0 前 言 湘潭电厂一期2×300 MW机组,锅炉系哈尔滨锅炉厂引进美国CE公司技术生产的HG-1025/18.2-WM10型锅炉。采用中储式热风送粉系统,配4台DTM350/700钢球磨煤机。设计燃用贫煤与无烟煤的混煤,燃料特性见表1,锅炉设计效率91. 6%。
1 锅炉燃烧系统布置 锅炉采用双通道和WR组合燃烧器,由上、下2部分组成(见图1),上部为3只宽调节比WR燃烧器,可以上下摆20°,下部为固定部分,由2只双通道燃烧器组成。一、二次风同心切圆,假象切圆直径Φ878 mm;三次风高位布置于燃烧器上,亦不摆动,竖直方向向下与水平面成7°角,水平方向与一、二次风旋向相反,且与一、二次风中心线成19°夹角,用来平衡气流残余旋转,减小汽温左、右偏差(见图2)。 2台锅炉在燃烧区均敷设卫燃带,敷设的方式不一样(见图3),1号炉为间断型均匀布置,是按厂家设计敷设后除掉一部分形成,总面积为150~160 m2,目的是减少卫燃带的面积,拉大块与块之间的距离,防止大块焦渣搭桥。实践证明这种方式是有效的,锅炉稳燃性较好,炉膛内有轻微结焦。
由于我厂坚持了吹灰,锅炉运行平稳。2号锅炉,是锅炉厂与我厂技术人员经过讨论,根据1号锅炉的经验,采用“品”字形间断布置的,总面积约150m2,实际运行中,2号锅炉较1号锅炉结焦程度更轻,多为疏松浅色焦,锅炉主汽温较低,后来不得不在试生产期间将上3层一次风火嘴向上摆动5°,炉膛吹灰时主汽温下降明显,锅炉燃烧不如1号锅炉稳定。
2 低负荷稳燃摸索情况 2.1 摸索试验过程 我厂1,2号机组在试生产阶段,均由湖南省电力试验研究所主持做了不投油最低稳燃负荷试验。1号机组锅炉试验不投油最低稳燃负荷为171 MW,2号锅炉为165 MW,分别为MCR的51.8%和50%。为进一步了解锅炉的低负荷稳燃能力,我厂技术人员利用调峰停机的机会,于1999年2月22日至23日在1号锅炉上进行了低负荷稳燃的摸索,结果是机组出力150 MW时,锅炉不投油稳定运行了2 h,为MCR的45.5% ,基本合乎设计要求。 在摸索试验过程中,A,B,C,D4层给粉机运行,开始时给粉机转速指令依次为38,40,12,9,由于炉膛热负荷缓慢下降,给粉量不变则机组出力逐步减小,因此在22时45分,22时50分,22时55分,23时55分均稍微增加了给粉机转速指令,保持机组负荷在147~150 MW之间,至23日0时46分,试验时间达126 min,锅炉运行仍然稳定。后来准备继续降负荷,进一步考验锅炉的低负荷稳燃能力,但当时已是凌晨,系统负荷很低,调度要求尽快停机,我们不得不停止这一工作,快降负荷停机。结束时给粉机转速指令A,B,C,D层依次是38,40,16,10。 试验期间,煤粉仓粉位始终在2.0 m以上,2台汽动给水泵运行,高加解列,给水温度在149~152℃之间,减温水量自动调节。 2.2 摸索试验时主要参数 1999年2月22日晚高峰后(300 MW),开始滑参数降负荷,22时10分,机组负荷以机炉协调方式减至170 MW,因机炉协调控制设计区为180 MW至300 MW,此时退出协调,手动减负荷,22时40分,机组负荷至151 MW,试验开始记时。表2为试验过程中的主要参数。
由表3可以看出,试验煤质与设计煤种煤质相近,特别是低位发热量非常接近,从可燃基挥发分看来,试验煤质好一点,但从灰分看来,试验煤质又稍差一点,因此,2种煤应认为是很接近的。 2.4 试验配风方式 本次试验二次风配风方式接近均匀配风,双通道稳燃器腰部风仍保持有较大开度,上层42%,下层45%,所有火嘴周界风均开启,开度在31%~37%之间。炉膛燃烧为富氧燃烧,前期省煤器出口烟气氧量为8.5%~9.5%,后期省煤器出口烟气氧量为8.0%~8.6%。一次风压为3.96 kPa,较中、高负荷运行时(4.05~4.15 kPa)稍低,一次风速变化不大。二次总风压为1.12 kPa,二次风与炉膛差压为0.56 kPa,这与锅炉中、高负荷运行时比(二次风总风压1.33 kPa,二次风与炉膛差压为0.58~0.6kPa)二次总风压低一些,但二次风与炉膛差压仍在正常范围。整个试验过程中,炉膛负压在-50Pa左右轻微摆动,烟气氧量波动较小,锅炉燃烧较为平稳。 2.5 自动投入情况 锅炉运行时,通常有5套自动方式,即给粉自动、引风自动、汽包水位自动、主汽温度自动、再热汽温度自动。在低负荷试验期间,只有给粉自动没有投入,由人工手动控制,其它自动方式在整个试验过程中均投入并且调节品质较好,只有汽包水位在试验过程中出现了1次波动,但未解列自动控制,过、再热汽温一直在530~540℃之间。 2.6 受热面壁温情况 摸索过程中,经不断监视,汽包壁温差较小,上、下壁最大差值不超过15℃,顶棚过热器壁温在319~345℃之间,低温过热器壁温在358~369℃之间,分隔屏过热器壁温在414~445℃之间,后屏过热器壁温在462~505℃之间,末级过热器壁温在504~552℃之间,没有反常的高温或低温现象,高温点温度也未超过温度允许值。 2.7 低负荷运行安全性讨论
