浅析神皖池州公司#1炉再热汽温提高策略_潘湃飞.pdf

第二十八卷 第一期，安徽电气工程职业技术学院学报 年 月 浅析神皖池州公司 炉再热汽温提高策略潘湃飞，李邦鸿收稿日期：作者简介：潘湃飞（），男，安徽芜湖人，本科，工程师，从事火力发电厂锅炉专业技术工作。李邦鸿（），男，安徽马鞍山人，本科，工程师，从事火力发电厂锅炉专业技术工作。（国能神皖池州发电有限责任公司，安徽 池州）摘 要：再热汽温是电厂机组指标中的重要一项，对机组安全和经济运行存在较大影响。如何提高和稳定再热汽温是文章研究的重点。文章从锅炉燃烧（烟气侧）和蒸汽侧调整两个方面进行分析。根据分析，在锅炉二次风自动和再热器减温水自动两个方面采取了对策和建议，不仅提高了 炉再热汽温且减小了其波动幅度。关键词：再热器减温水自动；汽温波动；燃烧自动；二次小风门自动；对策及建议中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：，（），：；引言再热汽温是电厂机组经济性指标中的重要一项，对机组煤耗和安全运行影响较大。国能神皖池州发电有限责任公司（以下简称池州公司）炉自投产以来，再热汽温偏低且波动幅度大，对机组煤耗影响较大，同时威胁机组安全运行。文章从锅炉燃烧（烟气侧）和蒸汽侧调整两个方面进行分析，在锅炉二次风自动和再热器减温水自动两个方面采取了对策和建议，不仅提高了 炉再热汽温且减小了其波动幅度，提高了机组经济性和安全性。池州公司锅炉情况概述池州公司 锅炉是采用美国燃烧工程公司（）的引进技术设计和制造的。锅炉为亚临界参数、一次中间再热、控制循环汽包炉，采用平衡通风、直流式燃烧器、四角切圆燃烧方式，设计燃料为淮北安徽电气工程职业技术学院学报 第二十八卷 第一期混煤（刘桥矿）。锅炉为单炉膛，采用四角布置的摆动式直流燃烧器，切向燃烧，中储仓冷一次风机热风送粉系统，配 台 磨煤机，每角燃烧器为四层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，最大摆角为；在 工况时，台磨煤机运行。锅炉 负荷以上可以保证再热汽温达到 ，负荷时再热汽温 。再热汽温的调节主要靠燃烧器摆动，再热器的进口导管上装有两只雾化喷咀式的喷水减温器，主要用作事故喷水用，自动无法投入，由于减温水安装在再热器进口，减温水喷入后到汽温变化有 分钟延迟。年机组铭牌容量提升至 ，年 炉进行了一次重大改造，此次改造磨煤机由低速钢球磨改为 中速磨煤机，中间储仓式送粉方式改变为直吹式燃烧方式，可以 燃用高挥发分神华烟煤，设计煤种可燃基挥发分为 。锅炉再热汽温偏低原因分析 自动投入率低值班员手动操作准确性低是导致 炉再热汽温低的主要原因之一。如表 所示，改造前后锅炉二次小风门自动和再热器减温水自动未投入。首先，锅炉增减负荷时二次小风门的开关由值班员手动控制，二次小风门的开关幅度也是由值班员的经验来度量，没有统一的标准。二次风对锅炉燃烧调节至关重要，风量不足、补给不及时，煤粉燃烧不充分，火焰中心上移，再热汽温变化速度特别快，容易超温。其次再热减温水手动控制，再热器除进、出口以外无任何蒸汽温度测点（中间点）供值班员调节汽温凭据，全依赖经验和观察再热器出口汽温变化趋势进行调节，从减温水喷入到再热汽温变化需要约 分钟，存在大延迟，手动调节汽温无法做到真正稳定下来。