1設(shè)備簡(jiǎn)介

貴州盤北低熱值煤發(fā)電廠選用的鍋爐為上海鍋爐廠有限公司自主研發(fā)制造的亞臨界300MW循環(huán)流化床，型號(hào)為SG－1036/17.5－M4507，型式為單汽包自然循環(huán)、單爐膛一次中間再熱、全懸吊受熱面、平衡通風(fēng)、水冷式旋風(fēng)分離器、燃煤固態(tài)排渣。鍋爐燃料一方面通過8個(gè)前墻水冷壁下部的給煤口集中給入原煤，另一方面通過4個(gè)爐頂水冷壁上的煤泥口集中供煤泥。本鍋爐采用床上點(diǎn)火方式，床上共布置8只點(diǎn)火油槍。機(jī)組配置2×50%BMCＲ的汽動(dòng)給水泵和1×30%BMCＲ的電動(dòng)給水泵。汽輪機(jī)選用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N3000－16.7/538/538。機(jī)組配置35%B－MCＲ容量高低壓串聯(lián)汽旁路系統(tǒng)。汽輪機(jī)配置了高排通風(fēng)閥，用于帶走高壓轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)效應(yīng)產(chǎn)生的熱量，高排通風(fēng)閥的型號(hào)為YT668Y－64，公稱壓力5.4MPa額定流量32t/h。

2

 甩負(fù)荷試驗(yàn)的難點(diǎn)

2. 1    防止受熱面超溫

本機(jī)組配置的鍋爐，高溫屏式過熱器及高溫再熱器布置在上部爐膛內(nèi)，高溫受熱面超溫風(fēng)險(xiǎn)極大， 防止受熱面超溫是甩負(fù)荷試驗(yàn)的重要內(nèi)容，這一原則應(yīng)作為甩負(fù)荷試驗(yàn)中僅次于防超速的第二準(zhǔn)則。 防止受熱面超溫的主要手段是保證高溫受熱面有一定的蒸汽流量，從鍋爐的角度，應(yīng)該開啟高低旁，盡可能提高蒸汽流量。

2. 2     控制高排溫度按照汽輪機(jī)廠家的運(yùn)行要求，甩負(fù)荷后汽輪機(jī)將進(jìn)入旁路模式。本機(jī)組配置的高排通風(fēng)閥額定流量僅為 32  t / h，高壓缸冷卻蒸汽流量受限。旁路模式下，如果單純滿足鍋爐防超溫的需要而開大高低旁，導(dǎo)致再熱器壓力過高，將無法開啟高排逆止門。 此時(shí)，高排通風(fēng)閥流量有限的情況下如何控制高排溫度，是汽輪機(jī)專業(yè)要重點(diǎn)考慮的問題。 2. 3     旁路模式下穩(wěn)定轉(zhuǎn)速甩負(fù)荷后，汽輪機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)速控制。旁路模式下中壓缸進(jìn)汽，再熱壓力的波動(dòng)將導(dǎo)致轉(zhuǎn)速波動(dòng)。如何在高壓調(diào)門控制轉(zhuǎn)速、保證再熱器蒸汽流量、防止高排溫度過高之間尋求平衡，是甩負(fù)荷后盡早穩(wěn)定的關(guān)鍵。 2. 4     燃用煤泥下的燃燒調(diào)整

本機(jī)組燃料組成為洗混煤 + 煤矸石 + 煤泥，實(shí)際運(yùn)行中，煤泥量燃用量達(dá)到總?cè)剂狭康?0% ，最高可以達(dá)到 50% ，在國內(nèi) 300  MW 循環(huán)流化床鍋爐中最高; 煤矸石占 15% 左右，入爐煤綜合發(fā)熱量僅為 3000kCal / kg 左右。運(yùn)行過程中，燃用煤量較大， 風(fēng)量也要偏高; 入爐煤綜合水分高、煙氣量大，易造成受熱面超溫。

3甩負(fù)荷試驗(yàn)的要點(diǎn)針對(duì)本機(jī)組的特點(diǎn)，采取了以下控制措施。 3. 1     鍋爐控制要點(diǎn)3. 1. 1      加強(qiáng)燃料調(diào)整，降低鍋爐換熱

