入口溫度224 ℃,高低旁開度為37%/56%,BCP泵電流50 A,出口調(diào)節(jié)閥開度66%,主給水旁路調(diào)節(jié)閥開度25%,HWL閥開度為0.此時,汽機以360 r/min低速暖機。
2.2 發(fā)生汽化
02:23汽機暖機結(jié)束,開始釋放轉(zhuǎn)速。
02:25BCP泵發(fā)生汽化現(xiàn)象,出口流量低于保護值800 t/h。手動調(diào)整,BCP泵出口調(diào)節(jié)閥由66%開至72%,BCP泵電流49 A無變化,主給水旁路調(diào)節(jié)閥由25%開至66%,主給水流量
始終低于保護值,在754~796 t/h之間波動。此時,主汽溫/汽壓406 ℃/4.7 MPa,混合器入口溫度219 ℃,高低旁開度為32%/56%.
3 原因分析
該廠在啟停機過程中,曾多次發(fā)生BCP泵汽化現(xiàn)象。為了盡早投入脫硝,機組啟動時,在汽機低速暖機時就開始投入二號高加系統(tǒng),以提高給水溫度;并網(wǎng)后,快速投入高低加系統(tǒng)和0段抽汽系統(tǒng),提高燃料投入速率,使得給水溫度大幅提高,BCP泵入口溫度升高,容易汽化。同時,為盡量減少工質(zhì)外排,降低工質(zhì)和熱量損失,啟動過程中基本保持HWL閥不開啟,即工質(zhì)一直保持循環(huán)狀態(tài)。時間一長,只要壓力與溫度稍不匹配,BCP泵即發(fā)生汽化,表現(xiàn)為給水流量降低,BCP泵出力不足,開大出口調(diào)節(jié)閥無效,對工況擾動較大。此次汽泵汽化時,入口溫度219 ℃,壓力4.7 MPa,距離理論飽和溫度260 ℃尚有一定裕度,測點安裝位置離BCP泵入口有一段距離,未能反映泵入口的真實狀態(tài)。發(fā)生汽化的直接原因是轉(zhuǎn)速釋放,導致主汽壓力降低,使泵入口溫度接近飽和狀態(tài)。
4 防范措施
經(jīng)總結(jié),提出以下幾點防范措施:①選擇合適的暖機和沖轉(zhuǎn)參數(shù),提高主汽壓力,避免在飽和壓力附近,并維持一定的安全裕度。②并網(wǎng)前,控制高加抽汽系統(tǒng),尤其是二號高加系統(tǒng)的投入速度,避免給水溫度提升太快。盡量將BCP泵入口溫度維持在220 ℃以下。③可保持HWL閥小開度外排或定時外排,降低工質(zhì)溫度,但會造成工質(zhì)浪費和熱量損失。④工況發(fā)生變動時,比如高旁開啟、并網(wǎng)等,及時調(diào)整主汽壓力,防止壓力過低。⑤BCP泵出口調(diào)節(jié)閥在55%以上基本無調(diào)節(jié)效果,確認發(fā)生汽化時,應果斷開啟主給水旁路調(diào)節(jié)閥,適當提高給水泵轉(zhuǎn)速,直至給水流量恢復正常,同時防止儲水箱滿水,及時開啟HWL閥調(diào)節(jié)水位。
5 總結(jié)
總的來說,BCP泵汽化的根本原因是主汽壓力與泵入口溫度不匹配,多發(fā)生在機組并網(wǎng)前。在工況發(fā)生變動時,應及時調(diào)整主汽壓,保持主汽壓高于飽和壓力并留有裕度。并網(wǎng)后,由于主參數(shù)提升較快,反而不容易發(fā)生汽化。同時,在主汽壓力較低時,應控制給水溫升速度。只有掌握好壓力和溫度的關系,才可以避免BCP泵汽化。
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〔編輯:劉曉芳〕