表 锅炉改造前后主要参数对比磨煤机燃烧方式再热器减温水自动燃烧器中心高度（以 层粉中心高度为基准）二次小风门自动汽温调节方式（烟气侧）汽温调节方式（蒸汽侧）燃烧器数量再热汽温波动幅度改造前低速钢球磨设置粉仓，给粉机送粉未投，手动调节 未投，手动调节燃烧器摆角再热器入口减温器 个外加 个三次风粉喷口改造后中速 碗式磨直吹式未投，手动调节 未投，手动调节燃烧器摆角再热器入口减温器 个 设备本身原因 炉类型与煤类型不适应池州公司 炉属于瘦高形，适用贫煤，烟煤的适应性不好，烟煤挥发分偏高，着火迅速，适应的炉型是胖短型。池州公司 炉 年贫改烟改造，仅改造喷燃器和制粉系统，炉膛和各受热面未进行改造，原锅炉属于瘦高形，利于燃用贫煤锅炉燃烧稳定。炉炉膛断面尺寸宽 深 ，高度 ，其设计 工况下的容积热负荷和断面热负荷分别为 和 ，对于烟煤锅炉来说容积和断面热负荷均超过国标标准，在负荷变动的情况，火焰中心波动幅度很大。低负荷时火焰中心低，再热汽温低；高负荷时或变负荷时，火焰中心高，为防止超温，再热器减温水超调，因本锅炉只有事故喷水，存在大延迟，导致再热汽温整体控制水平下移。二次风喷口设计过多，分流主燃烧区风量，设计存在缺陷。炉改造时在主燃烧区、油层前、后、左、右墙中部增加了两层 风喷口，四层油层二次风喷口均设置了贴壁风，在 处主燃烧器上部设置了一层 风口。改造后锅炉总风量达到潘湃飞，李邦鸿：浅析神皖池州公司 炉再热汽温提高策略 以上（设计工况锅炉总风量为 ），二次风箱差压最大在 左右，与锅炉满负荷设计值 还存在较大差距，导致二次风速偏低，主燃烧区二次风量不足。锅炉负荷 以上或连续加负荷时锅炉缺氧严重（炉膛本体及炉膛出口 浓度高），再热汽温波动幅度过大，为控制超温，再热汽温整体控制水平下移。再热器系统无中间点蒸汽温度测点。炉再热器除进、出口以外无任何中间点的蒸汽温度测点，值班员无法提前判断再热汽温变化趋势，仅仅依靠再热汽温出口温度曲线来调节燃烧或增减再热器减温水量，之前提到从喷入再热器减温水到再热汽温变化有 分钟的大延迟。例如，出口再热汽温上升，值班员开大减温水量，再热汽温下降后值班员才开始关小减温水，导致再热汽温下降过多，值班员再关小，等到再热汽温上升后再开，始终迟了一个节拍，循环往复，这就造成再热温度大幅度波动且偏低的一个重要原因。采取对策 投入二次小风门自动首先确定二次小风门自动输入信号和输出量，把磨煤机给煤量确定为输入信号，二次小风门开度确定为输出量。其次调取大量锅炉参数曲线，确定煤量和二次小风门开度函数曲线即（）。炉配置 台中速磨煤机，低负荷一般 台磨煤机运行，为保证二次小风门自动全负荷段均适用，在自动配置时采用了 台磨煤机函数曲线和 台磨煤机函数曲线，并可实现自动切换。控制逻辑如图 所示，上 个（）模块为 台磨煤机运行方式，下 个为 台磨煤机运行方式。图 二次小风门自动逻辑图二次小风门自动后，大大降低了值班员监盘调整强度，负荷变动时锅炉二次风控制精细化，缺氧情况得到改善，再热汽温波动幅度缩窄，减温水也不再大开大关，再热汽温整体控制水平上移，再热汽温升高。再热器减温水自动投入 年 月 炉 修（炉第 次 级检修）期间在屏式再热器进口 侧各增加 个蒸汽温度测点、屏式再热器 侧出口各增加 个蒸汽温度测点，月 日 修启动后，观察屏式再热器进口、侧蒸汽温度变化趋势和对应末再出口蒸汽温度变化趋势一致，响应迅速可用作自动前馈量。