【摘 要】河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司#5、#6鍋爐為內(nèi)置啟動系統(tǒng)的超臨界直流鍋爐。自投產(chǎn)以來，在啟動過程鍋爐由濕態(tài)轉(zhuǎn)為干態(tài)（即直流運(yùn)行狀態(tài)）時，鍋爐水冷壁有短時超溫現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅鍋爐受熱面的安全運(yùn)行。通過組織現(xiàn)場的調(diào)試以及實(shí)驗(yàn)，制定了新的轉(zhuǎn)直流運(yùn)行措施。

【關(guān)鍵詞】超臨界直流鍋爐；直流運(yùn)行；水冷壁；超溫

1前言

西柏坡電廠三期為兩臺超臨界機(jī)組，鍋爐是北京巴威公司生產(chǎn)的超臨界參數(shù) SWUP鍋爐。型號為：B&WB-1950/25.41-M。鍋爐配有帶循環(huán)泵的內(nèi)置式啟動系統(tǒng)，水冷壁下部為螺旋管，上部為垂直管布置。自投產(chǎn)以來，在鍋爐啟動由濕態(tài)轉(zhuǎn)為直流運(yùn)行期間，鍋爐水冷壁有短時超溫現(xiàn)象，螺旋管壁溫最高達(dá) 520℃，垂直水冷壁聯(lián)箱引出管最高達(dá) 530℃，嚴(yán)重威脅鍋爐受熱面的安全運(yùn)行。

2 概況

河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司#5、#6 鍋爐為北京巴布科克·威爾科克斯（B&WB）

有限公司生產(chǎn)的 B&WB-1950/25.41-M 型超臨界直流鍋爐。鍋爐配有帶循環(huán)泵的內(nèi)置式啟動系統(tǒng)。采用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺鍋爐配備 6 臺 ZGM113N 型中速磨煤機(jī)，前后墻對沖燃燒方式，36 只 DRB-4Z 型超低 NOx 雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器分三層對稱布置在矩形燃燒室的前、后墻上，每只燃燒器配有一只點(diǎn)火油槍，前下層燃燒器配有等離子點(diǎn)火裝置。16 只 NOx（OFA）噴口置于噴燃器上層。

與汽包鍋爐不同，直流鍋爐點(diǎn)火時，為了減少流動的不穩(wěn)定和保持水冷壁管壁溫低于允許值，必須保證爐膛水冷壁管中的流量不低于最小流量值。本鍋爐爐膛水冷壁管所需的最小流量值為27%MCR（即526.5t/h）。但在鍋爐啟動和產(chǎn)汽量低于爐膛所需的最小流量負(fù)荷區(qū)間運(yùn)行時，多余的水又不希望進(jìn)入過熱器系統(tǒng)，此時就需要在過熱器前設(shè)置一個啟動旁路系統(tǒng)來將多余的水排掉。因此超臨界直流鍋爐啟動系統(tǒng)的主要作用就是在鍋爐啟動、低負(fù)荷運(yùn)行（蒸汽流量低于爐膛所需的最小流量時）及停爐過程中，維持爐膛內(nèi)的最小流量，以保護(hù)爐膛水冷壁管，同時滿足機(jī)組啟、停及低負(fù)荷運(yùn)行時對蒸汽流量的要求。

啟動系統(tǒng)如下圖：

在鍋爐啟動過程中，根據(jù)鍋爐說明書當(dāng)過熱器出口主汽流量達(dá)到30%MCR（即負(fù)荷約210WM）時，保持省煤器入口給水流量不小于526.5t/h，緩慢增加燃料量，鍋爐進(jìn)入直流運(yùn)行模式。

自投產(chǎn)以來，每當(dāng)啟動過程中，在210WM左右鍋爐轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行后往往水冷壁壁溫會出現(xiàn)偏差以至于部分管壁溫度超溫，到達(dá)520℃左右，且此時過熱也會快速上漲，漲至60左右，嚴(yán)重威脅鍋爐受熱面的安全運(yùn)行。

3 原因分析

1、在機(jī)組并網(wǎng)后升負(fù)荷過程中，由于爐膛溫度偏低，燃燒效率偏低，煙氣溫度偏低也導(dǎo)致了過熱器組的換熱效率低，為了保證汽溫、汽壓滿足對應(yīng)負(fù)荷階段的需要，燃料量往往比機(jī)組正常運(yùn)行時大。此時應(yīng)該保證入爐總給水流量滿足水冷壁冷卻需求從而保證水冷壁壁溫不出現(xiàn)偏差甚至超溫。

2、在機(jī)組并網(wǎng)后升負(fù)荷至210WM轉(zhuǎn)為直流運(yùn)行時，此時啟動系統(tǒng)退出運(yùn)行，而主蒸汽流量約為650t/h，若要保持鍋爐的直流運(yùn)行狀態(tài)，而給水流量與減溫水流量之和要和主蒸汽量保持一致。由于此時主蒸汽流量偏低，導(dǎo)致入爐總給水流量偏低，給水在水冷壁中分配不均衡導(dǎo)致部分水冷壁管冷卻不好，溫度出現(xiàn)偏差，甚至部分管壁超溫。如下圖：

