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某電廠超超臨1000MW機組進行冷態啟動,且鍋爐處于低負荷狀態時,其超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁都出現了超溫現象[2]。在超超臨1000MW機組的壓力下,整個水冷壁的管路材質、布置以及傳熱特點相對而言會變得特殊,通常,水冷壁的材質呈現出石墨化都是由水冷壁超溫引起的,與此同時,使金屬的持久性強度以下降的趨勢呈現出來,因此,它影響了機組的正常運行。本篇論文將結合某電廠超超臨1000MW機組鍋爐的運行經驗,探究超超臨在啟動冷態時水冷壁超溫的特點及
原因。
1 超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁超溫情況
該電廠超超臨1000MW鍋爐機組水冷壁的結構為垂直管水冷壁,其采用的內螺紋管曾被改進過。通過查詢(SIS)生產信息系統的數據記錄,這組數據將電廠2009年1月12日到2010年1月22日所有機組5次水冷壁超溫的情況,2009年1月12日超溫點數有5個,超溫時負荷段為326-392MW;2009年4月16日超溫點數有4個,超溫時負荷段為325-372MW;2009年6月21日超溫點數有4個,超溫時負荷段為356-385MW;2009年12月19日超溫點數有2個,超溫時負荷段為326-395MW;2010年1月22日超溫點數有6個,超溫時負荷段為295-395MW。根據以上數據可知,鍋爐啟動冷態時,其超溫有以下特點。1)超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁超溫狀況是在冷態啟動時超超臨1000MW機組鍋爐由濕態轉為干態運行后發生的。其負荷一般300-400MW的變壓運行初期,其機組在(CCS)投入協調控制方式前。2)該電廠超超臨1000MW機組鍋爐的水冷壁超溫測點位置主要在其前墻超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁中間的信箱入口處。3)超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁超溫測點在水冷壁超過常規溫度限度前,一般都在340℃左右,并可在5分鐘內迅速上升到540℃以上或更高,它有著突發性強的特點,可調節性與可預測性都較弱。
2 超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁超溫的原因
1)超超臨1000MW機組鍋爐煤水比例失調。超超臨1000MW機組全鍋爐的水冷壁質量流速不足或者熱負荷值過大,從而造成超超臨1000MW機組鍋爐煤與水的比例失調,此時,鍋爐的汽水分離器入口過熱度會導致其溫度迅速上升,從而造成了鍋爐水冷壁的超溫現象。
2)超超臨1000MW機組全爐熱負荷值過大。當鍋爐處于干態運行時,其負荷會快速增加。一般情況下,鍋爐濕態運行是在其連續出力的25%時,當鍋爐運行狀態轉為干態運行時,會進入鍋爐亞臨界的直流運行,此時,鍋爐應該以干態的形式運行著,因此,當鍋爐運行轉干態時,負荷會以較快的速度增加。因此,為了維持當前負荷和主蒸汽壓力必須要加大燃料量。由于快速增加鍋爐的蒸發量,從而會導致過快的加煤,這樣,全爐的熱負荷值也會隨之加大。
對鍋爐給水溫度過低也會引發超超臨1000MW機組全爐熱負荷值過大,在啟動初期,除了高壓加熱器未投入或者投入過晚、氧器加熱不充分,其鍋爐省煤器的入口給水溫度會變低,因此,會延長超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁熱水段,為了保證加熱時的焓增含量,這樣就會投入過量的燃料量。
3)超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁質量流速不足。汽水分離器水位過高會影響超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁質量流速不足。當超超臨1000MW機組鍋爐處于濕態時,其汽水分離器的水位會上漲,這會導致鍋爐給水泵所提供的流量相對減少,并將增大BCP中提供的再次循環流量。當超超臨1000MW機組鍋爐轉干態運行后,鍋爐汽水分離器的水位會隨之變高,為了不使過熱器進水,只可利用減少省煤器入口給水量的方式來展開運作,這樣,便會造成水冷壁的質量流速不足。
3 超超臨1000MW機組鍋爐水冷壁控制策略
1)控制鍋爐過熱度。由于煤與水的比例出現失調現象,失調后會使汽水分離器入口的過熱度上升,因此,鍋爐水冷壁會出現超溫現象。當電廠超超臨1000MW機組鍋啟動冷態時,其煤與水的比例如果徘徊在6-7時,鍋爐的過熱度會上升較快,根據SIS的統計結果來分析,鍋爐處于冷態啟動初期,其過熱度如果大于5℃,鍋爐水冷壁出現高溫率會上升。因此,在主蒸氣壓沒有到達13.0MPa前,也須將鍋爐過熱度控制在5℃以下,煤水比控制在8左右。
2)合理分配鍋爐的風流量。為了增強鍋爐一次風粉剛度,必須提高一次風流量,減少鍋爐的二次風流量。根據電廠超超臨1000MW機組鍋冷態啟動時出現的狀態,鍋爐的前墻水冷壁的壁溫會有偏差,從而造成鍋爐的前墻水冷壁超溫,將前墻燃燒器區域的輔助風擋板開大,然后把后墻燃燒器區域的輔助風擋板開小,再將火焰的切圓的中心向后墻方向移動,從而使前墻熱負荷值變小,減少壁溫偏差與吸熱偏差。
3)減少超超臨1000MW機組鍋爐汽水分享器的排水??刂坪闷蛛x器水位和省煤器的入口,找到汽水分離器的水位和給水泵提供的給水量,最低限度減少汽水分離器的排水,只有這樣,才能將工質損失與熱量損失減到最低的程度,還能有效控制省煤器入口的給水溫度。
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4 結論
就以上原因來看,水冷壁之所以大面積超溫,這和煤水比例失調有很大的關聯,而且水冷壁受影響的面積相對來說也很大.但就電廠鍋爐的冷態啟動的多次記錄以及水冷壁超溫的位置來看,我們可知,只是由于某一局部位置的吸熱的偏差、流量偏差、熱負荷值過大等因素才導致了出現水冷壁的超溫現象,因此,當壁溫偏差有所擴大時,就會使水冷壁管溫度上升,從而引發超溫,導致水冷壁爆管。
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