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《某電廠600mw超臨界機(jī)組直流鍋爐汽溫偏差分析及解決方案》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、某電廠600MW超臨界機(jī)組直流鍋爐汽溫偏差分析及解決方案對(duì)于四角切圓燃燒鍋爐，在爐膛出口區(qū)域普遍存在煙溫和汽溫分布不對(duì)稱的現(xiàn)象，鍋爐容量越大，這種不對(duì)稱情況越明顯，其原因主要是由于爐膛出口處存在煙氣流殘余扭轉(zhuǎn)，在上爐膛及水平煙道中產(chǎn)生煙氣速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、顆粒分布場(chǎng)偏差所致。如果這些偏差過(guò)大，將導(dǎo)致過(guò)熱器、再熱器超溫爆管，加重高溫腐蝕和汽溫偏差，導(dǎo)致減溫水大量投入和局部管材超溫，嚴(yán)重影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行。某電廠600MW超臨界直流四角切圓鍋爐配用中速磨煤機(jī)的直吹式制粉系統(tǒng)。由于氣流在爐內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一、二次風(fēng)合
2、適的配比和強(qiáng)烈擾動(dòng)有利于煤粉的燃燒。鍋爐的燃燒效率較高，略超過(guò)設(shè)計(jì)保證值。但是切圓燃燒所固有的特性將不可避免地在爐膛出口兩側(cè)產(chǎn)生煙氣溫度和流量偏差。因此，查找超臨界四角切圓燃燒鍋爐煙氣溫度和蒸汽溫度偏差的形成原因，提出消除或減緩煙溫偏差的措施，對(duì)提高超臨界四角切圓燃燒方式鍋爐機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性有十分重要的意義。1.汽溫調(diào)節(jié)方法及溫度偏差的基本特點(diǎn)1.1過(guò)熱汽溫控制策略超臨界直流鍋爐主汽溫的調(diào)節(jié)采用噴水減溫。噴水減溫實(shí)質(zhì)上是調(diào)整工質(zhì)流量在水冷壁和過(guò)熱器之間分配比例，減溫水量的變化改變了進(jìn)入省煤器和水冷壁的工質(zhì)
3、流量，這一區(qū)段的熱量與水量比值隨之改變，因而區(qū)段內(nèi)工質(zhì)溫度發(fā)生了相應(yīng)變化。由于進(jìn)入鍋爐的總給水流量未改變，即煤水比未改變，無(wú)論減溫水量有多大的變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)鍋爐出口過(guò)熱汽溫也不會(huì)改變。因此，噴水減溫控制只是在動(dòng)態(tài)過(guò)程中采用的調(diào)節(jié)手段，只能改變瞬態(tài)的過(guò)熱汽溫。而在穩(wěn)態(tài)，則必須使燃燒率與給水流量保持適當(dāng)?shù)谋壤?，即保持一定的煤水比，這是控制汽溫的根本手段。主蒸汽溫度動(dòng)態(tài)控制由一級(jí)、二級(jí)過(guò)熱汽溫控制組成，圖1為兩級(jí)減溫的過(guò)熱器熱力系統(tǒng)圖。末級(jí)過(guò)熱器出口汽溫控制分兩個(gè)運(yùn)行區(qū)間，即濕態(tài)運(yùn)行區(qū)和直流運(yùn)行區(qū)。濕態(tài)運(yùn)行發(fā)生在機(jī)組啟動(dòng)
4、期間，此時(shí)通過(guò)爐膛的水流量大于通過(guò)過(guò)熱器的蒸汽流量，多余的水被收集在貯水箱中。當(dāng)通過(guò)爐膛的工質(zhì)全部進(jìn)入過(guò)熱器時(shí)，鍋爐進(jìn)入直流運(yùn)行區(qū)，此時(shí)除了要控制末級(jí)過(guò)熱器出口汽溫外，還要防止每個(gè)過(guò)熱器管組入口工質(zhì)溫度低于飽和溫度。在濕態(tài)運(yùn)行期間，通過(guò)爐膛的工質(zhì)流量是固定的，此時(shí)過(guò)熱器減溫器的作用類似于汽包爐的減溫器，用以控制汽溫；在直流運(yùn)行區(qū)，過(guò)熱器減溫器僅用作瞬時(shí)的汽溫控制，而最終的汽溫控制是通過(guò)給水流量控制調(diào)節(jié)燃料/給水比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在直流運(yùn)行區(qū)，每級(jí)減溫器的溫降都控制在一個(gè)目標(biāo)值，這樣當(dāng)汽溫在整定值時(shí)，就能使減溫水量維持在
