天津大唐盤山發電有限責任公司安裝2台由哈爾濱三大動力廠生產的600 MW汽輪發電機組,3號機組於2001年12月18日通過168 h試運,現己移交生產,4號機組帶負荷試運結束,準備進行168h試(shi)運(yun)。在(zai)試(shi)運(yun)期(qi)間(jian)鍋(guo)爐(lu)出(chu)口(kou)再(zai)熱(re)器(qi)管(guan)壁(bi)存(cun)在(zai)超(chao)溫(wen)現(xian)象(xiang),經(jing)過(guo)分(fen)析(xi),修(xiu)改(gai)了(le)磨(mo)煤(mei)機(ji)一(yi)次(ci)風(feng)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)公(gong)式(shi),並(bing)針(zhen)對(dui)鍋(guo)爐(lu)出(chu)口(kou)再(zai)熱(re)器(qi)管(guan)壁(bi)超(chao)溫(wen)進(jin)行(xing)了(le)燃(ran)燒(shao)調(tiao)整(zheng)試(shi)驗(yan),初(chu)步(bu)解(jie)決(jue)了(le)再(zai)熱(re)器(qi)管(guan)壁(bi)超(chao)溫(wen)問(wen)題(ti),富(fu)通(tong)新(xin)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)銷(xiao)售(shou)
生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機、
木屑顆粒機壓製的生物質顆粒燃料。
1、設備概況
1.1主要參數
額定蒸發量 1801 t/h
過熱器出口壓力 17.38 MPa
過熱器出口溫度 540℃
再熱蒸汽流量 1480 t/h
再熱蒸汽進口壓力 3. 45 MPa
再熱蒸汽出口壓力 3. 29 MPa
再熱蒸汽進口溫度 314.3°
再熱蒸汽出口溫度 540 °
給水溫度 273. 8°
1.2設備特點
天津大唐盤山發電有限責任公司安裝2台由哈爾濱三大動力廠生產的600 MW汽輪發電機組,其中鍋爐為引進美國ABB-CE技術設計製造的HG-2023/17. 6-YM4型四角切圓燃燒、亞臨界、一次中間再熱、固態排渣、控製循環汽包爐。設計煤種為準格爾煙煤。燃燒器為正四角布置的切向擺動式燃燒器,采用ABB-CE傳統的大風箱結構,由隔板將大風箱分割成若幹風室。爐膛各角的燃燒器分別有22個噴口。其中,6個一次風噴嘴可上下擺動27°,10個輔助風及最下層油噴嘴可做上下30°的擺動,為了獲得良好的爐內空氣動力場,克服四角燃燒而引起的爐膛煙溫偏差的弊病,上下兩層輔助風室及頂部二層OFA風室設計成反切18°,頂部二層OFA風室在反切18°的同時又可以作手動±12。水(shui)平(ping)擺(bai)動(dong),增(zeng)加(jia)了(le)煙(yan)溫(wen)偏(pian)差(cha)調(tiao)節(jie)的(de)手(shou)段(duan)。其(qi)餘(yu)三(san)層(ceng)油(you)輔(fu)助(zhu)風(feng)噴(pen)嘴(zui)為(wei)固(gu)定(ding)式(shi),不(bu)能(neng)擺(bai)動(dong)。所(suo)有(you)煤(mei)粉(fen)噴(pen)嘴(zui)均(jun)設(she)有(you)周(zhou)界(jie)風(feng)。整(zheng)組(zu)燃(ran)燒(shao)器(qi)按(an)逆(ni)時(shi)針(zhen)方(fang)向(xiang)切(qie)圓(yuan)布(bu)置(zhi),假(jia)想(xiang)切(qie)圓(yuan)直(zhi)徑(jing)為(wei)Dl 882 mm。配6台ZGM-123中速磨煤機。采用冷一次風機正壓直吹式係統,每台磨煤機帶一層煤粉噴嘴。
該爐燃燒器一次風噴口采用了寬調節比(WR)的結構,形成了垂直濃淡的一次風粉特性,另外在一次風噴口的V形鈍體及噴口四周前部邊緣的扳邊結構設計,有助於回流區的形成,使該燃燒器具有良好的穩燃性能,鍋爐最低不投油穩燃負荷為350/BMCR。
