(廣東大唐國際潮州發(fā)電責(zé)任有限公司，廣東 潮州 515723)

爐底水封對于鍋爐安全運(yùn)行的重要性不言而喻,機(jī)組正常運(yùn)行中如果失去爐底水封,將引起爐膛負(fù)壓不穩(wěn)、燃燒惡化、再熱汽溫超限、空預(yù)器卡澀、吸收塔凈煙氣溫度超限，甚至MFT等惡劣情況。然而,固態(tài)排渣鍋爐在運(yùn)行過程中出現(xiàn)撈渣機(jī)鏈條斷裂、導(dǎo)輪損壞等異常情況時(shí)，有時(shí)不可避免地需要被迫停爐處理，經(jīng)濟(jì)損失比較大。因此，在確保風(fēng)險(xiǎn)的前提下，如能不停爐消缺，經(jīng)濟(jì)意義將是巨大的。本文根據(jù)某電廠600 MW超臨界直流鍋爐現(xiàn)場實(shí)際案例，總結(jié)、歸納了一套成功破壞水封且將風(fēng)險(xiǎn)降到最小的操作策略。

1 主要設(shè)備設(shè)施概述

某電廠一期2×600 MW發(fā)電機(jī)組于2006年投產(chǎn),鍋爐是由哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司引進(jìn)三井巴布科克能源公司技術(shù)生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。型號為HG-1900/25.4-YM4。鍋爐燃燒方式為前后墻對沖燃燒，前后墻各布置3層哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的中心給粉旋流低NOx燃燒器，每層各有5只，共30只。鍋爐爐底采用干式排渣、刮板撈渣，水封采用上水封和下水封，正常由沖洗水泵補(bǔ)水至上水封，通過上水封溢流至撈渣機(jī)水封槽，形成下水封。

2 水封失去存在的風(fēng)險(xiǎn)

水封失去后存在以下風(fēng)險(xiǎn)：①大量冷風(fēng)從鍋爐底部穿過燃燒區(qū)，氧量升高，破壞了燃燒區(qū)域的正常燃燒組織，漏入爐內(nèi)的冷風(fēng)溫度較正常的二次風(fēng)溫度低了近300 ℃，造成燃燒區(qū)域溫度急劇下降，煤粉著火困難，燃燒率下降，嚴(yán)重時(shí)會造成火檢晃動(dòng)；②爐底大量漏入冷風(fēng)會造成爐膛火焰中心上移，爐膛出口溫度上升，輻射換熱量減弱，對流換熱增強(qiáng)，同時(shí)由于鍋爐煙氣量增大，再熱汽溫會出現(xiàn)快速上升；③會導(dǎo)致空預(yù)器入口煙溫上升，氧量投自動(dòng)時(shí)送風(fēng)量會減少，排煙溫度會大幅上升，存在空預(yù)器轉(zhuǎn)子受熱變形、電機(jī)過負(fù)荷或卡澀停轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)；④造成脫硫吸收塔原煙氣溫度大幅升高，可能觸發(fā)事故噴淋動(dòng)作或損壞吸收塔內(nèi)設(shè)施，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致吸收塔凈煙氣溫度升高至保護(hù)值觸發(fā)鍋爐MFT。

3 水封破壞案例分析

3.1 事件描述

某日22：45，2#機(jī)負(fù)荷600 MW，撈渣機(jī)鏈條報(bào)“斷鏈”跳閘；現(xiàn)場確認(rèn)撈渣機(jī)斜坡底部導(dǎo)輪處卡住一塊鐵板導(dǎo)致靠海側(cè)斜坡處鏈條斷裂；經(jīng)充分分析、討論，決定對2#撈渣機(jī)進(jìn)行水封放水處理。

