超臨界直流鍋爐破壞爐底水封運行探討

崔慶偉

【摘 ?要】本文對超臨界直流鍋爐破壞爐底水封破壞過程與恢復過程的操作步驟、運行控制措施以及參數變化進行的總結與分析，運行上是可以控制的，可以實現不停爐處理撈渣機故障。

【關鍵詞】超臨界;直流鍋爐;破壞;水封;運行

0 ?引言

鍋爐運行中爐底水封的破壞，將對鍋爐燃燒產生極大的擾動，極易產生嚴重的超溫現象。這已在很多汽包鍋爐爐底水封的破壞的事故處理中得到證實。對于超臨界直流鍋爐鍋爐蒸發區容積小，蓄熱利用能力差，一旦發生爐底水封破壞，其運行參數將發生如何變化，是否能有效控制，能否保證鍋爐安全，目前尚無相關資料可以借鑒。某廠利用撈渣機搶修的機會，爐底超臨界直流鍋爐破壞水封運行，實現了大容量機組破壞爐底水封不停爐搶修撈渣機，積累超臨界直流鍋爐爐底水封破壞運行經驗，為類似的事故處理提供了依據。

1 ?系統介紹

超臨界參數變壓運行直流鍋爐（B&WB-1903/25.40-M、帶啟動循環泵），單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、全懸吊結構Π型鍋爐，最大連續蒸發量為1903t/h，固態排渣，配一臺括板撈渣機，一個渣倉。燃燒系統采用中速磨冷一次風機正壓直吹式制粉系統，前后墻對沖燃燒方式，鍋爐前后墻各三層煤粉燃燒器（標高分別為31.92、26.435、20.95m），每層設置6只燃燒器。前墻燃燒器自上而下布置依次為F、A、C，后墻燃燒器自上而下布置依次為E、B、D。每個燃燒器都裝設有輕油槍和高能點火裝置，共36套，油槍采用機械霧化。鍋爐前后墻各布置一層NOx（OFA）噴口，每層設置8只燃燒器。

2 ?基本控制思想

爐底水封破壞后，一方面考慮到尾部煙道受熱面壁溫及排煙溫度可能會嚴重超限，首先應考慮降低鍋爐負荷;另一方面爐底水封破壞后，大量冷風進入爐膛，燃燒工況變差，為了防止鍋爐熄火，應在在允許范圍內維持適當的較高爐膛熱負荷。主要操作過程如下：

1）減負荷至230MW左右，盡量維持中下層二臺磨煤機運行。

2）鍋爐爐膛壓力設定范圍為“0.1～+0.3kPa”。

3）降低鍋爐主、再熱汽溫至520℃左右。

4）投入等離子點火裝置。投入C、D層油槍。

5）鍋爐總風量控制1200t/h左右，避免冷卻風量不足，排煙溫度過高。

6）開始破壞爐底水封，放水過程中隨著爐底冷風通入，主再熱汽溫、排煙溫度上升。

7）撈渣機故障處理完畢，恢復爐底水封。

8）隨著水封恢復，冷風吸入量大量降低，適當提高主再熱汽溫，及時調節減溫水量，防止汽溫快速下跌。

3 ?過程運行參數變化情況及技術分析

3.1 ?爐底水封破壞過程

3.1.1 ?破壞爐底水封各參數的變化趨勢如圖1所示：

爐底水封失去使大量冷空氣從鍋爐底部進入，一方面使得煙氣流量從1700t/h升到2300 t/h，而通過空預器的冷卻風量基本不變，使排煙溫度出現明顯飛升現象，在空預器進口溫度292℃升至324℃的情況下，排煙溫度由112℃升至157℃。另一方面大量冷空氣從鍋爐底部進入使爐內熱負荷降低，爐膛燃燒工況變差及火焰中心上移，爐內輻射換熱減弱，產汽量下降致使機組負荷由230MW下降至190MW。在鍋爐煙氣量猛增及蒸汽流量劇降的雙重作用下，使煙氣經過各級對流受熱面的溫降減少，使得各級對流受熱面的蒸汽溫升和金屬壁溫大幅升高，特別是一級過熱器和冷再金屬壁溫。

此次破壞爐底水封運行，各參數在破壞水封的過程中變化較大，但隨后都趨于穩定。汽溫壁溫大幅升，且過熱器減溫水接近全開，因此雖然汽溫壁溫都沒發生超溫現象，但調節余量已經很小。排煙溫度升高后也趨于穩定，未發生過上下波動，爐膛負壓穩定，火檢強度有所降低，但也比較穩定，整體而言，各參數都在安全可控范圍內，機組運行還是安全的。

從本次爐底水封破壞后的運行情況來看，提高爐膛壓力對減少爐底冷風的吸入量作用不是很大。鍋爐的燃燒情況取決于爐底冷風的吸入量，燃燒越強吸入的風量越多?？刂剖軣崦姹跍丶芭艧煖囟汝P鍵在于維持一個合適的負荷，另一方面可加大底層的二次風送風量，來減少爐底吸入的冷風，減少煙氣與送風量不匹配程度。

3.2 ?爐底水封恢復過程

3.2.1 ?各主要參數在爐底水封恢復過程中的變化：

如圖2和表格所示在爐底水封恢復初期出現爐膛負壓波動加大，機組負荷降低，排煙溫度升高，燃燒器火檢強度的晃動增大，主、再汽溫也都有不同程度的上升，還發生了一級過熱器和冷再壁溫的超溫現象。其最主要原因是恢復爐底水封的方法不合理，采用傳統方式，注水至撈渣機上槽體溢流至下槽體的方法，在上槽體內側形成水幕，吸入的冷風則會夾帶大量的水珠進入爐膛，降低爐內溫度，引起鍋爐燃燒進一步惡化。

針對上述情況首先改變爐底水封恢復的方法，即采用直接加水至撈渣機下槽體，避免水幕的形成，減少水珠被吸入的可能性;其次爐底水封建立后燃燒變好時應及時增加給水量，開大貯水箱高水位調節閥的排水量，減少蒸汽蒸發量，提高主、再汽溫。并適當增加送風機風量，避免鍋爐實際通風量的下降太多，減緩火焰中心溫度升高趨勢和火焰中心的下移趨勢，盡量減少鍋爐的輻射換熱，避免蒸汽流量增加過快。

4 ?總結

從此次破壞爐底水封運行嘗試來看，破壞爐底水封，維持鍋爐安全運行，運行上是可控的。在爐底水封恢復的過程中，造成一級過熱器及冷再管壁較長時間的超溫現象以及主再汽溫的快速下降現象，通過合理調整運行方式后，完全是可以有效改善。本次破壞爐底水封運行期間，消耗燃油20噸，所用的燃料量約增加一倍，從磨煤機火檢來看，通過提高單臺磨煤機煤量保證火檢強度，提高燃燒穩定性，可繼續嘗試減少燃油消耗。在保證鍋爐設備和施工人員的安全的前提下，破壞爐底水封不停爐搶修撈渣機能有效降低開停機帶來的經濟損失。

參考文獻：

[1]火電廠鍋爐設備及運行 ?樊泉桂 魏鐵錚 王軍 中國電力出版社

[2]火電廠熱力系統 張燦勇 中國電力出版社

（作者單位：浙江浙能蘭溪發電有限責任公司）