電廠鍋爐啟動操作法的改進(jìn)

1研究鍋爐啟動操作法的意義火電廠大、中型單元制機(jī)組的啟動幾乎都是采用滑參數(shù)啟動方式，機(jī)組的啟動是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，啟動的成敗和操作質(zhì)量很大程度上取決于鍋爐的參數(shù)控制水平。

　　鍋爐啟動操作的核心就是參數(shù)的控制，如果鍋爐參數(shù)控制不當(dāng)，就可能無法滿足汽機(jī)的要求，直接造成汽機(jī)無法啟動或者在啟動過程中造成汽機(jī)差脹、振動等指標(biāo)超標(biāo)而被迫打閘停機(jī)。

　　鍋爐啟動過程中的參數(shù)控制是一個(gè)技術(shù)難度較大的操作，鍋爐在正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)采用的控制方式和經(jīng)驗(yàn)對啟動初期的鍋爐幾乎是芫全無效的，鍋爐啟動過程中的參數(shù)控制特別是主汽溫度的控制有著極其特殊的難度。各種技術(shù)書籍和運(yùn)行規(guī)程也只是對要求達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定，或者簡要介紹了常規(guī)的基本控制方法，而無法落實(shí)到具體數(shù)據(jù)。

　　各火電廠機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)音狀況及系統(tǒng)構(gòu)成都不一樣，因此各個(gè)廠的具體操作方法及經(jīng)驗(yàn)控制數(shù)據(jù)也各不一樣沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)一模式。

　　研究鍋爐啟動操作法，就是要針對電廠的設(shè)音和系統(tǒng)實(shí)際狀況，總結(jié)出鍋爐啟動過程中不同于正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的控制方式和經(jīng)驗(yàn)，讓每個(gè)司爐按照這個(gè)操作法進(jìn)行鍋爐啟動，都能將參數(shù)準(zhǔn)確地控制在規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)安全地將機(jī)組啟動成功。

　　2鍋爐啟動過程中參數(shù)控制的難點(diǎn)及原因分析攀鋼發(fā)電廠裝機(jī)容量為3100MW，單元制機(jī)組，鍋爐為HG-410/9.8-YM11型單汽包自然循環(huán)、集中下降管、兀形露天布置的固態(tài)排渣煤粉爐。采用四角切圓布置的直流燃燒器及熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。爐內(nèi)假想切圓為01000 mm（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)），燃燒器設(shè)置三層共12只一次風(fēng)噴口，燃燒器風(fēng)口布置方式自上而下為三、二、一、二、一、二、一、二，其中三次風(fēng)口下傾7.點(diǎn)火裝置置于下二次風(fēng)口內(nèi)采用簡單機(jī)械霧化式油搶，設(shè)計(jì)每只油搶耗油量為1.57t/h.以前我廠在鍋爐啟動過程中，一直采用減溫水控制主汽溫度的方式，主汽溫度波動頻繁且波動幅度很大滿足不了汽機(jī)的要求。

　　通過對多次鍋爐啟動的總結(jié)分析和與正常運(yùn)行的對比，筆者將鍋爐啟動過程中參數(shù)控制的難點(diǎn)冶金動力總結(jié)為以下幾個(gè)方面：2.1鍋爐冷態(tài)啟動過程中，在鍋爐剛起壓時(shí)，汽包上、下壁溫差非常難控制。這是因?yàn)樵阱仩t產(chǎn)汽前，水循環(huán)很微弱，汽包下壁與爐水接觸，只能依靠微弱的對流換熱，汽包上壁只有通過汽包下壁導(dǎo)熱，溫升就更慢，在此過程中汽包下壁溫高于汽包上壁溫。在鍋爐產(chǎn)汽后汽包上壁吸收蒸汽的凝結(jié)換熱，換熱強(qiáng)度比汽包下壁的對流換熱要大得多，汽包上壁溫很快接近對應(yīng)壓力下的飽和溫度，即汽包上壁溫很快超過1005，而汽包下壁溫通常還只有605左中，在汽壓很低時(shí)飽和溫度隨壓力的變化很大，汽包上壁溫上升得很快，汽包下壁溫上升得很慢，就很容易造成汽包上、下壁溫差超過40 5，使汽包產(chǎn)生大的熱應(yīng)力而影響使用壽命或者造成損壞。

