调峰对锅炉设备和运行技术的要求

调峰对锅炉设备和运行技术的 杨继明 ()长沙理工大学 , 湖南 长沙 410077 关键词 : 锅炉 ; 低负荷 ; 两班制调峰 ; 无烟煤 摘 要 : 金竹山电厂锅炉设计全部燃烧金竹山地区的无烟煤 ,属于国内最难燃烧煤种之一 。锅炉按额定负 荷设计 ,未考虑调峰要求 。通过多年的调峰试验研究和运行实践 ,针对锅炉调峰试验过程中出现的问 ,相 应采取了各项行之有效的技术改造措施 ,使锅炉能同时满足机组的低负荷和两班制调峰的要求 。 中图分类号 : T K229 文献标识码 : B 稳燃性 ,对提高锅炉降负荷调峰能力具有十分重要 前言1 的意义 ,为此我们采取如下稳燃措施 : 2 . 1 优化制粉系统运行 ,提高制粉出力 ,减轻三次 随着电力的发展 ,大型汽轮发电机组在电网 中所占的比例越来越大 ,许多由原来带基本负荷 风对燃烧干扰 机组改为调峰机组 。特别是近年来用电结构发 制粉系统的乏气以三次风的形式进入炉膛 , 生较大变化 , 民用电比例上升 , 电网的峰谷差急 风温仅 60 ?,风速高达 50 , 68 m/ s ,风率为 20 % ,28 % ,因此 , 三次风成为无烟煤锅炉燃烧稳定 剧增大 ,电网迫切需要大型机组参加调峰 。金竹 山电厂 125M W 机组是按额定负荷设计的并未考 的主要干扰源 。为此采取如下措施以减轻三次 虑 调 峰 要 求 。为 了 适 应 电 网 调 峰 需 要 , 对 风对燃烧的不利影响 ,提高锅炉机组的降负荷调 125M W 机组进行调峰试验研究 。针对锅炉调峰 峰能力 。 () 试验过程中出现的问题 ,相应采取了各项行之有 1尽量采用单磨运行 ,以减少三次风量对燃 烧的影响 。在调峰降负荷前将粉仓粉位维持在 4.效的技术措施 。通过这些技术措施 ,使金竹山电 2,4. 5m 。开始降负荷之前先停运 1 台制粉系统 ,厂锅炉的低负荷调峰能力大大提高 ,燃用无烟煤 同时将另 1 台制粉系统的再循环风门和排粉机入 锅炉脱油稳燃达到了较低的负荷水平 ,在保证锅 口挡板全开 ,使磨煤机在保持较高的出力下运行 , 炉设备安全经济大前提下实现了两班制调峰 。 尽量减少三次风量 。当锅炉从额定出力下逐渐降锅炉低负荷稳燃技术措施2 至 80MW 负荷时 ,在维持高粉位不变情况下 ,采用 单台磨运行可维持 4,5h 。如低负荷运行时间较 金竹山电厂有 4 台上海锅炉厂有限公司生产 长而难以保持粉位时 ,应启动另 1 台磨 ,在双磨运 的 SG 400 - 140/ 555/ 555 型中间再热超高温高压 行时 ,仍将再循环风门保持全开下 ,把排粉机入口 煤粉炉 。锅炉设计全烧金竹山地区无烟煤 ,燃煤低 挡板关小 。尽量减轻三次风对燃烧的干扰 ,以保持 位发热量为 22 521,21 581kJ / kg ,可燃基挥发分为 低负荷下锅炉燃烧的稳定性 。 6. 8 % ,煤粉细度 R= 6 %,8 %。实际燃用煤质 90 () 2提高单台制粉系统出力和干燥出力 。在 比 设 计 值 差 , 燃 煤 低 位 发 热 量 为 18 000 , 磨煤机粗粉分离器粉管上加装双活门板锁气器 , 20 000kJ / kg ,可燃基挥发分为 5 %,6 % ,着火温度 取消了低温风 , 运行中由磨的入口冷 、热风门调 节磨煤机出口温度 。 为 863 ?,属于国内最难燃烧煤种之一 。加之锅炉 () 设备状态差 ,炉内空气动力工况组织不好 ,最低不3改造后制粉系统漏风量大幅减少 ,三次 烧油稳燃负荷为 85,90MW。其降负荷调峰能力 风温由 55,65 ?提高到 80,90 ?,三次风量减少 仅为 26 %左右 。因此 ,增强锅炉低负荷运行燃烧 25 %,30 % 。 ,避免了低 在冷灰斗底部安装炉底自密封装置后 2 . 2 在灭火保护上增设燃烧不稳自投油稳燃功能负荷运行出灰时由于冷灰斗漏入大量冷风降低 经试 验 整 定 , 当 炉 膛 局 部 温 度 一 旦 开 始 下 炉膛温度影响燃烧的稳定性 。 降 ,灭火保护检测的火焰强度下降至一定值时 , 2 . 6 保持良好的炉内空气动力工况 为提高炉膛下部的温度水平 ,保持降负荷调 灭火保护的油枪自动投入稳燃 ,增强了锅炉低负 荷燃烧的稳定性 ,有效地减少了低负荷调峰期间 峰期间锅炉燃烧稳定性 ,将一次风燃烧器下倾角 锅炉灭火的发生 。 由水平调整至 - 3,? - 5,?三次风喷口的下倾角 由 2 . 3 制订低负荷燃烧调整量 ,提高低负荷运- 14减少?到 - 12,?以减少三次风对主气流的 行燃烧稳定性干扰并通过冷态试验对喷口的水平偏置角进行 低负荷调峰时采用锅炉试验提供的低负荷 调整 ,保持适宜的炉内假想气流切圆直径 。保证 配风方案 ,优化燃烧配风工况的调整 。其基本操 良好的炉内空气动力场和喷口气流特性 ,实现四 作原则是降低一次风压 , 采用较低的一次风速 , 角气流的相互引燃 ,防止气流出现对冲和刷墙 。 将原 来 的 风 速 从 30 , 40 m/ s 降 到 22 , 24 m/ s 。 