王宏梁，王國(guó)清

(山西省興能發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 古交 030200)

0 引言

火電超臨界和超超臨界機(jī)組由于其蒸汽壓力高和主蒸汽溫度高的特點(diǎn)，它具有顯著的節(jié)能效果、環(huán)保效果和無(wú)可比擬的經(jīng)濟(jì)性能。發(fā)展高效率、高參數(shù)的超臨界和超超臨界火電機(jī)組已成為我國(guó)未來(lái)火電建設(shè)的主流項(xiàng)目。在實(shí)際運(yùn)行的啟、停過(guò)程中，鍋爐內(nèi)的工質(zhì)水需要經(jīng)過(guò)干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換，如果調(diào)整不當(dāng)，經(jīng)常會(huì)引起主再熱蒸汽溫度參數(shù)的劇烈波動(dòng)［1］，造成水、煤比失調(diào)，鍋爐管壁超溫，汽輪機(jī)進(jìn)水等事故［2－3］。本文通過(guò)一次典型案例分析減少干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程的事故停機(jī)，為600 MW機(jī)組干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換安全運(yùn)行提供參考依據(jù)。

1 機(jī)組運(yùn)行工況

某電廠共有4臺(tái)機(jī)組，其中的#3機(jī)組為600 MW超臨界機(jī)組。在正常運(yùn)行時(shí)，廠用電為本機(jī)接帶，高壓輔助蒸汽聯(lián)箱為四抽接帶，軸封為自密封，輔助汽源作為軸封備用汽源，A，B，C給水泵運(yùn)行，風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，C，D，E，F(xiàn)磨煤機(jī)運(yùn)行，自動(dòng)發(fā)電量控制AGC(Automatic Generation Control)、自動(dòng)電壓控制AVC(Automatic Voltage Control)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS(Power System Stabilization)均投入運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷由AGC控制，無(wú)功負(fù)荷由AVC控制。

2 事故過(guò)程

事故發(fā)生在2011－03－14 T 11:57，碎渣機(jī)有異物卡造成碎渣機(jī)輸送鏈跳閘，液壓關(guān)斷門關(guān)閉，撈渣機(jī)退出運(yùn)行。12:42，在碎渣機(jī)處取出異物。13:20，因液壓關(guān)斷門10B，9B關(guān)閉不嚴(yán)造成輸送鏈上渣量太多，碎渣機(jī)啟動(dòng)不了，申請(qǐng)值長(zhǎng)退出AGC，降負(fù)荷至400 MW。14:20，再次降負(fù)荷至320 MW。18:10，高壓輔助蒸汽聯(lián)箱倒為一期接帶。19:00，負(fù)荷由320 MW降至250 MW，投油槍，C磨煤機(jī)停止運(yùn)行。19:33，就地間斷撈渣機(jī)運(yùn)行，啟動(dòng)輸送鏈掏渣。23:10，鍋爐主控解自動(dòng)為手動(dòng)，機(jī)組運(yùn)行方式切為機(jī)跟隨運(yùn)行方式，負(fù)荷降為237 MW。23:15，停止D磨煤機(jī)運(yùn)行，負(fù)荷降為220 MW，機(jī)組開始由干態(tài)轉(zhuǎn)濕態(tài)。23:21，繼續(xù)減煤量至61 t/h，負(fù)荷降為200 MW，主蒸汽溫度由505℃降至485℃。23:25，迅速加煤量至98 t/h，負(fù)荷、調(diào)門綜合開度，主蒸汽壓力變化不大，主蒸汽溫度爐側(cè)降為347℃，機(jī)側(cè)降為402℃，主蒸汽溫度低保護(hù)動(dòng)作，汽機(jī)跳閘，鍋爐MFT動(dòng)作，發(fā)電機(jī)出口5021，5022開關(guān)聯(lián)鎖跳閘，油泵自啟正常。根據(jù)參數(shù)變化情況，取4個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)對(duì)照相關(guān)參數(shù)，其結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 事故發(fā)生過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)值的對(duì)照(2010－03－14)

從表1可以看出，在事故發(fā)生過(guò)程中，出現(xiàn)水、煤比失調(diào)，主蒸汽溫度迅速下降，直至被迫停機(jī)，因此，水、煤比失調(diào)是此次事故的主要原因。

3 原因分析

撈渣機(jī)設(shè)計(jì)容量為4 h鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量BMCR(Boiler Maximum Continue Rate)，從 2011 －03－14 T 11:57停運(yùn)撈渣機(jī)，到2011－03－14 T 23:00結(jié)束，撈渣機(jī)停運(yùn)長(zhǎng)達(dá)11 h。撈渣機(jī)停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，必須降負(fù)荷且減煤量，機(jī)組由干態(tài)轉(zhuǎn)濕態(tài)是這次事故發(fā)生的導(dǎo)火線。

4 干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換的控制要點(diǎn)和注意事項(xiàng)

在臨界壓力和臨界溫度時(shí)，水和蒸汽的密度是相同的。超臨界火電技術(shù)由于參數(shù)本身的特點(diǎn)決定了超臨界鍋爐只能采用直流鍋爐，直流鍋爐普遍存在著流動(dòng)不穩(wěn)定、熱偏差和脈動(dòng)水動(dòng)力的問(wèn)題。另外，為了達(dá)到較高的流速，必須采用小管徑水冷壁。超臨界機(jī)組在啟、停和事故處理過(guò)程中存在干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換。鑒于以上特點(diǎn)并總結(jié)此次事故的經(jīng)驗(yàn)，提出干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

