CN110274223A - 一种二次再热机组再热汽温偏差的消除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，包括以下步骤：步骤一：制粉系统一次风速调平；步骤二：调整燃尽风反切角度，获得最佳的消旋效果；步骤三：将燃尽风量优化配置，达到炉内流场分布均匀性。本发明首先对锅炉制粉系统进行一次风速调平，将各台磨煤机出口风速偏差控制在较小范围内，然后调整燃尽风水平摆角以确定合适的反切角度，以低位燃尽风反切角度大于高位反切角度2.5~7.5°为宜，最后对燃尽风量进行优化配置。通过本发明，可以有效减小再热蒸汽温度偏差，提高机组运行经济性、安全性。

Description

一种二次再热机组再热汽温偏差的消除方法
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，具体涉及一种二次再热机组再热汽温偏差的消除方法。
背景技术
作为提高机组热效率、降低污染物排放的关键技术，二次再热发电技术成为目前电力生产的研究热点。
汽温的控制对机组运行安全性、经济性有着重要影响，二次再热机组较一次再热机组，炉膛中多布置了二次再热器，因此增加了汽温调节的难度，运行期间常出现再热汽温偏差大的问题。随着火电机组深度调峰的日趋常态化，机组将频繁运行于低负荷段，由于负荷较低，炉内烟气流场均匀性变差，更易产生再热汽温偏差，如没有有效的调整手段，只能投入再热器减温水，如此操作降低了机组经济性，且未从根本上解决问题。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，将一再、二再汽温偏差均控制在合理范围内，提高机组运行安全性、经济性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明通过对制粉系统一次风速调平、燃尽风反切角度调整、燃尽风量优化配置，以实现消除汽温偏差的目的，具体方法包括以下步骤：
步骤一：制粉系统一次风速调平；
步骤二：调整燃尽风反切角度，获得最佳的消旋效果；
步骤三：将燃尽风量优化配置，达到炉内流场分布均匀性。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
步骤一包括：将磨煤机冷态一次风速调平，将磨煤机热态一次风速校验、细调。
步骤一中，进行一次风速调平时，优先将风速较低的煤粉管对应的可调缩孔开大；对于风速较高的煤粉管，关小可调缩孔，关小幅度不超过全开状态至全关状态幅度的一半。
步骤一还包括：磨煤机冷态通风时，逐台检验磨煤机出口煤粉管风速的均匀性，对风速偏差较大的磨煤机煤粉管，调整可调缩孔开度，改变管道阻力；磨煤机热态运行时，检验各出口煤粉管风速偏差，如偏差超过±5％，再进行热态一次风速细调，直至风速偏差小于±5％。
步骤二包括：令低位燃尽风反切角度大于高位燃尽风反切角度，角度差为2.5°～7.5°。
步骤三包括：令低位燃尽风量大于高位燃尽风量，使机组的负荷越低时，低位燃尽风量占当前燃尽风总量的比例越高，且维持当前炉膛-风箱差压不变。
步骤三具体包括：令低位燃尽风量大于高位燃尽风量，风量大小以风门开度为参考。
本发明的有益效果是：本发明首先对锅炉制粉系统进行一次风速调平，将各台磨煤机出口风速偏差控制在较小范围内，然后调整燃尽风水平摆角以确定合适的反切角度，以低位燃尽风反切角度大于高位反切角度2.5～7.5°为宜，最后对燃尽风量进行优化配置。通过本发明，可以有效减小再热蒸汽温度偏差，提高机组运行经济性、安全性。
附图说明
图1是本发明方法的步骤示意图。
图2是本发明实例锅炉燃烧切圆示意图。
图3是本发明实例锅炉燃尽风反切示意图。
图4是本发明实例采用本发明方法前，一再汽温、二再汽温的曲线图。
图5为本发明实例采用本发明方法后，一再汽温、二再汽温的曲线图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，包括以下步骤：
步骤一：制粉系统一次风速调平。
制粉系统一次风速调平包括磨煤机冷态一次风速调平、磨煤机热态一次风速校验及细调。
风速调平基于以下原则：优先将风速较低的煤粉管对应的可调缩孔开大，对于风速较高的煤粉管，可调缩孔不宜关的过小，以可调缩孔从全开至全关的状态经历的总行程的一半为上限，以免造成煤粉堵塞。
