鍋爐啟停干濕態(tài)儲(chǔ)水箱水位控制策略

周宏斌

摘 要：超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)作為電廠啟停機(jī)及濕態(tài)運(yùn)行時(shí)重要組成部分，其儲(chǔ)水箱水位調(diào)節(jié)的好壞，不僅能加快機(jī)組啟動(dòng)速度，減少工質(zhì)浪費(fèi)，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并且關(guān)系著鍋爐受熱面和再循環(huán)泵的安全。根據(jù)為公司歷年來(lái)發(fā)生的不安全事件和實(shí)際運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一些實(shí)際調(diào)節(jié)方法以及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：調(diào)整措施;儲(chǔ)水箱;溢流閥;電動(dòng)調(diào)門(mén)

1 鍋爐概述

鍋爐型號(hào)為HG-2280/25.4-HM15型。其中HG表示哈爾濱鍋爐廠，2280 表示該鍋爐B-MCR工況蒸汽流量，單位是t/h，25.4表示該鍋爐額定工況蒸汽壓力，單位是MPa，設(shè)計(jì)序列號(hào)為HM15。該型660MW超臨界鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱哈鍋）自主開(kāi)發(fā)研制的600MW等級(jí)超臨界鍋爐，該鍋爐為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的直流鍋爐、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置。鍋爐采用四角切圓燃燒方式，主燃燒器布置在水冷壁的四個(gè)角上，每層4只燃燒器對(duì)應(yīng)一臺(tái)磨煤機(jī)。SOFA燃燒器布置在主燃燒器區(qū)上方的水冷壁的四角，以實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒降低NOX排放。

我廠鍋爐的啟動(dòng)系統(tǒng)為帶再循環(huán)泵系統(tǒng)，內(nèi)置式汽水分離器布置在鍋爐的前部上方，其進(jìn)口與水平煙道側(cè)墻和煙道管束的出口相連，出口與貯水箱相連，貯水箱中的水排至除氧器給水箱或與給水混合后進(jìn)入省煤器， 在啟動(dòng)過(guò)程中可以回收工質(zhì)。

啟動(dòng)分離器系統(tǒng)為內(nèi)置式。鍋爐負(fù)荷小于30%B-MCR直流負(fù)荷時(shí)，分離器起汽水分離作用，分離出的蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，水則通過(guò)連接管進(jìn)入貯水箱，貯水箱中的水由二只水位控制閥控制排入擴(kuò)容器或與給水混合后進(jìn)行再循環(huán)，以保證水冷壁中的最小流量為30%BMCR。鍋爐在30%BMCR負(fù)荷以上運(yùn)行時(shí)，分離器呈干態(tài)運(yùn)行，只作為一個(gè)流通元件，分離器按鍋爐全壓設(shè)計(jì)。

啟動(dòng)分離器為立式筒體，共四只，布置在鍋爐前部的上方，分離器外徑為Φ762mm，壁厚為120mm，高度約為3000mm，材料為15CrMoG。從水平煙道出口集箱出來(lái)的介質(zhì)由6根下傾15°的切向引入管引入分離器內(nèi)。在分離器的底端軸向布置有一根出口導(dǎo)管，將分離出來(lái)的水引至貯水箱; 在分離器的上端軸向也布置有1根出口導(dǎo)管，將蒸汽引至頂棚過(guò)熱器入口集箱。

2 儲(chǔ)水箱水位控制存在問(wèn)題

目前運(yùn)行人員對(duì)儲(chǔ)水箱水位計(jì)控制原理不清楚，水位調(diào)整技術(shù)水平欠缺，機(jī)組管理不到位、工作安排不合理，值內(nèi)把關(guān)不嚴(yán)格，儲(chǔ)水箱溢流電動(dòng)調(diào)門(mén)及主給水電動(dòng)調(diào)門(mén)自動(dòng)無(wú)法投入，儲(chǔ)水箱水位控制純手動(dòng)控制，溢流門(mén)自動(dòng)無(wú)法投入，操作不當(dāng)易造成鍋爐蒸汽系統(tǒng)進(jìn)水和水位低爐循泵跳閘。