再熱器由3個(ge)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng),牆(qiang)式(shi)輻(fu)射(she)再(zai)熱(re)器(qi)布(bu)置(zhi)在(zai)水(shui)冷(leng)壁(bi)前(qian)牆(qiang)和(he)側(ce)牆(qiang)的(de)前(qian)部(bu)。再(zai)熱(re)器(qi)前(qian)屏(ping)位(wei)於(yu)後(hou)屏(ping)過(guo)熱(re)器(qi)及(ji)水(shui)冷(leng)壁(bi)懸(xuan)吊(diao)管(guan)之(zhi)間(jian),折(zhe)煙(yan)角(jiao)的(de)上(shang)部(bu)。末(mo)級(ji)再(zai)熱(re)器(qi)位(wei)於(yu)爐(lu)膛(tang)折(zhe)焰(yan)角(jiao)後(hou)的(de)水(shui)平(ping)煙(yan)道(dao)內(nei),與(yu)再(zai)熱(re)器(qi)前(qian)屏(ping)中(zhong)間(jian)無(wu)聯(lian)箱(xiang)串(chuan)聯(lian)布(bu)置(zhi),高(gao)壓(ya)缸(gang)排(pai)汽(qi)經(jing)噴(pen)水(shui)減(jian)溫(wen)後(hou)進(jin)入(ru)牆(qiang)式(shi)輻(fu)射(she)再(zai)熱(re)器(qi),然(ran)後(hou)經(jing)再(zai)熱(re)器(qi)前(qian)屏(ping)至(zhi)末(mo)級(ji)再(zai)熱(re)器(qi),再(zai)熱(re)器(qi)的(de)溫(wen)度(du)調(tiao)整(zheng)主(zhu)要(yao)由(you)調(tiao)整(zheng)燃(ran)燒(shao)器(qi)擺(bai)角(jiao)實(shi)現(xian),噴(pen)水(shui)減(jian)溫(wen)隻(zhi)作(zuo)為(wei)防(fang)止(zhi)事(shi)故(gu)超(chao)溫(wen)及(ji)輔(fu)助(zhu)調(tiao)溫(wen)用(yong)。
2、末級再熱器出口管壁超溫分析
2.1末級再熱器出口管壁超溫的現象
3號機組調試過程中,末級再熱器出口管壁存在超溫現象,最高壁溫可達到636 C以上,主要是在機組高負荷或上層煤粉噴嘴投運期間,最高壁溫區域位於右側第63、67、70監視點,其中第67監視點壁溫最高。開大頂部OFA反切風效果不明顯。其它部位壁溫均低於540 C,過熱器管壁溫度分布與末級再熱器相同,但不存在超溫現象。
2.2原因分析
末級再熱器從左至右共72排,每排12根管,分別在第3、6、9、12、15、22、25、30、34、37、42、46、51、58、63、67、70排管屏的最外圈管子上各設有一個壁溫監視點,在第19和55排管屏的每一根管子上設有一個壁溫監視點,共41個壁溫監視點。
youyusijiaoqieyuanranshaodetedianshizhenggelutangweiyigeranshaodanyuan,sijiaoqiliuxianghuzuoyong,zailuneixingchengnishizhenfangxiangdexuanzhuanqiliu。daofengepinghuohoupingxiayan,haicunzaiyidingdecanyuxuanzhuan,cishi,yinfengjiduiyanqiliudezuoyonglishixiangluhoufangxiang,gaizuoyonglishiyanqiliugaibianfangxiang。youyuyanqidecanyuxuanzhuan,qiqiexiangsudufenliangfangxiangjidaxiaozaitongyijiemianshangbutong,zaixianghouxilidezuoyongxiazaochengliusudefenbubujun,biaoxianweiyouceyanqiliusupiangao。