磨煤机冷态通风时，逐台检验磨煤机出口煤粉管风速的均匀性，针对风速偏差较大的磨煤机煤粉管，通过调整可调缩孔开度，改变管道阻力，将所有煤粉管风速偏差控制在较小范围内。
磨煤机热态运行时，检验各出口风速偏差，如偏差超过±5％，再进行热态一次风速细调，直至风速偏差小于±5％。
步骤二：调整燃尽风反切角度，获得最佳的消旋效果。
对于超(超)临界参数机组，锅炉燃尽风一般包括高位燃尽风、低位燃尽风，或称为上层燃尽风、下层燃尽风。
主燃烧区旋转上升的气流，经燃尽风区域消旋，应达到较为均匀的烟气流场分布。燃尽风反切角度的调节，对烟道下游的受热面，尤其是对流受热面的汽温特性影响较大，如燃尽风反切角度过小，难以达到理想的消旋效果，角度过大，可能消旋量过大，适得其反。
根据二次再热锅炉再热器受热面布置方式，通过试验总结，本发明方法确立了燃尽风反切角度调整方法：
(1)令低位燃尽风反切角度大于高位燃尽风反切角度，以2.5～7.5°为宜；
(2)基于上述原则，经少量工况试验，观察再热汽温偏差变化，选择消除偏差效果较佳者作为最优反切角度。
步骤三：将燃尽风量优化配置，达到炉内流场分布均匀性。
为形成燃尽风量与反切角度的较佳耦合，以达到良好的消旋效果，燃尽风量优化配置按照如下原则：
(1)低位燃尽风量大于高位燃尽风量，负荷越低，低位燃尽风量占当前燃尽风总量比例越高。
(2)因燃尽风量占二次风总量的比例较大，调整过程中应维持炉膛-风箱差压稳定，同时兼顾氮氧化物浓度在正常范围内。
以某厂新建2×660MW超超临界二次再热机组为实例，对本发明作进一步说明。
锅炉为上海锅炉厂制造的变压运行螺旋管圈直流塔式炉，单炉膛四角切向燃烧、摆动调温、平衡通风、全钢架悬吊结构、半露天布置。锅炉燃用烟煤，采用中速磨、正压直吹式制粉系统。燃烧器采用整组布置，设有6层煤粉喷嘴，每相邻2层煤粉喷嘴之间布有辅助风喷嘴，包括上下2只偏置风喷嘴和1只直吹风喷嘴。一次风/煤粉射流与炉膛对角线呈4°切角，偏置辅助风采用一个顺时针的偏角，即启旋二次风，低位燃尽风(BAGP)和高位燃尽风(UAGP)各3层喷嘴，可通过水平摆动改变反切角度，以适应消旋程度需求。以上形成了燃烧切圆系统，见附图2。
机组运行期间，一再汽温、二再汽温偏差均较大，尤其是处于50％～80％额定负荷段，如附图4所示(线条1、2为一再汽温，线条3、4为二再汽温，负荷段380～480MW)，一再汽温偏差最大达到14.1℃，二再汽温偏差最大达到11.5℃，对机组运行安全、经济性造成了一定影响。
针对此问题，采用本发明方法的实施步骤如下：
(一)制粉系统一次风速调平
根据本发明方法，先进行磨煤机冷态通风时的一次风速调平，然后进行磨煤机热态运行时一次风速校验及细调。
逐台检查磨煤机出口风速均匀性，针对风速偏差较大的磨煤机，通过调整煤粉管道可调缩孔开度，改变管道阻力，将4根煤粉管风速偏差控制在较小范围内。
由于磨煤机布置位置靠近锅炉前墙，至前墙燃烧器的煤粉管线较后墙短，阻力较小，故 #1、#2管风速普遍高于#3、#4管风速。将#3、#4管可调缩孔开大，考虑煤粉管可调缩孔不宜开度过小，以免造成煤粉堵塞，#1、#2管可调缩孔适当关小，以可调全行程的一半为上限。调整后的风速及偏差见表1所示。
表1调整后的磨煤机出口风速及偏差(热态)
#1管风速m/s #2管风速m/s #3管风速m/s #4管风速m/s 最大偏差％
A磨 25.89 27.11 26.35 25.62 3.31
B磨 25.94 24.00 25.94 23.65 -4.96
C磨 27.33 26.71 25.20 26.35 -4.53
D磨 29.89 28.22 28.17 29.48 3.29
E磨 26.20 25.45 25.88 27.52 4.78
F磨 26.76 27.87 27.26 28.93 4.42
(二)燃尽风反切角度调整
根据本发明方法，低位燃尽风的反切角度大于高位燃尽风，以获得直接有效的消旋效果，本实施例基于以上思路，进行了2个反切方式的试验工况，根据再热汽温偏差减小情况，选择较佳的反切方式。反切角度如表2所示。
表2燃尽风反切角度调整
反切角度 BAGP1 BAGP2 BAGP3 UAGP1 UAGP2 UAGP3