3 儲(chǔ)水箱水位控制策略

制定儲(chǔ)水箱水位調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)值際管理。掌握鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)作用結(jié)構(gòu)及鍋爐濕態(tài)運(yùn)行儲(chǔ)水箱水位控制和水位變化，同時(shí)建議熱控盡快調(diào)試儲(chǔ)水箱溢流電動(dòng)調(diào)門(mén)，爭(zhēng)取在儲(chǔ)水箱水位調(diào)整過(guò)程溢流電動(dòng)調(diào)門(mén)能夠全程投入自動(dòng)，對(duì)調(diào)整人員是個(gè)很大的幫助。（1）正常情況下根據(jù)儲(chǔ)水箱水位控制可采取以下手段和技術(shù)措施;鍋爐濕態(tài)下，儲(chǔ)水箱水位控制7000～16000mm之間，再循環(huán)泵保持運(yùn)行，給水調(diào)整以“省煤器入口流量=爐水循環(huán)泵出口流量+給水流量+過(guò)熱汽減溫水量要對(duì)應(yīng)當(dāng)前負(fù)荷蒸發(fā)量為調(diào)整原則，爐水循環(huán)泵出口調(diào)門(mén)維持50～55%開(kāi)度不變，鍋爐點(diǎn)火后保持省煤器入口流量不應(yīng)低于900t/h。進(jìn)行熱態(tài)沖洗。（2）在實(shí)際的機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，儲(chǔ)水箱水位調(diào)整大致分為兩個(gè)階段，第一階段：鍋爐點(diǎn)火前，正常鍋爐上水完畢后，再循環(huán)泵啟動(dòng)條件滿足，儲(chǔ)水箱水位在6000～9000mm之間，啟動(dòng)再循環(huán)泵，調(diào)整再循環(huán)泵出口調(diào)整閥和主給水旁路調(diào)節(jié)閥，保證主給水流量在30%BMCR以上。第二階段：鍋爐點(diǎn)火后轉(zhuǎn)直流前。鍋爐點(diǎn)火之后，機(jī)組經(jīng)過(guò)升溫升壓、熱態(tài)沖洗、關(guān)閉相關(guān)疏水排空門(mén)、暖投高低壓旁路、沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)、升負(fù)荷等過(guò)程。

4 儲(chǔ)水箱水位水位變化過(guò)程中需關(guān)注的要點(diǎn)

4.1 工質(zhì)膨脹階段

工質(zhì)膨脹產(chǎn)生于啟動(dòng)初期，水冷壁中的水開(kāi)始受熱達(dá)到飽和溫度產(chǎn)生蒸汽，此時(shí)蒸汽會(huì)攜帶大量的水進(jìn)入分離器，造成儲(chǔ)水箱水位快速升高，鍋爐有較大排放量，此過(guò)程較短，具體數(shù)值及產(chǎn)生時(shí)間與鍋爐點(diǎn)火前水壓、水溫、煤量等有關(guān)。

4.2 虛假水位

虛假水位在整個(gè)第一階段都有可能產(chǎn)生，汽壓突然下降出現(xiàn)較多，運(yùn)行中相對(duì)虛假水位要有思想準(zhǔn)備，及時(shí)增加給水滿足蒸發(fā)量的需要，加強(qiáng)燃燒恢復(fù)汽壓。運(yùn)行中造成汽壓突然下降的原因主要有：燃燒滯后、高低旁突然開(kāi)大、機(jī)組沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)等，由于運(yùn)行期間比較短，需提前關(guān)閉小溢流閥，增加給水泵轉(zhuǎn)速，提高給水流量，保證儲(chǔ)水箱水位。

