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锅炉减温水压力偏低问题的解决 |
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| 锅炉减温水压力偏低问题的解决 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:15:22  |
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高建军
河北省电力公司，河北石家庄050021
1问题的提出
对某些型式机组，在设计和调试时经常会遇到给水泵的出口压力不能在所有工况下满足锅炉减温水喷水压力要求的问题。这些机组的锅炉燃烧方式一般前后墙对冲或垂直燃烧。为通过两级喷水减温器将过热蒸汽温度，调整至额定值。在不同锅炉负荷时减温喷水量变化较大。给水系统一般按2×50%汽动给水泵+1×50%电动调速给水泵方案配置，电动泵做为启动泵和备用泵。给水系统不设主调节阀，只设30%给水调节旁路。当负荷在30%负荷以下时，给水流量由旁路调节阀单段调节，此时电动给水泵定速运行；当负荷高于30%时，流量调节通过改变泵的转速，实现3段调节。此时，泵出口压力为锅炉省煤器入口压力和管道阻力及高加阻力之和。
在锅炉不同负荷时，减温喷水量变化较大。在低负荷时，往往由于蒸汽压力较低，水蒸汽汽化潜热随汽压降低而增大，但同1台锅炉的蒸发受热面及过热受热面的配比是不变的，所以减温水量呈明显上升趋势，这样就造成了减温水系统的阻力，总趋势是随锅炉负荷的降低而相对增大。对于变速泵给水系统，在30%～100%负荷范围内，给水泵出口压力随锅炉负荷降低而降低。这样，在某些工况情况下给水泵的出口压力有可能满足不了减温水喷水压力要求的。据了解，上安电厂二期、湖北鄂州发电厂、邯峰发电厂在最初设计布置时就遇到这种情况（锅炉均为FW公司的“W”形火焰燃无烟煤锅炉），西柏坡电厂一期工程（锅炉为BW公司的前后墙对冲燃烧方式）调试阶段也遇到此类问题。此外，煤种变化及受热面积灰程度，也将会影响减温喷水量。
2影响因素及解决方法
首先应仔细核算各工况下，给水系统、减温水系统阻力，减温器喷嘴压降等，并对其全面评估。设计时应要求锅炉制造商提供详细的减温器阻力数据。即使给水泵出口压力满足不了减温水喷水压力要求，其差距通常也并不大，一般为200～300 kPa左右。
2.1影响因素
2.1.1喷水压降
锅炉制造商所提供的喷水喷嘴所需的压力降是重要的评估因素之一。喷嘴所需压力降有设计流量下的最大压降和实际压降之分。有时设计最大压降比实际压降大得多。可能按设计最大压降计算时，给水泵出口压力满足不了减温水喷水压力要求；而按实际压降计算时，给水泵出口压力却可满足压差要求。减温水管路上均设有调节阀，阀的进出口压差对调节特性也有影响，较大的压差可提高系统的调节品质，但增加了系统阻力。
2.1.2喷水量
喷水量也是重要的影响因素之一。喷水量增大，会增大系统阻力。这种情况一般发生在高压加热器停运时。此时，锅炉给水温度明显降低，从而造成过热器喷水量显著上升。在确定减温水系统管子直径时，应考虑诸类因素，选用较大的管径可减小系统阻力。
2.2解决方法
当给水泵出口压力不能满足锅炉过热器所要求的减温喷水压力时，目前解决方法一般有2种：一是在给水泵上增加一级叶轮，将减温水进一步增压。二是在给水系统减温水引出处和省煤器入口间设置ON/OFF型节流孔板。当节流孔板处在ON位置时，可产生节流压差（一般约为600～800kPa）；当节流孔板处在OFF位置时，则几乎无阻力。
上述2种方法在国内外工程中均有应用。如山东邹县电厂三期工程采用Weir泵带增压级来提升减温水压力；而上安电厂二期（2×300MW）、邯郸2×200MW供热机组等项目，则采用了增设节流孔板方案。
2种方案均增加了投资。确定方案时，应做技术经济比较。从技术角度看，增压泵方式较为复杂，每台泵都要设，电耗较大，且维护量也大。而孔板方案，仅需在主管上设置一件电动ON/OFF节流孔板，其结构较为简单，类似于在闸阀的阀板上开1个孔，对于300 MW机组，进口1台设备约5～6万美元；如能做到国产化，则费用还可低许多。
3实例分析
基于以上原因，在邯峰发电厂2×660MW工程前期技术谈判中，中方就如何解决锅炉减温水压力偏低问题与SIMENS公司进行了协商。最后确定，采用安装在高压加热器出口给水管道上的1个调节阀（Pinch阀）来维持必须的过热器减温水压力，Pinch阀的功能类似于电动ON/OFF节流孔板的功能。
邯峰发电厂的给水系统按2×50%汽动给水泵+1×35%电动调速给水泵方案配置，电动给水泵做为启动泵和备用泵。在正常满负荷运行时，给水由2台汽动给水泵经2台高压加热器后送入省煤器，给水流量由给水泵的转速控制。电动给水泵作为备用。当1台汽动给水泵故障时自动切入；当负荷低于35%时使用电动给水泵。
Pinch阀用来在机组降负荷时维持高压喷水减温控制阀及相应喷嘴有足够的压降。通过调整Pinch阀来维持减温水管道内的压力，即增加此阀的压降后而增加了喷水系统的背压，背压的提高可使喷水雾化良好并与主蒸汽良好混合。
从机组调试和运行来看，Pinch阀基本起到了预期的作用。但是，当投入自动调节时，由于Pinch阀的调节会对整个给水系统的流量和压力产生综合影响，因此对调整精度的要求非常严格。
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