3.2 水封破壞前準(zhǔn)備工作

水封破壞前的準(zhǔn)備工作主要如下：①降負(fù)荷至300 MW，降低入爐煤灰分，停止鍋爐吹灰，盡最大可能減少鍋爐渣量；②啟動(dòng)等離子冷卻水泵運(yùn)行，等離子拉?。虎蹱t水循環(huán)泵電機(jī)測絕緣合格，爐水循環(huán)泵可靠備用；④確認(rèn)爐前油系統(tǒng)及油槍均可靠備用；⑤做吸收塔事故噴淋試驗(yàn)正常；⑥用消防水帶接兩路臨時(shí)水源，以作緊急恢復(fù)水封使用；⑦逐漸降低A/B側(cè)主、再熱蒸汽溫度至548/552 ℃、531/533 ℃；⑧鍋爐總風(fēng)量由正常運(yùn)行值1 606 t/h減少至1 546 t/h，爐膛負(fù)壓逐漸設(shè)定為+50 Pa，鍋爐保持微正壓運(yùn)行。

3.3 水封破壞操作及分析

某電廠2#機(jī)組水封破壞過程中主要操作及各參數(shù)變化情況分析如下。

04：52，撈渣機(jī)水封開始放水。

05：12，撈渣機(jī)水封水位降至1.64 m，爐底水封失去，鍋爐兩側(cè)再熱汽溫、氧量及兩側(cè)脫硝出、入口NOx開始快速上漲，空預(yù)器出、入口煙溫及引風(fēng)機(jī)電流逐步上漲；逐步關(guān)閉省煤器煙氣旁路擋板調(diào)節(jié)閥，降鍋爐總風(fēng)量至1 238 t/h。

05：39，撈渣機(jī)水封液位降至1.02 m，2#吸收塔出口煙塵濃度折氧后開始瞬時(shí)超標(biāo)，增啟2#吸收塔循環(huán)泵B，并將電除塵三、四、五電場電除塵充電比均由S10調(diào)至S1，2#吸收塔出口煙塵降至27.1 mg/Nm3，恢復(fù)正常。

05：41，吸收塔原煙氣溫度上升至155 ℃，吸收塔事故噴淋開啟，逐漸提高爐膛壓力至+140 Pa，維持總風(fēng)量穩(wěn)定。

06：25，空預(yù)器A、B主電機(jī)電流小幅上升并伴有波動(dòng)：空預(yù)器A主電機(jī)電流由9.6 A最高升至11.2 A，穩(wěn)定后電流波動(dòng)約0.6 A；空預(yù)器B主電機(jī)電流上升不為明顯，電流波動(dòng)幅度0.3 A。

06：52，2#吸收塔原煙氣溫度188 ℃，入口溫度53 ℃、出口溫度58 ℃，吸收塔溫度基本穩(wěn)定。

08:20，為進(jìn)一步降低2#吸收塔原煙氣溫度，機(jī)組降負(fù)荷至280 MW運(yùn)行，鍋爐各參數(shù)逐漸穩(wěn)定。

在操作過程中，水封水位降至1.5 m后，對再熱汽溫、引風(fēng)機(jī)電流等參數(shù)的擾動(dòng)較為明顯，再熱汽溫由530 ℃升至556 ℃，引風(fēng)機(jī)電流由228 A漲至359 A，引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度由51%升至83%。水封失去過程主要參數(shù)變化如表1所示。

表1 水封失去前后主要參數(shù)變化情況

3.4 存在的風(fēng)險(xiǎn)及防范措施

本次破壞水封不停爐操作，準(zhǔn)備工作較為完備，整體比較成功，各個(gè)參數(shù)均在可控范圍之內(nèi)，但仍出現(xiàn)空預(yù)器電流輕微擺動(dòng)、環(huán)保參數(shù)煙塵濃度超標(biāo)等風(fēng)險(xiǎn)，具體分析如下。

