CN109058959A - 一种降低600mw超临界“w”火焰机组深度调峰油耗的方法 - Google Patents

一种降低600mw超临界“w”火焰机组深度调峰油耗的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法，通过对煤质、锅炉燃烧均匀性、锅炉燃烧稳定性和使用锅炉旁路分担热负荷，保证了锅炉热负荷在50%时能够不投油稳定燃烧，以解决现有技术需要投油保证机组处在低负荷状态下稳定燃烧使得调峰成本较高的问题。

Description

一种降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法
技术领域
本发明涉及电力生产方法领域，尤其涉及一种降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法。
背景技术
超临界机组直流锅炉，水经过加热，直接变成蒸汽，没有中间环节，锅炉储热能力差；机组低负荷时，为了保证水冷壁的有效冷却，必须有足够的水循环动力；机组低负荷时，炉膛温度低，锅炉燃烧差，容易引起燃烧恶化。所以在深度调峰时必须面临以下问题：
（1）煤质不稳定。贵州大部分火电厂都是燃烧无烟煤，电厂用煤为汽车运输，且是来自不同煤矿的无烟煤，煤质稳定性较差，低位发热量在14--19MJ/kg之间波动，挥发份在8--10%之间变化，灰分在30--48%之间，低负荷运行时，燃烧波动较大，稳定性差。
（2）燃烧调整困难。无烟煤的最大特点就是不容易着火，燃烧、燃烬困难。桐梓公司两台锅炉设计最低不投油稳燃负荷45%BMCR，实际试验断油负荷在50%BMCR，主要原因为煤质波动大，低负荷时，炉膛温度低，煤粉着火差，机组负荷须保持在300MW以上，才能有效保证锅炉燃烧的稳定。
（3）水动力不稳定。机组负荷低于250MM时，蒸汽过热度接近0，面临由干态转为湿态的问题，而在设计过程中，没有考虑到湿态下，协调控制的问题，造成储水罐水位调整难度大。机组负荷低于220MW时，给水流量仅为650t/h，很容易造成水动力不稳、给水流量波动大、水冷壁温差大等诸多问题。
（4）机组长期在低负荷运行时，汽轮机低压缸通流量减少，胀差增大，振动增大，如果参数控制不好，容易造成机组振动超限。
（5）低负荷运行时，因炉膛温度低，煤粉在炉膛着火差，燃烧不稳定，为强化锅炉燃烧，需投入油枪进行助燃，发电成本增大。
（6）低负荷运行时，投入助燃用油进行稳燃，容易发生尾部烟道二次燃烧，损坏设备。
（7）低负荷运行时，投入助燃用油进行稳燃，未完全燃尽的油雾进入电除尘，粘附在电除尘极板上，影响电除尘收尘效率。
（8）低负荷运行时，投入助燃用油进行稳燃，未完全燃尽的油雾会随烟气携带进入脱硫吸收塔，造成吸收塔石膏浆液中毒。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种在600MW超临界“W”火焰火电机组处在低负荷状态时，不用投油就能保持锅炉燃烧稳定安全的方法，以解决现有技术需要投油保证机组处在低负荷状态下稳定燃烧使得调峰成本较高的问题。
本发明的技术方案是：一种降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法，所述方法包括，
锅炉煤质控制，原煤中水分含量，不能大于10%，入炉煤发热量不低于17MJ/kg，挥发份在9%以上，灰份在35%以下；
锅炉燃烧的控制，
当负荷低于300MW，锅炉热负荷控制在50%，一次风机出口母管风压不低于6.0Kpa，控制总风量在1000—1100t/h，氧量3—4%之间，动态分离器转速控制在90-100%，保证粉管出口温度大于110℃并且小于130℃；
当负荷低于300MW并且大于280MW时，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，机组减负荷速率不超过5MW/min；
当负荷低于280MW并且大于260MW时，开出高、低旁路，停运C1燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，机组减负荷速率不超过5MW/min；
当负荷低于260MW并且大于210MW时，开出高、低旁路，停运C4燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，减负荷速率控制在3MW/min；