随着锅炉设备的综合治理和各项低负荷稳 减少给粉机投运台数量 ,使运行的给粉机转速上 燃技术措施的运用 ,目前机组已能长期坚持满负 排不 低 于 600rp m , 给 粉 机 转 速 下 中 排 不 低 于 荷运 行 , 能 保 证 燃 煤 低 位 发 热 量 不 少 于 18 500 800rp m 。确保各燃烧器煤粉浓度在合理范围内 ,kJ / kg ,干燥无灰基挥发分不小于 5 % ,锅炉的不 并维持稍低的过剩空气系数运行 。投油稳燃负荷已降至 75,88M W ,调峰幅度增大 2 . 4 优化卫燃带的布置到 36 %, 40 % 。使金竹山电厂锅炉的低负荷调 将左右墙的卫燃带下移至下二次风口的下 峰能力大大加强 。 沿 800 , 1 000mm ,前后墙下部的卫燃带下移至 离斜坡 200 mm 左右 , 以提高炉膛下部低温度水 锅炉两班制调峰技术措施3 平 ,有利于低负荷燃烧稳定 。 两班制调峰的首要任务是保证汽轮机和锅炉 2 . 5 在碎渣机出灰炉冷灰斗下部安装炉底自密封设备的安全 ,而锅炉设备主要归结为要尽量减少汽 包壁温差 ,保证厚壁联箱及过热器 ,再热器等受热 装置 面的安全 ,并要在两班制过程中保持尽可能高的经 原 4 台碎渣机除灰炉冷灰斗与碎渣机之间 济性 ,减少燃油消耗和其它热量损失 。 1 为 5 次 没有密封装置 ,除渣放灰时有很长的一段时间里 调峰试验数据 ,前 2 次为摸底试验是为大修设备改 是由冷灰斗底部漏入大量冷风 ,据测定 ,当冷灰斗 造提供理论依据 ,后 3 次为大修后试验 。 放空后短时间最大漏风约达锅炉总风量的 3. 5 %。 表 1 5 次调峰试验数据汇总表 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次 项 目 单位 ((((() ) ) ) ) 1998203211,121998203212,131998205226,271998205227,281998209213,14 时刻 21 :25 21 :25 21 :30 21 :15 21 :10 试 M W 115 110 116 110 100 . 4 电负荷 主蒸验 M Pa 13 . 36 13 . 51 13 . 0/ 13 . 3 13 . 1/ 13 . 2 12 . 2/ 12 . 2 汽压力 主蒸开 始 530/ 526 509/ 512 532/ 528 汽温度 ?530/ 530 527/ 528 时 1 . 94/ 1 . 97 1 . 95/ 1 . 90 1 . 91/ 1 . 90 M Pa 再热蒸汽压力 526/ 523 526/ 510 528/ 528 ?535/ 543 525/ 530 再热蒸汽温度 min 70 71 43 72 45 滑停时间 3 2 . 12 1 . 84 1 . 40 3 . 55 1 . 01 助燃用油 降m 1 . 164 3 1 . 549 3 2 . 235 1 . 6 2 . 44 负荷速率 滑 0 . 117 5 0 . 148 0 . 090 0 . 089 1 0 . 162 主蒸汽滑压速率 1 . 41 1 . 72 1 . 164 3 0 . 645 8 1 . 570 主蒸汽温降率 停 1 . 264 3 0 . 845 1 2 . 047 1 . 46 1 . 88 再热蒸汽温降率 过 21 25 23 23 22 汽包最大壁温差 370 354 386 前屏过热器 377 368 最 程 高 446 419 442 449 435 后屏过热器 壁 545 546 556 545 536 对流过热器 温 535 530 . 5 554 560 高温过热器 续表 1 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次 项 目 单位 ((((() ) ) ) ) 1998203211,121998203212,131998205226,271998205227,281998209213,14 时刻 22 :37 22 :00 22 :40 22 :26 21 :53 主蒸汽压力 主蒸停 MPa 4. 9 6. 86 7. 0 6. 85 7. 31 炉 汽温度 再热蒸汽? 时 430/ 427 450/ 450 439. 5 465 462 温度 补水情况 ? 426/ 442 440/ 446 443 453 440 停炉时间 主蒸汽补水一次 补水一次 未补水 未补水 未补水 压降 主蒸汽温降 425 468 405 421 409 再热蒸汽温降 汽min 停 包最大壁温差 点2. 04 3. 57 4. 0 3. 25 3. 34 炉 MPa 期 火时刻 主蒸汽压? 130. 5 152. 5 169 150. 5 136 间 力 主蒸汽温度 ? 166 170 236. 5 232. 5 140 再热蒸汽温度 并42 41 36 33 31. 5 网时刻 升炉时间 05 :42 05 :48 05 :25 05 :27 04 :42 助燃用油 升负荷 点 率 主蒸汽压升压2. 86 3. 3 3. 0 3. 6 4. 0 MPa 火 率 主蒸汽升温率 ? 