(1)干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)。為確保水冷壁低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的水循環(huán)良好，水冷壁的給水流量不能低于520 t/h;同時(shí)，為防止給水過(guò)大，造成汽溫大幅下降，通常在負(fù)荷240～250 MW時(shí)進(jìn)行干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換［4］。

(2)保證給水流量的穩(wěn)定。投入給水自動(dòng)和分離器水位自動(dòng)，給水流量維持在800～830 t/h。

(3)啟動(dòng)鍋爐循環(huán)泵的時(shí)間。在轉(zhuǎn)入干態(tài)時(shí)，為避免爐水循環(huán)泵跳閘或緊急停運(yùn)造成給水流量波動(dòng)，可在轉(zhuǎn)干態(tài)結(jié)束、參數(shù)穩(wěn)定后再停運(yùn);在轉(zhuǎn)入濕態(tài)時(shí)，待分離器水位達(dá)到6～8 m時(shí)，再啟動(dòng)爐水循環(huán)泵［5］。

(4)減少煤量的操作應(yīng)緩慢。在干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，因煤燃燒有較強(qiáng)的滯后性，切忌加、減煤過(guò)急，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)提供的數(shù)據(jù)，每10 MW可按4 t/h的速度進(jìn)行加減。

(5)維持主汽壓力穩(wěn)定。投入機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS(Boiler-turbine Coordinated Control System)或數(shù)字式電氣液壓控制系統(tǒng)DEH(Digital Electric Hydraulic Control System)中的機(jī)前壓力自動(dòng)，在干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，主蒸汽壓力應(yīng)控制在 9.5～11.5 MPa［6－8］。

(6)給水大、小閥的切換。在轉(zhuǎn)干態(tài)時(shí)，為保證給水流量與負(fù)荷的適應(yīng)與匹配，保證合適的過(guò)熱度，防止鍋爐缺水，給水閥要進(jìn)行小閥切大閥的操作。在轉(zhuǎn)濕態(tài)時(shí)，為保證啟動(dòng)分離器水位穩(wěn)定，防止鍋爐循環(huán)泵的跳閘引起給水流量過(guò)低造成的鍋爐主燃料跳閘MFT(Master Fuel Trip)動(dòng)作，應(yīng)盡早進(jìn)行大閥切小閥的操作。

(7)加強(qiáng)對(duì)汽溫和汽輪機(jī)監(jiān)視儀表TSI(Turbine Supervisory Instrument)的監(jiān)視。在干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，經(jīng)常由于水、煤比嚴(yán)重失調(diào)造成汽溫的急劇下降，汽輪機(jī)進(jìn)汽帶水，從而造成汽輪機(jī)振動(dòng)增大，甚至軸瓦燒損、大軸彎曲等惡性事故。為避免上述事故的發(fā)生，在操作過(guò)程中，必須保證水煤加減適當(dāng)，以防止水、煤比例失調(diào)［9］，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)汽溫和TSI的監(jiān)視。

(8)盡量縮短干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間。在干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，水冷壁垂直管或后墻可能產(chǎn)生汽－水兩相流，容易引起水動(dòng)力不均，造成的壁溫偏差大和超限，應(yīng)維持給水流量和燃煤量的穩(wěn)定，防止干、濕態(tài)交替，盡量縮短干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間。

5 結(jié)論

超臨界直流鍋爐在干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，因水、煤比失調(diào)以及主蒸汽壓力控制不當(dāng)?shù)仍蛞自斐善啓C(jī)進(jìn)水、鍋爐干燒等事故。針對(duì)干態(tài)、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程的特點(diǎn)，提出重點(diǎn)調(diào)節(jié)水、煤比例，保證主、再熱汽溫和主汽壓力的穩(wěn)定，是干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中需要注意的重點(diǎn)事項(xiàng)。

［1］陳小強(qiáng)，羅志浩，尹峰.超超臨界鍋爐干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換分析［J］.浙江電力，2010(2):30 －32.

［2］段寶，李鋒，蘭勇.600 MW超臨界直流鍋爐干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換的控制要點(diǎn)探析［J］.電站系統(tǒng)工程，2010(2):27－29.

［3］張偉，寧獻(xiàn)武，王磊.1 000 MW超超臨界機(jī)組干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程及風(fēng)險(xiǎn)控制［J］.東北電力技術(shù)，2009(7):19－21.

［4］梁剛.超超臨界直流鍋爐干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換控制策略淺析［J］.華電技術(shù)，2008，30(4):13 －14.

［5］張振國(guó)，李嘉宏，孫海天，等.帶循環(huán)泵的超臨界鍋爐干、濕態(tài)控制分析［J］.吉林電力，2010(4):43－45.

［6］鄭國(guó)寬，袁春江，文巖.600 MW級(jí)超臨界直流鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中壓力與溫度控制探討［J］.東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2011(2):18－21.

［7］章德龍.單元機(jī)組集控運(yùn)行［M］.北京:中國(guó)電力出版社，1991.

［8］王鋒，周黎輝，張自華.超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)［J］.華電技術(shù)，2008，30(8):36 －40.

［9］張保國(guó).600 MW超臨界直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)改造［J］.華電技術(shù)，2009，31(3):9 －10.