该测点蒸汽温度对比末级蒸汽温度约有 分钟左右的提前量（正常再热器减温水开启后到末再蒸汽温度变化约 分 秒左右）。年 月 日将屏再进口蒸汽温度作为中间点（前馈量）投入再热器减温水自动，观察运行正常，无反调、突开、突关等异常现象。自动投入后消除了约 分钟的延迟时间，再热汽温变化趋于平稳，再热汽温得到提高。炉再热器减温水自动投入后，从以下 方面着手提高再热汽温水平，如图、图 所示。（）通过调阅大量运行参数曲线，听取运行值班员意见，对自动参数设置进行持续优化，提高自动性安徽电气工程职业技术学院学报 第二十八卷 第一期能，提高减温水自动的动态和静态特性，减少汽温波动幅度。（）因受锅炉自身原因限制，池州公司 炉相对 炉再热汽温波动幅度大，非常容易超温，从安全方面考虑，也是为提高再热器减温水自动投入率，减少切除自动手动调节几率，设置多重保护防止再热汽温越限。第一重，再热汽温高于 ，上升速率 ，再热器减温水调门超开，待上升速率 后 开度回关；第二重，再热汽温高于 ，上升速率 ，再热器减温水调门超开，待上升速率 后 开度回关；第三重，再热汽温高于 ，上升速率 ，再热器减温水调门超开，待上升速率 后 开度回关；第四重，负荷（锅炉容易缺氧导致超温）或再热汽温高于 ，再热汽温自动设定值最高限制至 ，如之前设定是，则达到第四重调节，再热汽温自动设定值会自动从 下调至 ，自动开大减温水控制再热汽温上升防越限。（）强化值班员培训，让值班员了解自动特性，摸索和掌握减温水自动投入后锅炉调节要点，提高自动投入率和汽温自动设定值，提高再热汽温。图 再热器减温水自动逻辑图图 再热器减温水自动防超温保护逻辑图 优化二次风运行方式将、油层前、后、左、右墙中部两层共 只 风喷口关闭，提高主燃烧区二次风量，减少负荷变动时锅炉缺氧情况。关闭后观察锅炉二次风箱差压上升，锅炉缺氧情况好转，再热汽温变化趋于平缓。优化后 炉再热汽温提升情况如表 所示，优化后，月份对比 月份 炉平均负荷下降 再热汽温环比上升 ，月份对比 月份升高 ，剔除准混煤入炉煤占比上升和负荷上升两方面原因，再热汽温升高约 左右，影响煤耗下降约 。按单机年发电量 亿计算，不考虑再热器减温水量的下降，年节约标煤 ，约 万元。潘湃飞，李邦鸿：浅析神皖池州公司 炉再热汽温提高策略表 优化前后 炉再热汽温对比参数 年 月 年 月 年 月 炉再热汽温月均值 机组平均负荷 准混煤入炉煤占比 优化后 炉再热汽温波动幅度缩窄情况如图 和图 所示，年 月 日优化前 炉再热汽温最高 ，最低 ，波动幅度为 ，年 月 日优化后 炉再热汽温最高 ，最低 ，波动幅度为 ，优化前后对比波动幅度缩小了 。图 优化前 年 月 日 炉再热汽温曲线图 优化后 年 月 日 炉再热汽温曲线 结束语通过对神皖池州公司 炉再热汽温偏低进行原因分析和采取对策，提高了再热汽温水平，一方面提高了机组经济性和安全性，另一方面解放了锅炉值班员监盘精力。但还远远不足，锅炉各自动还有很大的优化空间，还需深挖锅炉潜力，全方位的考虑锅炉自动配置，从本质上做到安全经济生产。希望文章能够起到抛砖引玉的作用，与运行和检修的同行进行粗浅的探讨、交流。参考文献 冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌 锅炉原理及计算 版 北京：科学出版社，张晓梅 燃煤锅炉机组 北京：中国电力出版社，责任编辑：郑安豫