直流炉屏式过热器超温的原因分析及控制措施

2023年12月27日发(作者：素描怎么画)

第１７卷　Ｖ０ｌ＿１７　第１期　Ｎｏ．１　重庆电力高等专科学校学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　２０１２年２月　Ｆｅｂ．２０１２　直流炉屏式过热器超温的原因分析及控制措施　欧一顺　（华能东方电厂，海南东方５７２６００）　【摘要】对华能东方电厂３５０ＭＷ超临界直流锅炉在运行中出现屏式过热器超温现象的原因进行分析，并提出控　制措施，以避免和减少该现象的继续发生，确保锅炉长周期安全运行。　【关键词】直流锅炉；屏式过热器；超温；控制措施　【中图分类号】ＴＫ２２７　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００８—８０３２（２０１２）０１－００８４－０３　屏式过热器　０概述　华能东方电厂一期工程２×３５０ＭＷ燃煤机组，　采用哈尔滨锅炉厂制造的ＨＧ一１１００／２５．４一ＹＭ１型超　临界直流锅炉，型式为单炉膛、平衡通风、固态排渣、　全钢架、全悬吊结构、兀型、露天布置。采用中速磨　正压直吹式制粉系统，配置２台一次风机和５台　顶棚过热器　／末级过热器高温再热器　垂直水冷壁　包墙过热器　低温再热器　下　降　管　汽水分离器　低温过热器　省煤器　…。。　储水罐　至疏水扩容器　螺旋水冷壁　来自汽机高压加热器　酾　ＨＰ８０３／Ｄｙｎ型中速磨煤机。在ＢＭＣＲ工况下，磨煤　机采用４运１备方式。锅炉设计煤种为山西平朔　煤，校核煤种为印尼燃煤，采用前后墙对冲燃烧方　式，一台磨煤机对应一层燃烧器，共布置５层燃烧器　（前墙３层，后墙２层，前墙从下至上分别是Ａ、Ｂ、Ｃ　层，后墙从下至上分别是Ｅ、Ｄ层），每层布置４只低　ＮＯ　轴向旋流煤粉燃烧器。　锅炉的汽水系统（见图１）以内置式启动分离器为　界设计成双流程，从冷灰斗进口一直到中问混合集箱　之间为螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的水冷壁　垂直管屏和后水冷壁吊挂管，汇集后经下降管引入折　焰角、水平烟道底包墙和水平烟道侧墙，再引入汽水分　离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系　统，再进入低温过热器中，然后再流经屏式过热器和末　币丽　Ｅ排汽　图１锅炉汽水系统　组中首批投产的机组，分别于２００９年６月和１２月　试运１６８　ｈ后投入正式运营。在运行过程中，１＃、２＃　锅炉的屏式过热器曾多次发生超温现象，轻微超温　时在屏过出口２３０个壁温测点中出现１～５点超温，　严重时出现５～ｌ０点超温，更严重的情况出现１０—　２０点及更多点的超温情况，严重影响了锅炉的安　全、稳定运行。　级过热器。从汽水分离器分离出来的水经冲洗、溢流　调节阀至疏水扩容器、疏水箱再排至污水池或当水质　合格后经疏水泵回收到凝汽器热井中（见图２）。为控　制过热汽温，除调节锅炉的煤水比外，设置两级喷水减　温器，一级减温器布置在低温过热器和屏式过热器之　间，二级减温器布置在屏式过热器和末级过热器之间。　图２汽水分离器水侧系统图　至凝汽器　减温水取自省煤器入口处的给水管道。　１屏式过热器出现的超温情况　东方电厂１＃、２样机组为国产３５０ＭＷ超临界机　２屏式过热器超温的原因Ｙｓ－￣：　２．１煤水比严重失调　直流锅炉在控制过热汽温的过程中，以调节煤　收稿日期：２０１１—１２—２３　作者简介：欧一顺（１９７６一），工程师，主要从事火力发电机组的运行及管理。　

第２期　欧一顺：　直流炉屏式过热器超温的原因分析及控制措施　８５　水比作为“粗调”，保证中间点温度（锅炉汽水分离　器出口汽温）的过热度在１０℃～２０℃的范围内，再　以一、二级减温水作为调节过热汽温的“细调”，将　末级过热器出口汽温控制在５７０±５℃的范围内。　但在实际运行过程中，因煤水比的计算问题及一次　风压大幅波动等原因，致使实际的煤水比严重失调，　使中间点温度的过热度很快偏离正常值，导致屏式　过热器出现超温现象。此种情况下，即使全开一级　减温水也不能很好地控制屏过壁温。因为直流炉在　干态时，总的蒸汽流量与进入水冷壁的给水所产生　的蒸汽量与过热器减温水汽化后产生的蒸汽量之和　相等。当锅炉负荷不变时，总的蒸汽流量和总的给　水流量也基本保持不变。