时 285/ 311 305/ 290 270 314. 5 326 再热蒸汽温升率 ? 268/ 268 269/ 277 207 220. 5 300 汽包最大壁温差 06 :58 07 :17 06 :56 07 :28 05 :59 180 182 180 178 148 min 3 13. 41 12. 53 11. 08 10. 16 10. 39 m 0. 865 4 0. 989 0. 977 5 1. 442 3 1. 265 升 0. 055 7 0. 049 6 0. 041 1 0. 030 1 0. 042 6 1. 29 1. 33 2. 452 8 1. 216 8 1. 284 炉 1. 46 1. 47 1. 741 7 1. 800 6 1. 527 过 45 43 39 33 39 程 377 382 381 368 388 前屏过热器 最 后屏过热器 448 453 478 461 466 高 壁 对流过热器 580 553 559 555 560 温 高温过热器 556 555 时刻 08 :42 08 :50 08 :25 08 :20 07 :10 电负荷 主 90 92 蒸汽压力 主MW 87 75 89. 8 试 验 12. 88 12. 32 蒸汽温度 MPa 10. 0/ 10. 04 8. 6/ 9. 0 10. 3/ 10. 2 结 束 ? 534/ 527 539/ 540 531/ 532 528/ 522 522/ 510 时 MPa 1. 52/ 1. 77 1. 4/ 1. 7 1. 81/ 1. 79 再热蒸汽压力 ? 再热蒸汽温度 517/ 523 532/ 532 522/ 530 533/ 530 538/ 542 3. 1 控制汽包上下壁温差3. 1. 2 启动时控制方法 在多次的两班制试验中我们发现锅炉启动时 3. 1. 1 停炉时控制方法控制汽包壁温差的关键是严格控制汽压下降速度 , 在前 2 次摸底试验中发现停炉后汽包上下壁温 而汽压变化速度最大且最不易控制的时候是锅炉 差达至 42 ?以上 ,严重影响汽包的寿命消耗 。因停 点火启动初期 。由于此时引风机启动 ,按升炉规定 炉后 ,汽包内的蒸汽不再流动 ,炉内的余热继续加热对炉膛进行通风吹扫 ,实质上对热炉起到了强制冷 却快速降压的作用 ,特别是锅炉点火后随着汽机凝 汽包上部蒸汽 ,使原来的饱和蒸汽变为过热蒸汽 。 汽器抽真空 ,开一 、二级旁路等一系列操作 ,更进一 汽包内蒸汽空间越大 ,汽包上下壁温差越大 。为了 步促进锅炉汽压的大幅降低 ,而锅炉此时增加热负 降低汽包上下壁温差 ,我们在热态停炉操作中除采荷有限 ,造成了锅炉汽压的快速下降 。短时内压力 用常规的保温保压措施外 ,还采取锅炉停炉后继续 急剧下降 ,其后又以较快的升压速度升压 ,汽包最 进水至汽包高位水位后继续上水 5,10min 的举措 。 使汽包内尽量满水 。试验发现效果较好 ,从表 1 中 可看出汽包上下壁温差下降到 ?左右 。 大上下壁温差增高达 ? 对此我们采取如下措 施防止汽压急剧降低 。 规范了各项运行操作 。按此技术执行的锅 () 炉启 、停调峰的操作 ,各工况参数为稳定 ,可操作 1启动引 、送风机 ,炉膛吹扫的时间缩短为 1,2 min ;性强 。频繁的两班制调峰没有出现大的参数异 () 2同时对角点 2 个油枪 ;常和故障 ,保证了锅炉机组安全参与两班制调峰 () 3点火后在汽压下降时不开启对空排汽门 ; 运行 。 () 4当主汽压力停止下降时 ,汽机抽真空 ;汽 从表 1 可以看出 ,采用以上方法锅炉各段受 压开始上升时 ,汽机开启二级旁路 100 %、一级旁 热面均没有出现超温现象 , 大幅度降低了启 、停 路 2 %,5 %。同时开启各过热器疏水 10min ,后关 时的燃油量 ,保证了机组的安全性和经济性 。 闭 ,根据压力的上升情况逐渐开大一级旁路 ;4 结论 () 5点火 15 min 后投入第 3 个油枪直至 4 个 4 . 1 运行人员操作水平有待提高油枪全投 ; 经采取以上措施后的启动试验表明 ,锅炉点 在锅炉两班制调峰和降负荷调峰操作过程中 火后汽压的下降幅度减少 ,汽包上下壁温差已降 发现 ,由于机组处于不稳定的工况变化中 ,司炉监 盘人员需要同时对多个运行参数和被调量进行操 低至 32 ?。 3 . 2 停炉后的保温 、保压作调整 ,对各操作量的大小和参数变化幅度确实难 () 1在停炉前 1/ 2 h 停止锅炉出灰渣 , 使出 以掌握 。其中给粉机下粉不均 ,减温水调整门流量 灰斗内尽量满渣 ,起到锅炉底部密封的作用 。 特性差 ,对热负荷和减温水的控制和调整往往难以 () 2我们在热态停炉操作中除采用常规的保 把握 。故特别容易出现过调现象 ,以致造成工况参 温 、保压措施外 , 还采取锅炉停炉后继续进水至 数的波动 ,出现事与愿违的后果 。因此两班制调峰 汽包高位水位后继续上水 5,10 min 的举措 。保 操作是否安全顺利与司炉运行人员对设备特性的 证了锅炉停炉熄火后和第 2 天早晨锅炉启动前 了解和调整操作水平关系甚大 ,应加强司炉运行人 的 7 h 内不对汽包进行补水见表 1 。