3、綜上，在鍋爐啟動初期，為了保證主蒸汽參數(shù)的穩(wěn)步上升，鍋爐需要強(qiáng)化燃燒，而此時鍋爐規(guī)程規(guī)定的給水流量不小于526.5t/h已經(jīng)不能滿足水冷壁冷卻的需要。

2018年11月15日五值三單元后夜，接班后#6爐升溫升壓階段，6D磨煤機(jī)運(yùn)行，煤量23t/h，等離子投入正常，一根油槍投入運(yùn)行。吸、送、一次風(fēng)機(jī)兩側(cè)運(yùn)行，燃燒穩(wěn)定。主汽壓力3.6Mpa，主汽溫337℃，高旁檢修就地確認(rèn)后開至57%。

2：20到達(dá)沖車參數(shù)后，汽機(jī)沖車；2：38中速暖機(jī)2.5小時；5：10暖機(jī)結(jié)束。

6：00#6機(jī)并網(wǎng)帶初負(fù)荷暖機(jī)30分鐘。暖機(jī)期間開啟6C制粉系統(tǒng)運(yùn)行。6：20機(jī)組負(fù)荷55WM，高旁關(guān)閉，主汽壓力6.2Mpa，主汽溫度460℃，入爐總給水流量717t/h，燃料量57t/h。

6：43負(fù)荷130WM，#6爐將給水旁路開始倒至主給水運(yùn)行，期間開啟6A制粉系統(tǒng)運(yùn)行。6：47，主給水電動門開展，此時負(fù)荷160WM，主汽壓力9.0Mpa，主汽溫480℃，燃料量90t/h，入爐總給水流量830t/h。6：57分主汽溫度快速下降至459℃，此時負(fù)荷上升至170WM，立即保持負(fù)荷降低給水流量，增加燃料量，將漏流的過熱器減溫水全部關(guān)閉。7：04主汽開始上升，此時負(fù)荷190WM，入爐總給水流量637t/h，燃料量109t/h。

7：15分，鍋爐側(cè)水冷壁螺旋管壁溫開始報(bào)警，此時負(fù)荷260MW，燃料量131t/h，入爐總給水流量800t/h。此時鍋爐爐水循環(huán)泵正常運(yùn)行，鍋爐未轉(zhuǎn)直流，但是過熱度已經(jīng)有19，立即增加給水流量，降低過熱度。7：30鍋爐各壁溫測點(diǎn)恢復(fù)正常。

通過上述開機(jī)實(shí)例，根據(jù)負(fù)荷和流量曲線從新選擇鍋爐轉(zhuǎn)直流的節(jié)點(diǎn)，通過啟動過程的實(shí)驗(yàn)，在保證啟動流量不低于750t/h時，水冷壁壁溫變化變得穩(wěn)定上升，從而能保證水冷壁冷卻需求。因此，在負(fù)荷280MW～300MW時，保持省煤器入口給水流量不小于750t/h，緩慢增加燃料量，鍋爐進(jìn)入直流運(yùn)行模式，從而保證水冷壁不超溫。

4 轉(zhuǎn)直流后防止水冷壁超溫的對策

1、鍋爐在轉(zhuǎn)直流前應(yīng)時刻關(guān)注水冷壁各個管壁溫度的變化，若有明顯的偏差出現(xiàn)，部分管壁溫度上升過快，應(yīng)及時增加給水流量從而保證水冷壁不超溫。

2、鍋爐轉(zhuǎn)直流之前，濕態(tài)運(yùn)行期間的主汽溫度的調(diào)整和給水流量（貯水箱水位一直保持在9m以下）并無直接關(guān)系。主汽溫度降低時不應(yīng)減少給水流量，應(yīng)保證鍋爐啟動流量不低于750t/h（循環(huán)量加給水量），從而保證水冷管壁的冷卻不超溫。

3、鍋爐應(yīng)290WM左右時再轉(zhuǎn)直流，因?yàn)榇藭r轉(zhuǎn)直流時給水流量能保持在750t/h以上，從而保證各水冷壁管的分配和冷卻。

4、鍋爐在啟動后剛剛轉(zhuǎn)直流運(yùn)行時，要及時調(diào)整水煤比，應(yīng)控制過熱度的變化不應(yīng)過快。而且剛啟動初期，煤量較大，應(yīng)保持較大給水流量從而保證水冷壁管不超溫。

5 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)證明，再鍋爐啟動時轉(zhuǎn)直流時，主要是由于給水流量偏低時，工質(zhì)的質(zhì)量流速偏低以及水力分配不均是引起水冷壁超溫的主要原因，通過推后鍋爐轉(zhuǎn)直流的節(jié)點(diǎn)，保證入爐給水流量不低于750t/h左右，有效的遏制水冷壁超溫的現(xiàn)象，保證了鍋爐受熱面的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]《火力發(fā)電廠節(jié)能和指標(biāo)管理技術(shù)》李青、公維平主編 中國電力出版社

[2]《超臨界、超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)》西安熱工研究院編中國電力出版社

作者簡介：

崔良，性別：男，出生日期：1980.03學(xué)歷：本科，職稱：電力工程師，籍貫：河北省平山縣，研究方向：火力發(fā)電廠集控運(yùn)行專業(yè)

（作者單位：河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司）