4.3 熱態(tài)沖洗

爐水溫度達(dá)到2 0 0 ℃，汽水膨脹結(jié)束后，停止升溫、升壓，需根據(jù)鍋爐水質(zhì)進(jìn)行熱態(tài)沖洗，增加給水流量到20 % BMCR（沖洗流量55%BMCR），維持儲(chǔ)水箱水位小幅波動(dòng)，開(kāi)大小溢流閥，直到儲(chǔ)水箱排水水質(zhì)合格，然后繼續(xù)升溫升壓。

4.4 轉(zhuǎn)態(tài)期間及機(jī)組干態(tài)后

機(jī)組由濕態(tài)向干態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，加大燃料量，維持給水量不變，中間點(diǎn)過(guò)熱度出現(xiàn)并有5度以上，再循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)小直至全關(guān)，機(jī)組即進(jìn)入直流運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)鍋爐進(jìn)入干態(tài)運(yùn)行階段時(shí)，爐水循環(huán)泵停運(yùn)，儲(chǔ)水箱維持在一定的液位，僅作為工質(zhì)存放容器，儲(chǔ)水箱水位在控制調(diào)整上已不再作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，此時(shí)中間點(diǎn)過(guò)熱度取代儲(chǔ)水箱水位作為鍋爐運(yùn)行控制的重點(diǎn)。

5 儲(chǔ)水箱水位調(diào)節(jié)的注意事項(xiàng)

（1）儲(chǔ)水箱水位調(diào)節(jié)的根本思路就是保持儲(chǔ)水箱水位工質(zhì)進(jìn)出平衡， 在熱膨脹或虛假水位產(chǎn)生時(shí)，可通過(guò)小溢流閥和改變?cè)傺h(huán)泵出口流量作為應(yīng)急調(diào)整手段。當(dāng)水位恢復(fù)正常后，爐水循環(huán)泵出口調(diào)整閥應(yīng)保持適當(dāng)開(kāi)度。（2）調(diào)節(jié)水位過(guò)程中，防止省煤器入口流量低保護(hù)動(dòng)作，延誤啟機(jī)時(shí)間，在鍋爐點(diǎn)火前解除“省煤器入口流量低”保護(hù)。（3）嚴(yán)禁儲(chǔ)水箱滿水運(yùn)行，由于不同壓力下，儲(chǔ)水箱水位補(bǔ)償值不同，分離器滿水沒(méi)有固定的水位定值，在儲(chǔ)水箱水位較高時(shí)必須保證有不小于2m的波動(dòng)變化， 否則必須立即采取措施降低分離器水位。

6 儲(chǔ)水箱溢流調(diào)門(mén)和給水旁路調(diào)門(mén)投入自動(dòng)儲(chǔ)水箱液位調(diào)整

（1）儲(chǔ)水箱水位在 1.8-9m 為爐水循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥控制段，控制鍋爐水冷壁管內(nèi)工質(zhì)流量維持在 30%BMCR（或以上）。（2）30%額定負(fù)荷以下根據(jù)鍋爐蒸發(fā)量通過(guò)鍋爐上水旁路調(diào)門(mén)控制主給水流量，鍋爐上水旁路調(diào)門(mén)投入給水流量自動(dòng)，調(diào)節(jié)汽泵轉(zhuǎn)速或者再循環(huán)調(diào)門(mén)來(lái)控制主給水調(diào)節(jié)門(mén)前后差壓維持在2-3MPA之間，鍋爐上水調(diào)門(mén)開(kāi)度不大于 80%。及時(shí)調(diào)整汽泵轉(zhuǎn)速，降低上水調(diào)門(mén)開(kāi)度變化。（3）避免低負(fù)荷階段分隔屏受熱面超溫，爐循泵出口調(diào)門(mén)保證開(kāi)度 > 50%。

7 結(jié)束語(yǔ)

超臨界直流爐在機(jī)組啟動(dòng)期間和濕態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下，儲(chǔ)水箱液位的控制與很多參數(shù)的耦合性很強(qiáng)，其波動(dòng)直接影響著機(jī)組運(yùn)行的安全，調(diào)整好儲(chǔ)水箱水位對(duì)于新調(diào)整人員也是一個(gè)很好地參考，保證超臨界直流鍋爐安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

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