kaolvdaoshuipingyandaoyanchuizhifangxiangliudongzulidebutong,shangbuyanqiliudeliuchengyaodayuxiabu,liudongzulipianda,zexiabuyanqiliusujiyanwenpiangao。youyuliusufenbushangdepiancha,shiliujingtongyijiemiandebutongquyufeihuixiedailiangyesuizhichuxianyidingdechayi,bingduishuipingyandaoshouremiandechuanreliangbilichanshengyingxiang。youyuyanqiliusujifeihuixiedailiangdepiancha,shimojizaireqiyouceguanpingchuxianguanbichaowenxianxiang。
在後屏再熱器與末級再熱器之間通過無聯箱串聯連接,使再熱器的吸熱不均相互疊加,也加劇了末級再熱器管壁超溫。
製造廠在設計時雖然己考慮了末級再熱器管壁超溫的問題,在采取反切風的同時,又將頂部兩個OFA噴嘴設計為左右可手動擺動12。,但未能給出具體的擺動角度數值,必須通過具體試驗來確定合適的擺動角度和相應的風門開度範圍,才有希望達到預期的效果。
另外,燃燒火焰中心的位置對末級再熱器管壁溫度也有一定的影響,包括燃燒器輔助風的配比、磨煤機的組合運行情況、磨煤機的一次風流量大小、總風量的大小及磨煤機出力的分配等。
過熱器由於其換熱效果較好,又有兩級噴水
減溫控製,管壁溫度較低,不存在過熱現象。廠家在設計中計算的末級再熱器最高管壁溫度位於右側,最高壁溫計算值為626℃,並且在管壁溫度最高部位選用了TP-304H鋼材,最高允許管壁溫度可達到657℃,正常壁溫控製值為小於636 ℃,確保再熱器不超溫。
3、燃燒調整
3號機組在調試過程中,發現6台磨煤機在正常運行中一次風冷熱風門的開度均在60%yishang,tiaojieyudujiaoxiao,erxiangyingdemomeijiyicifengliuliangzhishijunzaizhengchangfanweinei,gupanduanweiyicifengliuliangbiaokenengbuzhun,jingmomeijiyicifengliangbiaoding,faxianyicifengliuliangjisuangongshibuzhengque,xiugaihou,momeijideyicifenglengrefengmenkaiduxiajiangwei20%~50%。磨煤機的一次風流量降低後,燃燒器著火位置適中,且著火比較穩定,降低了燃燒火焰中心位置,有利於控製再熱器壁溫。
通過測量不同機組負荷下的排煙氧量值及進行磨煤機性能試驗,初步確定了磨煤機一次風量曲線及總風量調整曲線,見圖1、2。
對於該CE型四角切圓燃燒鍋爐,一次風量不宜太大,否則會加強火焰殘餘旋轉效應,由於煤質較好,正常運行中,一般磨煤機的出力在40%~80%之間,相應通風量為62. 6~77. 65 km3/h之間,有利於降低末級再熱器管壁溫度。
OFA反切風噴嘴擺動角度存在一個最佳位置,當擺動至最大位置時,增加反切風擋板開度至60%後,末級再熱器出口右側壁溫可降低至570℃左右,但過熱器與再熱器出口蒸汽溫度出現嚴重偏差,右側低於左側30℃左右,右側最高蒸汽溫度隻能達到510℃,達不到設計值,調整減溫水及調整燃燒器擺角無效。當調整OFA反切風噴嘴擺動角度至+6。shi,xiaoguozuijia,danbixushidangtiaozhengfanqiefengliang。youyuqiliuxuanzhuanjuyouhendadeguanxing,xuanzhuanfengliangyidanquedinghou,zengjiafanqiefenglianghennangaibianqixuanzhuanfangxiang,bixuturanjiangfanqiefengliangyicizengjiazhixiwangzhihou,tiaozhengcaikedadaoyuqidexiaoguo。dangfanqiefengdangbanyou20%逐漸開大至60%時,末級再熱器出口壁溫降低約10℃,而當反切風擋板由20%次開大至60%時,末級再熱器出口壁溫降低約30℃。