当开大减温水时，相当于　减少了进入水冷壁的给水流量，在给煤量不变的情　况下，煤水比会增大，反而会使中间点温度的过热度　升高，对控制屏过壁温不利。　２．１．１煤水比的计算问题　磨煤机故障跳闸后重新启动的过程中，因为磨　煤机故障跳闸时不会执行对磨煤机的吹扫程序，导　致磨煤机内部以及输粉管道内积存大量煤粉。ＤＣＳ　控制逻辑在进行煤水比计算时，“煤”只包括各给煤　机的煤量与油枪耗油所折算的煤量之和，所以在故　障跳闸磨煤机检查结束后重新启动时，其内部积存　的大量煤粉不能计算在总煤量之中，此时在ＤＣＳ监　视系统中所计算出的煤水比远小于实际值，致使中　问点温度的过热度很快偏离正常值，导致屏式过热　器发生超温。　２．１．２一次风压大幅波动　当一台一次风机处于运行，另一台一次风机检　修结束后恢复运行时，若进行两台一次风机的并列　操作中调整操作不当，会造成一次风压突然升高；加　上磨煤机冷、热风挡板调节的滞后性，此时，会使各　运行磨煤机一次风速增大，将磨煤机及输粉管内的　大量煤粉瞬间吹进炉膛。此时被多带进炉内的煤粉　也不能计算在煤水比的“总煤量”之中，使ＤＣＳ监视　系统所计算的煤水比远小于实际值，导致中间点温　度的过热度很快偏离正常值，致使屏式过热器发生　超温　２．２煤质变化大　由于市场煤价上涨，为控制燃料成本，人厂煤除　了采购平朔煤（设计煤种）外，还大量进口印尼煤、　菲律宾煤。印尼煤、菲律宾煤煤质波动大，发热量在　３５００　Ｋｃａｌ／ｋｇ至５０００Ｋｃａｌ／ｋｇ不等；又加上原煤场设　计偏小，难以实现合理配煤，致使入炉煤的煤质波动　较大　在锅炉燃烧过程中，常因配煤不合理，遇到两　台或三台磨煤机同时变煤种的情况。当由高热值煤　种变为低热值煤种的时候，为保证负荷不变，控制系　统会使总给煤量在１～２分钟内自动增加１５ｔ／ｈ～　２０ｔ／ｈ。由于进入炉内的总煤量增加，炉内会产生额　外的大量烟气，将多余部分热量带到屏过处，使屏过　烟气侧吸热增强。但由于直流炉的惯性，当锅炉燃　料量增加后需要３～５分钟的时间，蒸汽量才会有明　显的增加。因锅炉产生蒸汽的滞后性，导致屏过对　烟气的吸热量大于同一时问内蒸汽对其进行的冷却　量，在减温水未及时调整的情况下，造成屏式过热器　超温。　２．３协调控制系统不完善　在机组加负荷时，控制系统中的负荷指令会去　执行加风、加煤、加水的相应操作，但因协调系统不　完善，往往会使煤量增加速度较快。炉内在短时间　内产生额外的大量烟气，将部分多余热量带到屏过　处，使屏过烟气侧吸热增强。同样因为直流锅炉产　生蒸汽的滞后性，导致屏过对烟气的吸热量大于同　一时间内蒸汽对其进行的冷却量，在减温水未及时　调整的情况下，造成屏式过热器超温。　２．４炉膛火焰中心上移　炉底捞渣机水封严重漏风；燃烧器组合方式不　合理，主要是在低负荷情况下，因下层燃烧器对应的　制粉系统故障检修，而采用投用中、上层燃烧器的方　式时，均会造成炉膛火焰中心上移。从而造成屏过　的吸热量大于蒸汽对其的冷却量，致使屏式过热器　发生超温。　２．５屏过管子内积有杂质　在安装、检修过程中，因施工原因残留了部分杂　质在屏式过热器局部管子内，屏过因局部冷却不均　发生超温现象。１＃、２＃炉在２０１０年发生的两次屏过　爆管，最终检查结果都发现爆管处残留了焊条、螺帽　等杂质。　２．６减温器喷嘴堵塞　１＃、２＃炉投产初期，在锅炉减温水调节阀全开的　情况下，减温水流量能达到４０ｔ／ｈ以上。但随着运　行时间增长，在相同给水压力、相同减温水调节阀门　开度的情况下，减温水流量逐渐减小，甚至在减温水　调节阀全开时，流量仍小于１０　ｔ／ｈ以下。当需要通　过减温水来控制屏过壁温时，因减温水流量受限而　导致屏过超温。　２．７　屏式过热器局部受热面积灰、结渣严　重，吹灰不及时　因印尼煤、菲律宾煤灰熔点较低，通常在１２００￣（２　