　　2.2鍋爐啟動過程中在機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷前用減溫水調(diào)整汽溫延遲性非常大，延時(shí)達(dá)到10789以上，要想在延時(shí)性這樣大的情況下將減溫水量控制在準(zhǔn)確的范圍內(nèi)幾乎是不可能的，誰也不可能準(zhǔn)確地預(yù)測十多分鐘后的溫度變化情況及所需的減溫水量。這是因?yàn)樵谄麢C(jī)沖轉(zhuǎn)過程中用汽量很小，達(dá)到3000r/min時(shí)蒸汽流量也只有約30t/h，蒸汽在過熱器管內(nèi)的流速極低，蒸汽從減溫器到集汽聯(lián)箱所需的時(shí)間就很長。隨著機(jī)組負(fù)荷的升高，用汽量逐漸增加，蒸汽流速逐漸提高，主汽溫度的延遲性就逐漸減小達(dá)到70%負(fù)荷時(shí)延時(shí)不超過1min，這時(shí)主汽溫度就很好控制了。

　　2.3在蒸汽流量很小的情況下使用減溫水，減溫水不可能均勻地分布在蒸汽里，就會造成過熱器管的水塞，水塞管中蒸汽幾乎不流動，被加熱得溫度較高，水塞被沖通后主汽溫度就會暴漲，造成主汽溫度不易控制和個(gè)別過熱器管產(chǎn)生較大的熱偏差、產(chǎn)生較大熱應(yīng)力或者過熱損壞。只有當(dāng)機(jī)組負(fù)荷逐漸升高、蒸汽流量和減溫水量逐漸增加后，減溫水在蒸汽里才可能逐漸分布均勻，這個(gè)矛盾才會慢慢消除。

　　2.4在蒸汽流量很小的情況下，很小的減溫水量就會很大幅度地降低主汽溫度。在機(jī)組并網(wǎng)前，1t/h的減溫水量就會降低主汽溫度達(dá)50 5以上，要想將減溫水量控制在較為精確的范圍內(nèi)幾乎是不可能的。這是因?yàn)闇p溫水調(diào)節(jié)門在低流量的情況下調(diào)節(jié)性能較差，很小的開度變化就會造成減溫水量的較大變化，并且減溫水流量表在很低流量的情況下指示的精確度也較差。經(jīng)常是這種情況：開始投用減溫水時(shí)減溫水流量表顯示還是0，但實(shí)際上減溫水已降低主汽溫度達(dá)到二三十度，達(dá)不到精確控制減溫水量的要求。這個(gè)矛盾只有隨著機(jī)組負(fù)荷的逐漸升高，蒸汽流量和減溫水量逐漸增加后才會得以解決。

　　2.5在蒸汽流量很小的情況下，無法以減溫器后的汽溫作為主汽溫度調(diào)整的超前信號。這是因?yàn)檎羝�量很小時(shí)，減溫水已將減溫器處的過熱蒸汽芫全冷卻到汽水共存的飽和狀態(tài)，這時(shí)減溫器后的汽溫只與汽壓有關(guān)，而與減溫水量的變化無關(guān)，因此這時(shí)減溫器后的汽溫就不能反映減溫水用得多還是少，無法作為超前信號。只有等到蒸汽流量大到一定程度后，減溫水無法將減溫器處的過熱蒸汽冷卻到飽和狀態(tài)，蒸汽具有一定的過熱度，這時(shí)減溫器后的汽溫才能反映減溫水量的多少，才能作為主汽溫度調(diào)整的超前信號。

　　2.6在機(jī)組并網(wǎng)之前，鍋爐只投油搶，這時(shí)用燃燒來調(diào)整主汽溫度也幾乎是無效的。這是因?yàn)槿加腿紵�過程非常短，不象煤粉燃燒那樣充滿整個(gè)爐膛，霧化后的燃油在其燃燒火炬范圍內(nèi)就幾乎芫成了燃燒過程，即使產(chǎn)生少量碳黑離開燃燒火炬后，也會因?yàn)閱�動過程中爐膛溫度很低而無法再繼續(xù)燃燒，因此就不可能象對待煤粉一樣通過調(diào)整配風(fēng)來有效調(diào)整油搶火焰中心高低和爐膛溫度，也就無法相應(yīng)地調(diào)整主汽溫度。