当负荷低于210MW并且大于180MW时，开出高、低旁路，停运D2燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，减负荷速率控制在3MW/min；
当负荷低于180MW时并且大于100MW时，开出高、低旁路，停运D3燃烧器，运行粉管风速＜18m/s时，停运C磨备用，减负荷速率控制在3MW/min。
所述方法还包括当负荷低于280MM，控制主蒸汽压力小于13MPa，保证高旁路后温度不大于430℃，保证低旁路后温度不大于100℃。
所述方法还包括锅炉给水的控制，保证直流炉的给水流量≥3*负荷 + 50(t/h)，用汽轮机旁路配合调节，保持两台前置泵电流，汽泵转速，汽泵进口流量、给水泵出口压力一致。
所述方法还包括，机侧参数的控制，汽轮机阀位控制在80%以上，汽轮机由顺序阀方式切为单阀运行，开出冷再至辅汽联箱调节门，控制辅汽压力在0.6MPa，机组负荷低于300MW时，A、B小机由四抽供汽改由辅联供汽。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明通过对煤质、锅炉燃烧均匀性、锅炉燃烧稳定性和对汽机旁路进行控制，保证了锅炉热负荷在50%时能够不投油稳定燃烧，直接节省了之前需要燃油维持锅炉稳定燃烧的燃油成本，并且避免了调停带来的开机用油损失和发电损失；
本发明通过控制负荷低于280MW时，主蒸汽压力小于13MPa，保证高旁路后温度不大于430℃，防止高旁后温度高强关高旁保护动作，保证低旁路后温度不大于100℃，防止低旁后温度高，引起汽轮机轴承振动变化；
本发明通过对锅炉给水进行控制，保证了深度调峰时水冷壁的水动力不稳的问题；
本发明通过对机侧参数进行控制，保证了机组不会因为低负荷存在轴承振动和低压缸膨胀很容易增大的问题。
附图说明
图1为本发明的锅炉燃烧器布置图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
参考图1，一种降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法，当负荷低于300MW时，所述方法包括，
锅炉煤质控制，原煤中水分含量，不能大于10%，入炉煤发热量不低于17MJ/kg，挥发份在9%以上，灰份在35%以下；
锅炉燃烧的控制，
当负荷低于300MW，锅炉热负荷控制在50%，一次风机出口母管风压不低于6.0Kpa，控制总风量在1000—1100t/h，氧量3—4%之间，动态分离器转速控制在90-100%，保证粉管出口温度大于110℃并且小于130℃；
当负荷低于300MW并且大于280MW时，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，机组减负荷速率不超过5MW/min；
当负荷低于280MW并且大于260MW时，开出高、低旁路，停运C1燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，机组减负荷速率不超过5MW/min；
当负荷低于260MW并且大于210MW时，开出高、低旁路，停运C4燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，减负荷速率控制在3MW/min；
当负荷低于210MW并且大于180MW时，开出高、低旁路，停运D2燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，减负荷速率控制在3MW/min；
当负荷低于180MW时并且大于100MW时，开出高、低旁路，停运D3燃烧器，运行粉管风速＜18m/s时，停运C磨备用，减负荷速率控制在3MW/min。
①合理选择磨煤机运行方式。磨煤机的运行方式对锅炉的燃烧影响很大，如果选择不好，将造成燃烧调整难度增大。600MW超临界锅炉炉膛宽度、深度都较300MW锅炉要大，热负荷分布分散。在燃烧调整时，要保证锅炉热负荷集中且均匀分布，才能有效保证燃烧稳定。根据燃烧器的布置方式，低负荷时我们通常选择B 、C、D、E四台磨煤机运行，其中，B 、E磨煤机对应的燃烧器全投，锅炉燃烧对称，热负荷分布均匀，燃烧稳定性好，水冷壁温差容易控制。负荷280MW时，停运C1燃烧器。负荷降至260MW继续降时，停运C4燃烧器。负荷降至210MW时，停运D2燃烧器，负荷降至180MW时，停运D3，若负荷机组降低，运行粉管风速＜18m/s时，则考虑停运C磨备用，负荷降至100MW以下，停运D磨备用；