８６　重庆电力高等专科学校学报　第１７卷　以下，锅炉在燃烧这两种煤时受热面的积灰很容易结　渣。如果吹灰不及时，就会造成屏过局部受热面积　灰、结渣，导致屏过吸热不均，局部受热面吸热增强，　使屏过发生个别温度点超温的情况。　２．８人员操作经验欠缺　在加／减负荷、启／停制粉系统、煤质发生突变的　情况下，因协调控制系统不完善，会出现中间点温度　无过热度的情况，使锅炉汽水分离器的储水罐内出　现水位。当储水罐内的水位升高，为防止汽水分离　器进水，操作人员会将给水调节由自动切为手动，人　为减少给水流量。若控制不及时，储水罐内的水位　会继续升高，为防止蒸汽带水，操作人员会打开冲洗　或溢流水阀进行排水。排水过程中因带走了炉水部　分热量，会减少锅炉的产汽量。另外，如果冲洗或溢　流水阀关闭不及时，会造成部分蒸汽短路，致使流过　屏式过热器的蒸汽量不足，发生屏过壁温超限的　情　３控制屏式过热器超温的措施　针对引起屏式过热器超温的以上原因，需分别　采取措施，加以控制。　３．１严格控制煤水比在正常范围　磨煤机故障跳闸后重新启动前，先适当降低过　热度设定值，即提前适当减小煤水比；另外，在对磨　煤机及输粉管道进行通风吹扫时，需根据过热度上　涨趋势，缓慢增加一次风量，必要时可采取逐一打开　磨煤机出口关断阀进行吹扫的方式。　在启动第二台一次风机时，可根据一次风母管　压力，缓慢增加刚启动的一次风机的出力，适当减小　先前运行的一次风机的出力，以保证一次风压不发　生大幅升高的情况。另外，为避免一次风压大幅升　高导致煤水比严重失调的情况，在操作前可适当降　低过热度设定值，提前适当减小煤水比。　３．２加强燃料管理，保证人炉煤质稳定　根据煤场存煤情况，完善配煤工作，尽量保证人　炉煤质稳定。根据调度下达的计划负荷曲线和煤仓　存煤情况，提前变更上煤方式，避免２台以上的磨煤　机同时更换煤种的情况发生。加强与燃料部门的沟　通工作，严格执行配煤调度单的上煤方式，防止发生　上错煤的情况。在更换煤种时，燃料部门应及时将　煤种变更时间及煤仓的存煤情况通报给集控人员，　以便集控人员提前做好监视工作，根据煤种变化情　况及时做出相应的燃烧调整。　３．３优化和完善自动控制系统　通过优化和完善ＤＣＳ控制系统中的各参数，以　实现机组在加负荷时，能够控制好煤量增加的速度　和幅度，消除屏式过热器吸收烟气热量与蒸汽对其　冷却量的不平衡。　３．４严格控制炉膛火焰中心　通过监视烟气流量与总风量的差值，以及引风　机电流、氧量等参数的变化来加强对炉膛漏风的监　视。尤其是要对捞渣机水封进行严密监视，避免水　封失水，炉底严重漏风，造成火焰中心上移。　充分利用夜间低负荷的情况，对下层燃烧器对　应的Ａ、Ｅ磨煤机轮流进行检查消缺，避免Ａ、Ｅ磨煤　机因故障同时停运，锅炉只能运行中层及上层燃烧　器，造成炉膛火焰中心上移的情况。　３．５防止屏过管子内的积存杂质　在组装屏过受热面时，先对各受热面的每根管　子进行通球检查或用高压蒸汽对管子进行彻底吹　扫，以确保管内无杂质。在屏过安装、检修期问，加　强检查，防止焊渣、螺帽等杂物进入管子内。　３．６防止减温器喷嘴堵塞　在减温水系统安装、检修过程中，要加强检查，　防止杂质进入管道及减温器内部。在减温水系统安　装、检修结束后，应接临时管道对其进行冲管，以清　除杂质。在减温水系统投运过程中，必须保证给水　水质合格。利用机组计划检修时间，对减温器喷嘴　进行彻底检查、清理。　３．７及时清除受热面积灰　在锅炉运行过程中，根据煤种情况加强对屏过　各点温度监视，及时吹灰。对灰分较高，灰熔点较低　的煤种，增加吹灰次数，并尽可能选择在高负荷下吹　灰。利用机组检修时间，对受热面进行彻底检查，以　清除积灰。　３．８提高人员操作技能　强化人员培训，提高操作技能，增强在异常工况　下手动调整参数的能力，培养根据参数变化趋势做　出超前调整的能力。　４结束语　造成屏式过热器超温的原因较多，在实际运行　过程中，应根据超温情况重点从烟气侧和蒸汽侧来　加以分析。在做出任何操作调整前都需要进行充分　考虑，以确保屏式过热器吸收烟气的热量与同一时　间内蒸汽对其进行冷却的能量间保持相对平衡，从　而尽量避免和减少屏式过热器发生超温的情况，以　确保锅炉安全、可靠地运行。　（下转第９４页）　

９４　重庆电力高等专科学校学报　第１７卷　则无法路由。在企业出口路由器上设置６ｔｏ４隧道　时，可以不配置ＩＰｖ６地址，但设备必须支持ＩＰｖ６协　议。为了让２００２：：／１６为前缀的ＩＰｖ６网络和其它　互联网的接人，本文提出了在ＩＰｖ４／ＩＰｖ６双栈网络　中，通过６ｔｏ４隧道技术联结互联网上ＩＰｖ６资源的实　现方法。经过实验和测试，证明该方案有效，可以　推广。　ＩＰｖ６网络进行通信，还需要设置６ｔｏ４中继路由器，　中继路由器地址为１９２．８８．９９．０／２４。　