　　3采取的對策以上難點(diǎn)在實(shí)際工作中都是客觀存在的，要想直接針對這些難點(diǎn)來突破幾乎不可能。以前我廠一直用減溫水控制主汽溫度，曾經(jīng)歷過多次嘗試，即使是最有經(jīng)驗(yàn)的司爐采用最精心的操作和最勤的調(diào)整，也無法從根本上解決問題，最后參數(shù)往往還是無法控制好，汽機(jī)的啟動還是處于危險(xiǎn)的邊緣。

　　介于這種實(shí)際情況，我們就只好采取迂回的戰(zhàn)術(shù)思想：既然采用以上傳統(tǒng)方法來控制鍋爐的啟動有很多難點(diǎn)無法根本解決，那幺可不可尋求其它特殊的操作方法來解決存在的問題呢，通過認(rèn)真的分析可以看出：鍋爐參數(shù)最難控制的階段是在機(jī)組并網(wǎng)之前。機(jī)組并網(wǎng)之前蒸汽流量很小，各種矛盾很突出，通過對這個(gè)階段各種操作進(jìn)行研究，我們總結(jié)出了“機(jī)組并網(wǎng)前通過控制燃燒強(qiáng)度來控制主汽溫度、機(jī)組并網(wǎng)后用減溫水來控制主汽溫度”的操作方法，同時(shí)也解決了鍋爐冷態(tài)啟動時(shí)汽包上、下壁溫差容易超標(biāo)的問題。采用這個(gè)方法在實(shí)際啟動中可能會出現(xiàn)主汽壓力與主汽溫度不匹配的問題，我們又充分利用鍋爐的蓄熱，徹底解決了這個(gè)問題。經(jīng)過多次啟動試驗(yàn)，這個(gè)方法效果較好。

　　4改進(jìn)后的鍋爐啟動操作法為了方便控制啟動過程中的燃燒強(qiáng)度，我廠將每臺鍋爐四只油搶中的兩只噴嘴口徑適當(dāng)減小，出力改為1t/h.這樣，就可組合出1、1. 57、2、2.57、3.14、3.57、4.14、5.14t/h的燃油量，并且還可以通過控制燃油壓力進(jìn)行微調(diào)，滿足對燃燒強(qiáng)度調(diào)整的需要。

　　4.1汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前鍋爐的啟動操作控制鍋爐啟動過程中的汽包壁溫差最有效的方法是提前投爐底加熱至鍋爐起壓，使汽包上、下壁溫達(dá)到120；左右，這樣就可以確保汽包上、下壁溫差不超標(biāo)。在不具音條件時(shí)就只有采用冷態(tài)啟動的方式。

　　鍋爐冷態(tài)啟動時(shí)，開始只投一只油搶，每30 =>切換一次，只投一只油搶的目的是控制較低的燃燒強(qiáng)度，適當(dāng)延長鍋爐起壓時(shí)間，提高汽包下壁溫，降低鍋爐起壓時(shí)的上、下壁溫差頻繁切換油搶的目的是盡可能使?fàn)t內(nèi)溫度場均勻，盡快建立良好的水循環(huán)，降低汽包兩側(cè)溫差。

　　鍋爐起壓后的控制是冷態(tài)啟動的關(guān)鍵，鍋爐起壓時(shí)汽包下壁溫通常在60而汽包上壁溫與對應(yīng)壓力下的飽和溫度接近，通常超過100°C，在這種情況下，就必須控制主汽壓力不能上升過快，否則汽包上壁溫會快速上升，造成汽包上、下壁溫差超過40C.這時(shí)的控制方法是全開鍋爐向空排汽或者聯(lián)系汽機(jī)開大凝疏門，只燒一只小油搶，并且將燃油壓力控制在低限，控制主汽壓力不上升，等到汽包下壁溫逐漸上升后再逐漸提升主汽壓力，隨著主汽壓力的升高，汽包上壁溫的上升速度就會逐漸減慢，這時(shí)就適當(dāng)關(guān)小鍋爐向空排汽。之后即可切換油搶調(diào)整燃燒強(qiáng)度，保證主汽溫度均勻上升至需求值。