②负荷风门的控制。低负荷运行，要保证进入炉膛的煤粉有足够的刚性，一次风机出口母管风压不能低于6.0Kpa，每台磨煤机的负荷风调节门开度控制大于30%，以保证粉管风速能克服粉管的系统阻力。投入自动的磨煤机，要注意协调方式下主汽压力实际值和设定值的差值不能太大，防止投入自动的磨煤机负荷风调节门开度大幅度变化，干扰燃烧；
③减负荷速率的控制。深度调峰时，负荷低于300MW，减负荷速率不超过5MW/min；机组控制方式尽量保证在CCS方式下，一定要控制燃烧调整的幅度，避免大幅的调整一次风压。一次风压每次的调整幅度小于0.1KPa，且保证一次风母管压力不能低于6.0KPa。负荷低于260MW，减负荷速率控制在3MW/min；
④风量的控制。控制总风量在1000—1100t/h，氧量3—4%之间，投运燃烧器F风控制25%，C风控制在15%，未投运燃烧器F、C风控制5—10%，关闭燃烬风挡板，控制二次风箱压力＞0.25KPa，炉膛压力在-20---50pa之间；
⑤煤粉细度的控制。煤粉细度直接影响锅炉燃烧，在低负荷时，炉膛温度低，煤粉着火困难，此时，控制煤粉细度和出口粉管温度尤为重要。桐梓公司锅炉配套的制粉系统为沈阳重型机械厂生产的MGS4360型双进双出钢球磨，采用动态分离技术。负荷大于250MW，尽量保持B、C、D、E四台磨煤机运行，动态分离器转速控制在90-100%，保证良好的煤粉细度。如非必要，应维持多火咀运行，保证炉膛宽度方向的热负荷均匀。尽量提高粉管出口温度大于110℃，有利于煤粉进入炉膛着火燃烧；
⑥注意对各参数的监视。深度调峰时，监盘重点关注炉膛负压和煤火检的变化趋势，将炉膛负压和煤火检信号做实时趋势，当发现炉膛负压波幅度加大，同时出现多个火检波动时应立即投油稳燃，待燃烧稳定后及时断油。炉膛负压控制在-20Pa左右。注意控制磨煤机出口粉管温度不大于130℃，防止温度高保护动作跳磨，引起锅炉燃烧波动。同时，保证备用磨煤机在良好备用状态，在运行磨煤机出现故障时，能紧急启动备用磨煤机加入运行。
汽机旁路的控制，当负荷低于280MM，控制主蒸汽压力小于13MPa，保证高旁路后温度不大于430℃，保证低旁路后温度不大于100℃。
深度调峰期间，机组如何安全、经济地运行，运行人员操作是否精细很关键。根据机组设计，桐梓公司两台600MW超临界机组启动旁路容量为额定容量的30%，也就是说，旁路可以通过30%的热负荷。这也就为机组低负荷时，开出旁路运行，配合机组深度调峰，不投入助燃用油提供了理论依据。
桐梓公司锅炉最低不投油稳燃负荷试验证明，锅炉热负荷在50%时，可以完全断油燃烧。如果旁路在正常运行中，能提供20%左右的调节热负荷，那么，机组的电负荷理论上就可以调整到30%额定容量，也就是180MW，可以保证锅炉燃烧稳定。
①深度调峰时，负荷低于280MM，开出汽轮机高、低旁路运行，控制主蒸汽压力在13MPa以下，这个时候的控制方向是：锅炉维持热负荷不变（50%BMCR的热负荷），通过调整汽轮机旁路系统，将多余的热量泄走，控制主汽压力参数，防止主汽压力过高，汽机调节门开度过小，引起汽轮机进汽量变小，轴承振动增大。虽然这种调整牺牲了经济性，但可以保持锅炉燃烧稳定，不投入助燃油，从另一侧面来讲，也是起到经济调节的作用（燃油价格比煤贵）。统计表明：在低负荷时，不开汽轮机旁低路配合调节，而是投入助燃油进行稳定燃烧，运行三台磨煤机，一个夜班（6小时）下来，投入助燃油10.4吨，折合人民币约9万元；
②高、低旁路开出运行期间，严密监视高旁后温度不大于430℃，防止高旁后温度高强关高旁保护动作；低旁后温度不大于100℃，防止低旁后温度高，引起汽轮机轴承振动变；
③高低旁路运行期间，注意对旁路减压阀的巡检，保证阀门动作正常，达到所需的调整量；
④高低压旁路开出运行期间，值班员要加强对再热蒸汽压力的监视，防止再热器超压，加强对辅汽联箱压力的监视，防止压力波动，引起小汽轮机转速波动。
锅炉煤质控制，原煤中水分含量，不能大于10%，入炉煤发热量不低于17MJ/kg，挥发份在9%以上，灰份在35%以下，煤质是锅炉燃烧稳定的关键要素之一，只有在源头上将煤质控制好，在低负荷期间，保证锅炉原煤仓上好煤才能保证锅炉燃烧稳定。
锅炉给水的控制，保证直流炉的给水流量≥3*负荷 + 50(t/h)，用汽轮机旁路配合调节，保持两台前置泵电流，汽泵转速，汽泵进口流量、给水泵出口压力一致。