改变了由锅 员操作水平的提高 。 炉补水 造 成 汽 包 内 汽 温 汽 压 的 下 降 , 使 炉 内 温 4 . 2 设备存在长期隐害 度 、压力提高 ,满足热态启动的要求 。锅炉频繁的两班制调峰 ,对锅炉机组设备的 3 . 3 两班制调峰时低负荷稳燃技术隐害并不能立即反映出来 ,其对设备的负面影响 金竹山电厂燃用当地混合无烟煤 ,煤的着火 还难以预料 。如 4 台 400t / h 锅炉高温再热器之 温度高 ,燃烧稳定性差 。在锅炉两班制调峰低负 间的烟道运行时积灰严重 , 热态停炉时 , 为保温 荷运行阶段中如何做到既节约燃油又能稳定燃 保压 ,防止汽压 、汽温大幅降低 ,不允许停炉熄火 烧至关重要 。为此在合理配风 、优化燃烧调整的 后进行正常的炉膛通风吹扫 。加之机组解列后 , 同时 ,我们规定在停炉操作前保持较高粉位约 4. 2 锅炉的对空排汽一般不开 ,高温过热器后弯头底 ,4. 5m ;负荷 100M W 时即停运 1 台制粉系统 ;负 部和高温再热器前弯头底部均长期掩埋在高温 荷 80M W 停运另 1 台制粉系统运行 ;80M W 以后 热灰中 ,有可能造成该地方的管壁超温损坏 。此 的低负荷运行期间没有三次风和制粉系统运行 外一级旁路减温水阀门的减温特性还不明了 ,锅 炉受热面不同材质连接处的应力情况还未接受 的干 扰 , 并 快 速 停 炉 。升 炉 过 程 中 待 负 荷 达 到 40M W 才启动 1 台制粉系统运行 ,使低负荷阶段 长期两班制调峰的考验 ,还需作更进一步的试验 的燃烧稳定性趋好 ,并有效地减少了低负荷运行 研究工作 。 期间油嘴投入的数量和投油运行的时间 ,起到了 节约燃油 ,稳定燃烧的作用 ,见表 1 。 参考文献 : 1 金竹山电厂 125 M W 机组调峰技术的研究鉴定资料 R . 长 3 . 4 制定锅炉启 、停调峰运行技术标准沙 :湖南省电力局 ,1998 . 经多次的两班制调峰试验研究 ,确立了较安 2 张保衡. 大容量火电机组寿命管理与调峰运行 M . 北京 : 水 全可靠的两班制参数和两班制操作程序 ,因此制 利电力出版社 ,1988 . 金维强. 大型锅炉运行M . 北京 :中国电力出版社 ,1996 . 订了较为详细具体的《锅炉启 、停调峰技术标准》, 3 Th e D e ma n d s of Pa r t i a l L o a d s o n t h e B oi l e r Eq uip m e n t a n d Op e r a t i o n Te c h n ol o g y YAN G J i2ming ( )Changsha U niversity of Science and Technology , Changsha 410077 , China Ke y w o r d s : boiler ; low2load ; daily start stop ; ant hracite A b s t r a c t : All t he boilers of J in Zhushan Power Plant are designed to co mbust t he local ant hracite w hich is a kind of coal mo st difficult to co mbust . The boilers are designed acco rding to t he al2 lowed load wit ho ut co nsidering t he demands of partial loads. Thro ugh years’partial loads test st udy and operating p ractice , aiming at t he p ro blems arising during t he test s of partial loads , all kinds of technical refo r ming measures have been taken to make t he boiler meet t he needs of bot h low load of t he unit and t he partial loads of t he daily start stop . ()上接第 54 页 ( ) 1993 , 9:6 - 10 . 