　　鍋爐投爐底加熱至起壓后的啟動就要好控制得多，汽包上下壁溫都達(dá)到了120C，主汽壓力的上升速度就可以較快，即使很快上升到0. 5MP，汽包上壁溫也最多只能達(dá)到158C，同時(shí)汽包下壁溫還有所上升，因此汽包上、下壁溫差就不會超標(biāo)，這是與冷態(tài)啟動芫全不同的。這種啟動方式可以直接投兩只油搶以提高啟動初期的主汽溫度上升速度培動初期因鍋爐要大量蓄熱，主汽溫度上升較慢）；等到主汽溫度上升速度較快時(shí)就要及時(shí)切換油搶調(diào)整燃燒強(qiáng)度防止溫升過快。

　　這里需要補(bǔ)充的是：有時(shí)參數(shù)已達(dá)到汽機(jī)的沖轉(zhuǎn)要求，但因?yàn)榉N種原因可能汽機(jī)暫時(shí)無法沖轉(zhuǎn)，這時(shí)鍋爐主汽溫度還會緩慢上升，等到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)主汽溫度就太高了。解決這個(gè)問題的辦法是在汽機(jī)暫時(shí)不能沖轉(zhuǎn)時(shí)，鍋爐間斷性的短時(shí)間熄火，熄火后將風(fēng)量減下來就可保持主汽參數(shù)穩(wěn)定。

　　4.2汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中鍋爐的操作汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前，將主汽壓力控制在高限，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，鍋爐要盡量維持主汽壓力和主汽溫度的穩(wěn)定，逐漸全關(guān)向空排汽，這時(shí)要盡可能少調(diào)整燃料量。而隨著汽機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的升高用汽量逐漸加大，原有油搶的燃燒強(qiáng)度就滿足不了調(diào)整汽壓的需要，如果這時(shí)馬上增投油搶，就會因主汽溫度上升較快而被迫投減溫水，造成主汽溫度不易控制。這時(shí)就可以充分利用鍋爐的蓄熱而暫時(shí)不增加燃燒強(qiáng)度，即使汽壓在緩慢下降，也在允許的范圍內(nèi)，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前將主汽壓力控制得較高的目的就在此。這樣就充分利用了鍋爐的蓄熱，不致因增加燃燒強(qiáng)度而導(dǎo)致主汽溫度失控。

　　汽機(jī)從高速暖機(jī)繼續(xù)往3汽量增加，原有油搶的燃燒強(qiáng)度就明顯不夠了，這時(shí)鍋爐的蓄熱也已基本耗盡（此時(shí)主汽壓力已降至低限），就必須增加燃燒強(qiáng)度才能保證沖轉(zhuǎn)的需要，而汽機(jī)定速的過程是非�？斓模�緊接著機(jī)組就會并網(wǎng)帶負(fù)荷，用汽量明顯增加，在這時(shí)投減溫水，就避開了用汽量很小時(shí)主汽溫度極難控制的區(qū)域，合理解決了這一難題。

　　4.3機(jī)組并網(wǎng)后鍋爐的操作機(jī)組并網(wǎng)后鍋爐的任務(wù)就是按滑參數(shù)啟動曲線控制好主汽溫度和主汽壓力，直到正常運(yùn)行。這個(gè)過程相對比較好操作，隨著用汽量越來越大，減溫水量也逐漸增加，啟動初期的各種矛盾都會隨之而逐漸消除。

　　機(jī)組并網(wǎng)后，需逐漸增加燃燒強(qiáng)度，在此階段的操作中，主汽溫度的調(diào)整還沒有超前信號喊溫器后的蒸汽溫度），但我們可以參照減溫器前的蒸汽溫度、過熱器后的煙氣溫度、過熱器管壁溫度等參數(shù)來判斷主汽溫度的變化趨勢進(jìn)行調(diào)整。

　　鍋爐投粉后參數(shù)就比較好控制了，可以參照正常運(yùn)行的調(diào)整方法，這些方法是幾乎所有鍋爐操作者都掌握了的這里不再敘述。（下轉(zhuǎn)第52頁）綜合以上可以得出，改造后，年可節(jié)約生產(chǎn)4改造前后1鍋爐維修情況分析費(fèi)用約97萬元。改造前后16鍋爐維修情況分析見表2.表2 16鍋爐維修情況表序號大修部位改造前情況改造后預(yù)計(jì)周期大修（維修）費(fèi)用年平均周期大修（維修）費(fèi)用年平均年節(jié)省燃燒室2年①改造前的燃燒室是重型絕熱爐墻，平均每2年大修一次，每次大修材料費(fèi)用（包括耐火材料、保溫材料、耐熱鋼筋等）約為38萬元。②由于高溫絕熱，二次風(fēng)口、落煤口、返料口處的耐熱合金鋼管燒損嚴(yán)重濰修量大，費(fèi)用較高。