工况1 20° 20° 20° 15° 15° 15°
工况2 25° 25° 25° 20° 20° 20°
2个工况分别试验后，在机组负荷360～540MW期间，观察一再汽温、二再汽温变化趋势，如附图5所示(线条1、2为一再汽温，线条3、4为二再汽温，负荷段360～540MW)，结果显示，工况1的再热汽温偏差较工况2小，所以将低位燃尽风反切角度20°、高位燃尽风反切角度15°作为最优反切角度。
(三)燃尽风量优化配置
根据本发明方法，要求低位燃尽风量大于高位燃尽风量，风量大小以风门开度为参考，调整过程中维持炉膛-风箱差压稳定。本实例在机组负荷360～540MW期间，以表3中各负荷点燃尽风门开度作为最优配置。
表3燃尽风量优化配置
风门开度 BAGP1 BAGP2 BAGP3 UAGP1 UAGP2 UAGP3
540MW 75％ 75％ 75％ 70％ 70％ 70％
500MW 65％ 65％ 65％ 55％ 55％ 55％
450MW 55％ 55％ 55％ 40％ 40％ 40％
400MW 45％ 45％ 45％ 30％ 30％ 30％
360MW 45％ 45％ 45％ 25％ 25％ 25％
(四)本实例的有益效果
试验负荷段(360～540MW)期间，一再汽温偏差最大6.6℃，一再平均汽温偏差3.5℃，二再汽温偏差最大6.7℃，二再平均汽温偏差3.5℃，如附图5所示，采用本发明方法后，汽温偏差消除效果达到了较佳水平；机组处于较低负荷段时出现的再热汽温偏差，采用本方法效果尤为显著。
综上，以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和有益效果。再热器受热面为对流式，烟气流场的分布对汽温影响较大，本发明在大量试验和理论分析的基础上，重点考虑一次风粉射流均匀性、燃尽风消旋角度和风量优化配置，得出的适用于二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，可直接应用于机组热态运行优化调整。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：制粉系统一次风速调平；
步骤二：调整燃尽风反切角度，获得最佳的消旋效果；
步骤三：将燃尽风量优化配置，达到炉内流场分布均匀性。
2.根据权利要求1所述的二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，其特征在于，步骤一包括：将磨煤机冷态一次风速调平，将磨煤机热态一次风速校验、细调。
3.根据权利要求2所述的二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，其特征在于，步骤一中，进行一次风速调平时，优先将风速较低的煤粉管对应的可调缩孔开大；对于风速较高的煤粉管，关小可调缩孔，关小幅度不超过全开状态至全关状态幅度的一半。
4.根据权利要求2所述的二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，其特征在于，步骤一还包括：磨煤机冷态通风时，逐台检验磨煤机出口煤粉管风速的均匀性，对风速偏差较大的磨煤机煤粉管，调整可调缩孔开度，改变管道阻力；磨煤机热态运行时，检验各出口煤粉管风速偏差，如偏差超过±5％，再进行热态一次风速细调，直至风速偏差小于±5％。
5.根据权利要求1所述的二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，其特征在于，步骤二包括：令低位燃尽风反切角度大于高位燃尽风反切角度，角度差为2.5°～7.5°。
6.根据权利要求1所述的二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，其特征在于，步骤三包括：令低位燃尽风量大于高位燃尽风量，使机组的负荷越低时，低位燃尽风量占当前燃尽风总量的比例越高，且维持当前炉膛-风箱差压不变。
7.根据权利要求6所述的二次再热机组再热汽温偏差的消除方法，其特征在于，步骤三具体包括：令低位燃尽风量大于高位燃尽风量，风量大小以风门开度为参考。
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