甩負(fù)荷前倒數(shù)到“3”時(shí)，所有給煤機(jī)轉(zhuǎn)速到零， 利用鍋爐熱慣性維持負(fù)荷。當(dāng)給煤量到零后，觀察 負(fù)荷，負(fù)荷出現(xiàn)下降趨勢(shì)后立即甩負(fù)荷?！八Α敝噶?nbsp;發(fā)出的同時(shí)，停止煤泥系統(tǒng)、停止石灰石系統(tǒng)。在甩 50% 負(fù)荷時(shí)，可以只切除燃料，保留風(fēng)機(jī)運(yùn)行，同時(shí) 降低二次風(fēng)量，減弱鍋爐床料的循環(huán)倍率，將床料由循環(huán)態(tài)向接近鼓泡態(tài)調(diào)整，從床料側(cè)降低換熱強(qiáng)度， 控制蒸汽溫度; 同時(shí)減少一次風(fēng)量，控制床溫下降速率。在甩 100% 負(fù)荷時(shí)，應(yīng)手動(dòng) BT，停止所有燃料及風(fēng)機(jī)，以壓火的方式降低鍋爐換熱，待汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，迅速恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，盡快點(diǎn)火，早日并網(wǎng)。

 3. 1. 2    加強(qiáng)高低旁控制，保證再熱汽蒸汽流量

甩負(fù)荷后高低旁應(yīng)自動(dòng)聯(lián)開，高旁開度應(yīng)到 30% ( 視鍋爐壓力，如壓力過高，有超壓趨勢(shì)，還應(yīng)繼續(xù)開大) ，低旁應(yīng)全開，保證再熱器有蒸汽流量。在調(diào)整過程中，應(yīng)保證低旁全開，應(yīng)注意高低旁后蒸汽溫度，防止高低旁后蒸汽溫度高聯(lián)關(guān)高低旁。并加強(qiáng)聯(lián)系，在保證汽包水位和再熱器溫度的前提下，通過調(diào)整高旁將再熱器壓力穩(wěn)定在 0. 2  MPa。這樣，既可以保證再熱器有 80 t / h ～ 100 t / h 的蒸汽流量，屏再不超溫，又有利于汽輪機(jī)控制轉(zhuǎn)速，還可以有效控制高排溫度，保證在并網(wǎng)后盡早開啟高排逆止門。

3. 1. 3      確保鍋爐水位

在汽機(jī)甩負(fù)荷成功后，要快速恢復(fù)系統(tǒng)，關(guān)鍵是要保證汽包水位，而保證汽包水位的關(guān)鍵是盡快降低一次系統(tǒng)壓力，否則 CFB 鍋爐強(qiáng)大的蓄熱量會(huì)使得給水泵會(huì)因系統(tǒng)壓力過高而補(bǔ)不上水。一次系統(tǒng)的泄壓除了通過高、低旁外，還可以輔助 PCV 閥及過、再熱器向空排汽閥( 如有設(shè)計(jì)) 。系統(tǒng)泄壓及水位恢復(fù)過程需大量用水，所以甩負(fù)荷前，應(yīng)保持凝汽器及除氧器在較高水位。

在甩 50% 負(fù)荷過程中，保留一臺(tái)汽泵與電泵并列運(yùn)行，最大補(bǔ)水量達(dá)到 537  t / h，水位很快穩(wěn)定。

對(duì)于首臺(tái)機(jī)組甩 100% 負(fù)荷，由于蒸汽壓力高，依靠啟動(dòng)鍋爐已經(jīng)無法維持汽泵高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，無法實(shí)現(xiàn)汽電泵并列運(yùn)行，只能靠壓火的方式努力減小壓力波動(dòng)，依靠電泵上水。對(duì)于第二臺(tái)機(jī)組，可以依靠鄰機(jī)來汽，保證甩負(fù)荷后維持一臺(tái)汽泵與電泵并列運(yùn)行，水位可以迅速穩(wěn)定。

3. 1. 4      受熱面超溫

如系統(tǒng)恢復(fù)過程中因設(shè)備故障造成機(jī)組不能及時(shí)并網(wǎng)，應(yīng)果斷減煤并投油。在設(shè)備處理過程中，因汽機(jī)進(jìn)氣量較小，如純投煤運(yùn)行，床溫會(huì)很高。這時(shí)不論是高溫受熱面壁溫還是汽溫都會(huì)超溫，如故障處理時(shí)間過長，過小的蒸汽量限制減溫水量，超溫會(huì)無法控制。為保障機(jī)組安全，如遇短時(shí)無法處理的故障，應(yīng)果斷減煤并投油。

3. 1. 5     帶泥煤系統(tǒng)的甩負(fù)荷控制特點(diǎn)

泥煤系統(tǒng)帶有大量的水分，燃用泥煤會(huì)造成床溫下降，煙氣量增加，尾部低溫受熱面壁溫高等現(xiàn)象。當(dāng)甩負(fù)荷指令下達(dá)后，操作員應(yīng)手動(dòng)全停泥煤膏體泵。泥煤量較大時(shí)，在甩負(fù)荷前應(yīng)將一部分的泥煤量轉(zhuǎn)換為給煤機(jī)原煤量來代替( 實(shí)際操作中， 將膏體泵轉(zhuǎn)速從 90% 降至 50% 運(yùn)行，泥煤量可降低 一半) ，以免造成負(fù)壓波動(dòng)。