参考文献〔1〕指出:石门电厂锅炉在100 MW负荷运行时,其安全性是有保障的,我厂锅炉为同一厂家引进同一技术生产的同一类型锅炉,因此,我厂锅炉的运行安全性也应该没有问题。
3 分析总结 3.1 1号锅炉于1997年底投运,经过1 a多的摸索,运行人员逐渐掌握了锅炉的特性,锅炉运行趋于稳定,加上热工控制和表计的完善,使绝大部分仪表能正确可靠投入,自动投入率较高,调节品质较好,这为低负荷稳燃试验提供了有利条件。 3.2 锅炉试验时,入炉煤质与设计煤种颇为接近,使这次摸索具有一定的代表性和较强的针对性,入炉煤Vdaf比设计煤高3.57%,这对燃烧是有利的,其燃烧稳定性应比设计煤种好。但入炉煤Aar比设计煤种高4.16%,这一点又削弱了挥发分高的优势。由于资料的缺乏和试验条件的局限,无法将两者对燃烧稳定性的影响有个量化的比较,一般来说,挥发分的影响要更明显和直接,在低负荷时更是如此,通常在运行中,煤质是不确定的,也可能是频繁变动的,在变煤质或烧劣质煤时,锅炉稳燃能力肯定要差一些。 3.3 锅炉试验时,二次风配风方式接近均匀配风,对锅炉燃烧而言,在能保证汽温的前提下,缩腰形配风对稳定性和经济性均较有利,这也是我们在以后的低负荷运行时可以挖潜的地方。 3.4 双通道稳燃器的稳燃性未发挥设想的作用。其一,腰部风仍保持一定的开度,目的是防止火嘴过热变形,在低负荷时,本应关小或全关腰部风,增加回流高温烟气量并减弱对高温烟气的冷却,因锅炉燃烧稳定,故没有采取这一措施;其二,高速蒸汽射流未投入运行,也是基于同样的原因,即炉内燃烧稳定,还不必要投入高速射流蒸汽来卷吸更多的高温烟气。这2点,在以后机组深度调峰、锅炉更低负荷运行时将得到验证,这也是很重要的潜在的低负荷稳燃能力。不过,这2点作用到底如何,也有待验证。 3.5 卫燃带的影响。1号锅炉试生产期,卫燃带敷设修改为图3a的形式,在后来约1 a的运行中,卫燃带已有部分掉落,但未明显影响锅炉燃烧。在1号锅炉1999年6月大修后,卫燃带敷设已参考了2号炉的经验修改,并且使用了不同的材料,因此大修后的1号锅炉低负荷稳燃能力未经试验。就目前运行情况而言,锅炉有结焦,且为牛屎状夹小颗粒状,小颗粒颜色较深,估计灰渣含碳量偏高,从这点来说,卫燃带的改造至少不能说是成功的,锅炉的低负荷稳燃能力有待进一步试验。
4 存在的问题与建议 通过摸索,对我厂锅炉的低负荷稳燃能力有了较深的了解,在煤质较好、较稳定的时候,只要主、辅设备健康,锅炉的低负荷稳燃能力还是比较优秀的,300 MW机组真能达到这样的调峰水平的话,这对电力走向市场,缓解电网峰谷差大、调峰能力不足的矛盾将是有相当积极意义的。就目前情况而言,锅炉深度调峰能力是有很大潜力的。但是,深度调峰要实施的话,还会面临一些问题,就火电厂的实际情况来看,主要有以下2点:a.低负荷调峰的安全性,锅炉低负荷运行时,虽然锅炉的水循环、辅助设备、汽包及受热面等是安全的,但炉内燃烧处于一个准稳定状态,受煤质、设备、人员调整的影响较大,稍一疏忽,导致锅炉黑火,将对电网和电厂造成巨大损失,100次调峰,只要出1次事,其危害就是致命的,如果锅炉负荷高一些,锅炉运行的保险系数就大一些,火电厂的风险就小一些,这也就是火电厂的领导和运行人员不愿深度调峰的一个重要原因,调峰负荷在170 MW以下时,运行人员就有一种无形的心理障碍;b.电厂低负荷调峰的经济性,机组出力小时,厂用电率增高,虽然调峰对整个电网是经济的,但对火电厂来说,安全性降低,煤耗升高,人员付出增多却不能获得任何收益,火电厂的节能和整个电网的节能似乎是不一致的,火电厂参与调峰是相当被动的。这里有一个协调的过程,应该在整个电网形成这样一种气氛或制定有关政策:人人愿调峰、人人争调峰。这样,火电厂不仅能积极参与调峰,而且会集中各方面的经验和力量,将调峰技术不断推进,才有利于电能质量的提高和整个社会的经济发展。
|