5、設(shè)計(jì)值，使減溫器能對(duì)每個(gè)方向的汽溫偏差都做出響應(yīng)。1.2再熱汽溫控制策略再熱汽溫用燃燒器擺角和噴水減溫器來(lái)控制。改變擺動(dòng)式燃燒器噴嘴傾角來(lái)調(diào)節(jié)再熱汽溫，實(shí)際是改變爐內(nèi)火焰中心位置，從而改變爐膛出口煙溫，即改變爐內(nèi)輻射傳熱量和煙道中對(duì)流傳熱量的分配比例，從而改變?cè)贌崞鞯奈鼰崃?，達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。再熱器減溫噴水量采用單沖量控制回路控制，即僅根據(jù)再熱器出口汽溫的變化來(lái)調(diào)節(jié)減溫水控制閥，只要再熱器出口汽溫超過(guò)整定值，減溫水調(diào)節(jié)閥就打開(kāi)。圖2為再熱汽溫噴水減溫的熱力系統(tǒng)圖。1.3汽溫偏差和煙溫偏差的基本特點(diǎn)表1為某6
6、00MW鍋爐不同負(fù)荷下汽溫和煙溫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，過(guò)熱汽溫在低溫過(guò)熱器（簡(jiǎn)稱低過(guò)）出口、屏式過(guò)熱器（簡(jiǎn)稱屏過(guò)）出口、高溫過(guò)熱器（簡(jiǎn)稱末過(guò)）出口存在明顯偏差；屏式再熱器（簡(jiǎn)稱屏再）出口煙溫偏差較大；鍋爐前后墻螺旋水冷壁、鍋爐左/右側(cè)螺旋水冷壁壁溫也存在一定的偏差，規(guī)律是右/后墻螺旋水冷壁高于左/前墻螺旋水冷壁，壁溫變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3。偏差大小由負(fù)荷、運(yùn)行操作方式等因素影響。2.產(chǎn)生偏差的理論分析2.1假想切圓直徑對(duì)于單層燃燒器而言，實(shí)際切圓直徑DS一般是假想切圓直徑D0的3倍。對(duì)于多層燃燒器，由試驗(yàn)得知存在如下關(guān)
7、系：DS=K（n）0.5b+D0（1）式中：n為燃燒器層數(shù)；b為燃燒器寬度；K為試驗(yàn)常數(shù)，它與n的關(guān)系見(jiàn)表2。由式（1）可知，對(duì)于多層燃燒器，由于上層氣流不斷被卷吸到下層，流量增大，使得旋渦直徑相應(yīng)增大，由于射流間的擠壓和離心力的作用，實(shí)際切圓直徑是假想切圓直徑的8倍左右。假想切圓直徑越大，氣流的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量就越大，在爐內(nèi)同樣的衰減速率下，到達(dá)爐出口斷面時(shí)煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)動(dòng)量就越大。同時(shí)，假想切圓直徑越大，煙氣稀薄區(qū)的面積就越大，中間區(qū)域的煙氣流量就越小。2.2燃燒器布置、數(shù)量以及出口風(fēng)速的設(shè)計(jì)燃燒器整組布置和分組布置
8、時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)量的衰減過(guò)程是不同的；燃燒器切圓方式（如反切布置、水平分級(jí)等）對(duì)旋轉(zhuǎn)氣流的動(dòng)量也有很大的影響。從各個(gè)角噴入爐內(nèi)的氣流動(dòng)量、燃燒器的數(shù)量以及燃燒器出口風(fēng)速設(shè)計(jì)都會(huì)影響到各個(gè)角的噴射動(dòng)量，從而影響到爐膛中央?yún)^(qū)域煙氣稀薄區(qū)的切圓當(dāng)量直徑大小，以及旋轉(zhuǎn)氣流的邊界層形狀。角噴射動(dòng)量越大，旋轉(zhuǎn)氣流的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量就越大，煙氣在進(jìn)入到水平煙道時(shí)的殘余旋轉(zhuǎn)動(dòng)量也就越大，反之亦然。2.