2 6 Yukio U EDA , Hidekazu Murakawa et al . Develo p ment of co m3 S. Imatani et al . Ex periment and simulatio n fo r t hick2plate p uter aided p rocess planning system fo r plate bending by line2 ( ) bending by high f requency inducto r J . Acta Metallur gica Sinica heating repo rt 1 ———Relatio n bet ween t he final fo r m of plate ( ) ( ) ( ) English L et ters, 1998 , 6:449 - 455 . and t he inherent st rain J . Transactio ns of J wri , 1991 , 2 : 4 J erz y Zgraja et al . Inductio n heating of large steel disks : Co upled 129 - 139 . elect ro magnetic , t her mal and mechanical simulatio n J . Int . J . 7 H. Murakawa , Y. L uo and Y. Ueda , Inherent st rain as an in 2 ( ) terface bet ween co mp utatio nal welding mechanics and it s indus2 of Applied Elect ro magnetics and Mechanics , 1999 , 10: 303 - t rial applicatio n J . Mat hematical Mo dellin g of Weld Pheno me2 313 . ( ) na , 1998 , 4, 597 - 619 . 5 Jo n g Gye Shin et al . A Numerical t her moplastic analysis of line heating p rocesses fo r saddle2t ype shells wit h t he applicatio n of ar2 8 Y. L uo , H. Murakawa and Y. Ueda , Prediction of weldin g defor2 tificial neural net wo r k J . Jo urnal of Shi p Pro ductio n , 1999 , mation and residual st ress by Elastic FEM based on inherent st rain ( ) () ( ) report IJ . Trans . J wri. , 1997 , 26 2, 49 - 57 . 1:10 - 20 . FM E A n a l y s i s of t h e Te mp e r a t u r e Fi e l d of Hi g h Fr e q u e n c y I n d u c t i o n He a t i n g i n Pl a t e B e n d M ol di ng 1 1 2 1SHUA I Ke2gang, L U O Yu, SHA Wan2hua, XI E L ei (1 . Shanghai J iaoto ng U niversit y , Shanghai 200030 , China ; )2 . Shanghai Boiler Wor ks , L t d. , Shanghai 200245 , china Ke y w o r d s : high f requency inductio n heating ; temperat ure field ; FM E ; bend molding A b s t r a c t : High f requency inductio n heating has got mo re recognitio n t han blaze heating in heat bend molding of ship building. The article brings fo rward a mo del of t he heat reso urce in high f re2 quency inductio n heating and analyzes t he temperat ure field. The mo uld’s validit y was app roved by experiment s. A FM E analysis and discussio n has realized o n t he temperat ure field of snake2 moving high f requency heating by using t he reso urce mo del . file:///D|/新建 Microsoft Word 文档.txt df机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldf file:///D|/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56