1)空預(yù)器出口煙溫異常升高

水封破壞過程中，空預(yù)器出口煙溫由125 ℃升至202 ℃，并且A側(cè)空預(yù)器電流由9.6 A升至11.2 A并有0.3 A幅度的波動(dòng)。具體原因：① 2#機(jī)組深度冷卻系統(tǒng)由于存在缺陷，破壞水封之前已被迫退出運(yùn)行；② 在爐底水封破壞過程中，大量冷風(fēng)從爐底漏入鍋爐，鍋爐火焰中心逐步后移，水封放水前爐膛正壓設(shè)定值偏小，水封失去前期爐底漏風(fēng)量偏大，而總風(fēng)量(送風(fēng)量)較正常運(yùn)行約減少400 t/h，空預(yù)器換熱量下降，加速空預(yù)器出口煙溫上升。采取措施如下：① 提高設(shè)備可靠性，水封破壞前確保機(jī)組深度冷卻系統(tǒng)正常投運(yùn)；②提前提高爐膛正壓至+100 Pa以上，再熱汽溫降至可控范圍之內(nèi)后，適當(dāng)提高送風(fēng)量，以提高空預(yù)器的換熱，以免空預(yù)器內(nèi)部膨脹不均，發(fā)生嚴(yán)重碰磨，同時(shí)也能起到有效減緩空預(yù)器出口煙溫上升，較大限度保障吸收塔安全運(yùn)行。

2)鍋爐總風(fēng)量控制不當(dāng)

爐底水封破壞后，煙氣流量增大，若總風(fēng)量過小，空預(yù)器換熱效果變差，空預(yù)器出口煙溫將升高；若總風(fēng)量過大，脫硝入口NOx上升多，會導(dǎo)致過量噴氨，同時(shí)氧量升高，煙塵排放濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)也會增大。所以，鍋爐總風(fēng)量需綜合考慮空預(yù)器出口煙溫與環(huán)保參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外還需注意監(jiān)視鍋爐氧量和二次風(fēng)箱壓力。本次破壞水封操作過程中，逐漸將總風(fēng)量由1 520 t/h減少至1 240 t/h，但由于漏風(fēng)量加大，氧量逐漸由5.6%升至8.9%，送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度由40%關(guān)至27%，爐膛內(nèi)漏入約400 t/h風(fēng)量。爐底大量漏風(fēng)后應(yīng)注意二次風(fēng)箱壓力，最低不能小于300 Pa，以免送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度減小后鍋爐二次風(fēng)壓大大降低甚至降至0，二次風(fēng)剛性太弱，無法維持正常的旋流強(qiáng)度。本次二次風(fēng)壓力最低降至370 Pa，在允許范圍之內(nèi)。

3)環(huán)保參數(shù)煙塵濃度超標(biāo)

本次水封破壞時(shí)煙塵超標(biāo)46 s，最大值30.6 mg/Nm3。超標(biāo)的主要原因：①電除塵器設(shè)計(jì)溫度為300 ℃，溫度過高會導(dǎo)致電除塵器部件的熱變形和電暈線極距的異常變化，此次操作由于受到2#爐深度冷卻全部退出和水封破壞的疊加影響，電除塵器的煙氣溫度升高至190 ℃左右，煙氣粉塵的比電阻下降，除塵效率下降；②2#爐撈渣機(jī)水封破壞前后，吸收塔出口氧量由6.0 vol%升至7.7 vol%，氧量上漲導(dǎo)致折氧后煙塵濃度升高；③撈渣機(jī)水封破壞時(shí)進(jìn)入電除塵器的煙氣擾動(dòng)大，除塵效率下降。采取措施如下：撈渣機(jī)水封破壞前，采取提高調(diào)整電除塵整流變出力、啟動(dòng)備用脫硫漿液循環(huán)泵、暫停除霧器沖洗等手段處理，水封破壞過程中及破壞后，密切監(jiān)視環(huán)保參數(shù)并做好燃燒調(diào)整。

4 結(jié)論

通過上述實(shí)踐證明，對于大容量超臨界固態(tài)排渣爐，采取有效的控制策略和防范措施，不但可以做到在機(jī)組運(yùn)行中帶負(fù)荷破壞爐底水封消缺，還可以做到安全風(fēng)險(xiǎn)可控、在控。但是此類操作安全風(fēng)險(xiǎn)大，必須提前做好充分的準(zhǔn)備工作，在確保燃用高灰熔點(diǎn)、低灰分煤種，爐膛內(nèi)無大量焦渣，負(fù)荷穩(wěn)定的情況下方可進(jìn)行。運(yùn)行操作沒有絕對的安全，因此設(shè)備管理人員應(yīng)做好設(shè)備日常維護(hù)，努力提高設(shè)備可靠性，這才是最安全的做法。