　　19萬元3年！改造后在水冷壁表面只有6、7cm厚的澆注料，爐墻維修量大大降低費(fèi)用（包括點(diǎn)火裝置及水冷風(fēng)室）預(yù)計(jì)為21萬元。②由于水冷壁的冷卻作用，各風(fēng)口、落煤口、返料口的維修量及費(fèi)用也有所下降。

　　7萬元12萬元嘭脹及密封裝置2年①由于膨脹裝置內(nèi)側(cè)是靠澆注成的異形塊相互錯位來吸收膨脹，可靠性差，維修量大，且很難施工。②外側(cè)的膨脹及密封是靠沙封及鋼制柔性膨脹節(jié)密封，運(yùn)行時(shí)因運(yùn)行中、啟停爐變形撕裂，造成漏灰，并影響膨脹，加大維修量。

　　3萬元此次改造成全懸吊結(jié)構(gòu)，水冷燃燒室無此裝置。

　　3萬元省煤器1年改造前省煤器因磨損嚴(yán)重，平均每15年更換一次，平均費(fèi)用為36萬元（設(shè)備28萬元、施工7萬元、材料1萬元）。

　　36萬元3年改造后因其布置位置及本身結(jié)構(gòu)使磨損程度大大降低，全部更換費(fèi)用預(yù)計(jì)65萬元（設(shè)備56萬元、施工8萬元、材料1萬元）。

　　22萬元14萬元過熱器改造前每次大修均要更換個(gè)別變形、磨損嚴(yán)重的過熱器管，且要修補(bǔ)表面的耐磨涂料。每次塔、拆腳手架，工作量大，平均每年的維修費(fèi)用為8萬元（過熱器穹管及耐磨涂料）。

　　7.5萬元改造后管排數(shù)量喊少，流通面積增大，使磨損程度大為降低。另外，因其表面改為護(hù)瓦防磨，喊少維修工作量。

　　3萬元4.5萬元低溫分離及返料裝置①改造前每次大小修都要對其防磨內(nèi)襯進(jìn)行更換或不同程度的修補(bǔ)，平均每年費(fèi)用為4萬元。②中心筒每2年更換一次漣通箱進(jìn)行不同程度的修補(bǔ)，費(fèi)用為0.6萬元。

　　4.3萬元①改造后，因其流通面積增大，對防磨內(nèi)襯的磨損降低，維修工作量很小，實(shí)際維修工作量及費(fèi)用有待停爐檢修時(shí)孩實(shí)。②中心筒磨損較輕百葉窗磨損嚴(yán)重，小修將更換，費(fèi)用有待核實(shí)。

　　1.2萬元3.1萬元喊溫器4年改造前喊溫器為面式喊溫器，更換一次內(nèi)芯的費(fèi)用為3萬元。

　　0.8萬元嘖水喊溫器的維修工作量很少。

　　0.8萬元給煤系統(tǒng)2年每次大修須更換掛板給煤機(jī)鏈輪、刮板鏈條、大小軸承，螺旋給煤機(jī)葉軸、振動給煤機(jī)料，工作量很大，費(fèi)用為1.9萬元。曰常維護(hù)工作量（項(xiàng)目同前）也很大。

　　0.95萬元2年改造為一級給煤，維修工作量大大降低，只須大修更換螺旋葉軸，費(fèi)用約為0.8萬元。

　　0.4萬元0.55萬元合計(jì)33.6萬元5結(jié)語16爐改造后經(jīng)過近8個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行，特別是經(jīng)過了冬運(yùn)期間額定及超負(fù)荷工況下的運(yùn)行考驗(yàn)，經(jīng)過此次改造鍋爐能夠在額定負(fù)荷、超負(fù)荷工況下穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期目的。此次改造費(fèi)用實(shí)際發(fā)生為184萬元，根據(jù)歷年16鍋爐維修情況，預(yù)計(jì)改造后每年可節(jié)約維修費(fèi)用約38萬元，考慮生產(chǎn)成本年降低97萬元，全部改造費(fèi)用可在1. 5年內(nèi)全部收回。