深度调峰时，给水的控制是关键，600MW超临界机组必须面临的重要问题是：水冷壁的水动力不稳问题。机组负荷越低，给水流量就越低（直流炉给水流量和负荷的关系：给水流量=3*负荷 + 50(t/h),如果给水控制不好，不仅会造成水动力不稳问题，同时，容易触发“给水流量低低”保护动作，使锅炉灭火。
①深度调峰时，负荷低于300MW时，开出A、B小机给水再循环调节门，控制每台小机流量大于400t/h，防止小机转速低于3000r/min，小机从“遥控”方式切为“手动”方式，造成给水调整困难，引起给水流量大幅度波动，引发“给水流量低低”保护动作；
②深度调峰时，用汽轮机旁路配合调节，不仅能稳定燃烧，同时，也保证了给水流量大于水冷壁的最小流量，有效防止水动力不稳情况的发生；
③给水泵操作时，应保持两台前置泵电流，汽泵转速，汽泵进口流量、给水泵出口压力一致，防止给水泵出力不一致抢水引发给水流量大幅度波动。
机侧参数的控制，汽轮机阀位控制在80%以上，汽轮机由顺序阀方式切为单阀运行，开出冷再至辅汽联箱调节门，控制辅汽压力在0.6MPa，机组负荷低于300MW时，A、B小机由四抽供汽改由辅联供汽。
机组深度调峰时，锅炉侧的控制是关键，但机侧的控制也不容忽视。负荷低，炉侧参数控制不好，特别是主汽压力、主汽温度、再热蒸汽温度的控制，哈汽600MW超临界机组在低负荷时，如果汽轮机阀位过低，机组的轴承振动和低压缸膨胀很容易增大。
①汽轮机阀位控制在80%以上，保证汽轮机进汽量。保证汽缸内壁上下温差在35℃以内；
②机组负荷低于300MW时，汽轮机由顺序阀方式切为单阀运行；
③机组低负荷时，开出冷再至辅汽联箱调节门，控制辅汽压力在0.6MPa，保证小机正常供汽；
④机组负荷低于300MW时，A、B小机由四抽供汽改由辅联供汽。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法，其特征在于：所述方法包括，
锅炉煤质控制，原煤中水分含量，不能大于10%，入炉煤发热量不低于17MJ/kg，挥发份在9%以上，灰份在35%以下；
锅炉燃烧的控制，
当负荷低于300MW，锅炉热负荷控制在50%，一次风机出口母管风压不低于6.0Kpa，控制总风量在1000—1100t/h，氧量3—4%之间，动态分离器转速控制在90-100%，保证粉管出口温度大于110℃并且小于130℃；
当负荷低于300MW并且大于280MW时，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，机组减负荷速率不超过5MW/min；
当负荷低于280MW并且大于260MW时，开出高、低旁路，停运C1燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，机组减负荷速率不超过5MW/min；
当负荷低于260MW并且大于210MW时，开出高、低旁路，停运C4燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，减负荷速率控制在3MW/min；
当负荷低于210MW并且大于180MW时，开出高、低旁路，停运D2燃烧器，保持B、C、D、E四台磨煤机运行，减负荷速率控制在3MW/min；
当负荷低于180MW时并且大于100MW时，开出高、低旁路，停运D3燃烧器，运行粉管风速＜18m/s时，停运C磨备用，减负荷速率控制在3MW/min。
2.一种如权利要求1所述降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法，其特征在于：所述方法还包括当负荷低于280MM，控制主蒸汽压力小于13MPa，保证高旁路后温度不大于430℃，保证低旁路后温度不大于100℃。
3.一种如权利要求1所述降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法，其特征在于：所述方法还包括锅炉给水的控制，保证直流炉的给水流量≥3*负荷 + 50(t/h)，用汽轮机旁路配合调节，保持两台前置泵电流，汽泵转速，汽泵进口流量、给水泵出口压力一致。
4.一种如权利要求1所述降低600MW超临界“W”火焰机组深度调峰油耗的方法，其特征在于：所述方法还包括，机侧参数的控制，汽轮机阀位控制在80%以上，汽轮机由顺序阀方式切为单阀运行，开出冷再至辅汽联箱调节门，控制辅汽压力在0.6MPa，机组负荷低于300MW时，A、B小机由四抽供汽改由辅联供汽。
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