在系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)，必須在機(jī)組負(fù)荷大于 100  MW 且床溫穩(wěn)定在 850℃ 以上，才能投運(yùn)泥煤系統(tǒng)。泥煤投運(yùn)時(shí)大量水分的加入會(huì)使得煙氣量增加較多， 尾部對(duì)流換熱會(huì)加劇，在低負(fù)荷時(shí)，尾部受熱面蒸汽流量小，對(duì)流換熱強(qiáng)，低溫受熱面會(huì)超溫。

3. 2   汽機(jī)控制要點(diǎn)3. 2. 1 加強(qiáng)協(xié)調(diào)，促進(jìn)轉(zhuǎn)速盡早穩(wěn)定

甩負(fù)荷時(shí) OPC 同時(shí)動(dòng)作，可將 OPC 復(fù)位轉(zhuǎn)速設(shè)定為 3 000r /min，防止 OPC 過早復(fù)位后轉(zhuǎn)速二次 飛升。甩負(fù)荷后，機(jī)組將進(jìn)入旁路模式下的轉(zhuǎn)速控制，對(duì)于本機(jī)組，此時(shí)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)由高壓調(diào)門完成， 中壓調(diào)門不參與調(diào)節(jié)。因此，應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)高旁，防止再熱壓力大幅波動(dòng)造成轉(zhuǎn)速波動(dòng)，應(yīng)密切注意高調(diào)開度及高排溫度，保證通風(fēng)閥開啟。

3. 2. 2    盡早并網(wǎng)，盡快恢復(fù)

轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在 3 000 r / min 后，應(yīng)及時(shí)宣布甩負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)束。此時(shí)，應(yīng)盡快啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，恢復(fù)鍋爐燃燒，盡快并網(wǎng)。并網(wǎng)以后，根據(jù)高壓缸排汽壓力的增長逐漸關(guān)小高低旁，當(dāng)負(fù)荷到 20 MW 時(shí)，可以開啟高排逆止門，平穩(wěn)完成高旁與高壓缸排汽的切換。在高排逆止門開啟之前，應(yīng)密切監(jiān)視高排溫度，防止通風(fēng)閥流量不夠，造成高排溫度達(dá)到跳機(jī)值。并網(wǎng)后，應(yīng)密切監(jiān)視主汽溫度，根據(jù)鍋爐壓力溫度決定負(fù)荷增減。

4甩負(fù)荷試驗(yàn)過程 4. 1     甩 50% 負(fù)荷試驗(yàn)2013年05月19日21時(shí)15分37秒倒計(jì)數(shù)到0，由電氣專業(yè)操作跳開主開關(guān)，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)斷開;汽輪機(jī)甩負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作，汽輪機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)速控制，汽輪機(jī)高中壓調(diào)門、高排逆止門及各抽汽逆止門關(guān)閉，高低旁開出，高排通風(fēng)閥開出。
21時(shí)15分57秒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min。21:16:31高旁開度30%，高旁后壓力1.39MPa，高排溫度331℃，低旁開度到達(dá)27%后卡澀，安排運(yùn)行人員就地手動(dòng)開出。
21時(shí)17分00秒再熱器壓力1.4MPa，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速上升到3010r/min，由于低旁就地仍未開完，為防止再熱器壓力升高造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速無法穩(wěn)定，將高旁開度收至0%。21時(shí)19分37秒高旁后壓力0.114MPa，高排壓力0.145MPa，高排溫度352℃，低旁人工開至57%，為防止高排溫度繼續(xù)升高，將高排逆止門開出，高排逆止門開出后，高排溫度持續(xù)下降。21時(shí)24分42秒機(jī)組并網(wǎng)。21時(shí)28分17秒機(jī)組負(fù)荷78MW手動(dòng)關(guān)閉高排通風(fēng)閥。

以主開關(guān)動(dòng)作為時(shí)間零點(diǎn)，0.088秒時(shí)OPC電磁閥動(dòng)作;0.137秒時(shí)各高壓調(diào)門開始關(guān)閉;0.217秒時(shí)所有高中壓調(diào)門全部關(guān)閉到位;1.502秒時(shí)轉(zhuǎn)速上升到最高轉(zhuǎn)速3063r/min;12.474秒時(shí)轉(zhuǎn)速在3000r/min，OPC電磁閥釋放;轉(zhuǎn)速逐漸回落到3000r/min以下并繼續(xù)下降，各高中壓調(diào)門在轉(zhuǎn)速控制方式下逐漸開啟，13.907秒轉(zhuǎn)速到達(dá)最低值2993r/min，20.353秒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min。