當機組負荷在400 MW以下時,由於一般投運下層火嘴,燃燒火焰中心較低,再熱器管壁溫度相應也較低,一般在580 C以下;當機組負荷在400 MW以上時,E或F磨煤機投運,燃燒中心較高。雖然E和F磨煤機對應的火嘴上輔助風設計有18°的反切角度,但由於作用有限,末級再熱器出口管壁溫度仍然會上升至600℃以上,必須在磨煤機投運前適當開大頂部OFA反切風。OFA反fan切qie風feng擋dang板ban開kai大da後hou,由you於yu燃ran燒shao中zhong心xin下xia降jiang,會hui導dao致zhi過guo熱re汽qi溫wen度du偏pian低di,還hai應ying適shi當dang調tiao整zheng火huo嘴zui的de上shang下xia擺bai動dong角jiao度du,以yi達da到dao過guo熱re蒸zheng汽qi溫wen度du與yu再zai熱re器qi管guan壁bi溫wen度du同tong時shi兼jian顧gu的de目mu的de。另ling外wai,燃ran燒shao器qi的de組zu合he對dui管guan壁bi溫wen度du也ye有you一yi定ding的de影ying響xiang,采cai用yongACDE、ACDF或ABCDE組合方式管壁溫度較低。
通過燃燒調整,末級再熱器出口管壁溫度可以控製在600℃以下,大部分時段在580℃以下,由於廠家在設計時在高溫區段提高了管材等級,末級再熱器出口管壁溫度在600℃以下運行是比較安全的。
4、防止末級再熱器出口管壁溫度超標措施
(1)磨煤機E或F投tou運yun工gong況kuang下xia,頂ding部bu反fan切qie風feng擋dang板ban必bi須xu保bao持chi足zu夠gou大da的de開kai度du,且qie需xu與yu擺bai動dong火huo嘴zui角jiao度du配pei合he進jin行xing調tiao整zheng,在zai調tiao整zheng頂ding部bu反fan切qie風feng擋dang板ban時shi要yao一yi次ci調tiao整zheng到dao位wei,以yi克ke服fu燃ran燒shao氣qi流liu旋xuan轉zhuan的de慣guan性xing。
(2) OFA反切風擺動角度存在最佳位置,通過燃燒調整確定後,不應隨便改動擺動角度。
(3)在機組升負荷啟動磨煤機時應提前采取降低燃燒火焰中心的措施,防止在磨煤機投運過程中末級再熱器管壁溫度超標。
(4)磨煤機一次風量對控製著火位置及燃燒中心具有很大的作用,磨煤機的一次風量不宜太大。
5、結論
caiyongsijiaoqieyuanranshaofangshideguolu,youyucanyuxuanzhuandecunzai,qimojizaireqichukouguanbiwendubiranjiaogao,caiqufanqiecuoshihouduibiwenfenbudetiaozhengnengqidaoyidingdezuoyong,zhiyouzaifanqiefengdongliangdadaoyidingchengduhou,cainengyouxiaodigaibianmojizaireqichukouguanbiwendudefenbu。tiaozhengmojizaireqichukouguanbiwenduhuiyukongzhiguorezhengqiwenduchanshengmaodun,bixujiangfanqiefengliangyuranshaoqibaijiaoxietiaotiaozheng,fangnengdadaoerzhejiangudemude。zaicaiyongfanqiecuoshidetongshi,shidangtigaoguancaidengji,youhuazaireqidejiegousheji,shifangzhimojizaireqichaowenbaoguandeyouxiaofangfa。
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