4. 2     甩 100% 負(fù)荷試驗(yàn)力從3.053MPa上升到3.24MPa(此時(shí)低旁開2014年01月19日13時(shí)34分開始進(jìn)行1號(hào)機(jī)組甩100%負(fù)荷試驗(yàn)。13時(shí)34分15時(shí)停止煤泥系統(tǒng)運(yùn)行。13時(shí)34分21時(shí)分秒停止給煤機(jī)運(yùn)行。13時(shí)34分24秒由電氣人員在ECS上拉開主開關(guān)，汽輪機(jī)甩負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作，高旁自動(dòng)開到30%，低旁自動(dòng)開到100%，汽輪機(jī)進(jìn)入旁路模式下的轉(zhuǎn)速控制，鍋爐側(cè)手動(dòng)BT停止所有風(fēng)機(jī)運(yùn)行。機(jī)前主蒸汽壓力從14.90MPa上升到17.03MPa，再熱蒸汽度到達(dá)29%)，而后隨著低旁開度增加再熱蒸汽壓力開始下降。13時(shí)35分38秒轉(zhuǎn)速首次穩(wěn)定在3000r/min。甩100%負(fù)荷試驗(yàn)成功。

以主開關(guān)動(dòng)作為時(shí)間零點(diǎn)，0.088秒時(shí)OPC電磁閥動(dòng)作;0.109秒時(shí)各高壓調(diào)門開始關(guān)閉;0.199秒時(shí)所有高中壓調(diào)門全部關(guān)閉到位;0.204秒時(shí)所有中壓調(diào)門全部關(guān)閉到位;1.878秒時(shí)轉(zhuǎn)速上升到最高轉(zhuǎn)速3137r/min;26.232秒時(shí)轉(zhuǎn)速在3000r/min，OPC電磁閥釋放(試驗(yàn)前將復(fù)位轉(zhuǎn)速降為3000r/min);轉(zhuǎn)速逐漸回落到3000r/min以下并繼續(xù)下降，各高中壓調(diào)門在轉(zhuǎn)速控制方式下逐漸開啟，27.792秒轉(zhuǎn)速到達(dá)最低值2990r/min，74.803秒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min。

在甩負(fù)荷后的過度過程中，13:35:08由于低旁后溫度到達(dá)160℃，“低旁后溫度高閉鎖低旁”保護(hù)動(dòng)作，低旁自動(dòng)關(guān)閉(低旁關(guān)閉后，低旁后溫度最高到達(dá)209℃)，造成再熱蒸汽壓力回升，轉(zhuǎn)速發(fā)生波動(dòng)。通過調(diào)整高低旁，再熱蒸汽壓力穩(wěn)定在0.23MPa。13:49:16汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定在3000r/min。14:52:20在處理好電氣裝置故障后，機(jī)組重新并網(wǎng)，接帶23MW負(fù)荷。

5結(jié)語( 1) 甩負(fù)荷試驗(yàn)，主要考驗(yàn)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。應(yīng)當(dāng)以保證機(jī)組轉(zhuǎn)速盡快穩(wěn)定在3000 r / min為第一準(zhǔn)則。( 2) 對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐，過再熱器維持一定的蒸汽流量是防止超溫的重要保證，這應(yīng)當(dāng)成為燃料調(diào)整、旁路控制的主要目標(biāo)。( 3) 系統(tǒng)恢復(fù)速度的快慢，取決于汽包水位恢復(fù)正常的時(shí)間，迅速降低系統(tǒng)壓力，使給水泵持續(xù)大流量補(bǔ)水是關(guān)鍵。( 4) 對(duì)于上汽機(jī)組，甩負(fù)荷試驗(yàn)后采用旁路方式恢復(fù)并網(wǎng)及升負(fù)荷，可以大大縮短機(jī)組的恢復(fù)時(shí)間，但是，應(yīng)當(dāng)在保證再熱器蒸汽流量的前提下盡早開出高排，防止高排溫度升高。( 5) 循環(huán)流化床鍋爐壓火做甩負(fù)荷試驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)在試驗(yàn)成功后盡快恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，投入燃料，盡可能減緩主再熱汽溫下降。( 6) 系統(tǒng)恢復(fù)過程，如遇設(shè)備問題不能及時(shí)并網(wǎng)，造成高溫受熱面超溫，應(yīng)果斷減少煤量并及時(shí)投運(yùn)油系統(tǒng)。

( 7) 泥煤系統(tǒng)在甩負(fù)荷前應(yīng)減出力運(yùn)行，在系統(tǒng)穩(wěn)定后才能投入泥煤系統(tǒng)。

文獻(xiàn)信息

黃錫兵,鐘晶亮,肖建. 大比例摻燒煤泥300 MW循環(huán)流化床機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)研究[J]. 貴州電力技術(shù),2015,12:11-14.