由于企业网在接入到ＩＰｖ６骨干网时，限制为特　殊的６ｔｏ４地址，因此６ｔｏ４技术不适在大型ＩＰｖ６骨　参考文献：　［１］　ＩＥＴＦ　ＲＦＣ３９６４，Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　６ｔｏ４［Ｓ］．　［２］ＩＥＴＦ　ＲＦＣ　４２１４，Ｔａｌｗａｒ　Ｍ，Ｔｈａｌｅｒ　Ｄ．Ｉｎｔｒａ，Ｓｉｔｅ　Ａｕｔｏｍａｔ－　ｉｃ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＩＳＡＴＡＰ）［ｓ］．　［３］　ＲＦＣ３０５６，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＩＰｖ６　Ｄｏｍａｉｎｓ　ｖｉａ　ＩＰｖ４　Ｃｌｏｕｄｓ　［Ｓ］．　干网络中使用。６ｔｏ４隧道技术在ＩＰｖ４／ＩＰｖ６过渡初　期较为有效，无须申请正式的ＩＰｖ６址就可以部署　ＩＰｖ６。当以后Ｉｎｔｅｒｎｅｔ资源全部过渡到ＩＰｖ６后，需　要对企业网络ＩＰ地址和路由进行重配置，并卸载　６ｔ０４隧道功能。　随着计算机、物联网终端数量的快速增长，ＩＰ　地址的需求导致ＩＰｖ６必然代替已耗尽地址的ＩＰｖ４。　为了最大化保护企业在网络中的投资并现实和双栈　［４］　王晓峰，吴建乎，崔勇．互联网ＩＰｖ６过渡技术综述［Ｊ］．　小型微型计算机系统，２００６，（３）．　［５］杜慧军．基于双协议栈的６ｔｏ４隧道技术的应用［Ｊ］．广　东技术师范学院学报，２００７，（１２）．　Ｔｈｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　６　ｔｏ　４　Ｔｕｎｎｅｌ　ＷＡＮＧ　Ｙｉ　．ＴＡＮＧ　Ｙａｎｇ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｃｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０　１　３３　１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００５３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩＰｖ６　ｉＳ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ—ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ａｎｄ　ｔｈｅｒｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ａ　ｓｈｉｔｆ　ｔｏ　ｉｔ　ｆｏｒ　ａｌｌ　ｔｈｅ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ｉｎ　ａ　ｆｅｗ　ｙｅａｒｓ．Ｔｈｉｓ　ｅｓｓａｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　６　ｔｏ　４　ｔｕｎｎｅｌ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｈｉｆｔ　ｆｒｏｍ　ＩＰｖ４　ｔｏ　ＩＰｖ６．Ｂｅｓｉｄｅｓ．ｔｈｉｓ　ｅｓｓａｙ　ａｌｓｏ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｈｉｆｔ　ａｎｄ　ｔｅｓｔｓ　ｉｔ　ｂｙ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｕｐ　ａ　ｍｏｄｅ１　ｔｈａｔ　ｍａｋｅｓ　ｆｕ１１　ｕｓｅ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ＩＰｖ４　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ａ　ｓｍｏｏｔｈ　ｓｈｉｔ　ｆｒｏｍ　ＩＰｖ４　ｔｏ　ＩＰｖ６．ｆ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＩＰｖ４；ＩＰｖ６；６　ｔｏ　４；ｄｕａｌ　ｓｔａｃｋ　ｎｅｔｗｏｒｋ　（上接第８６页）　经过不断地分析、总结，并有针对性地采取措施，东　方电厂１＃、２＃炉在２０１１年的运行过程中，屏式过热　器超温现象得到了有效控制，超温次数逐渐减少，全　年未发生屏式过热器多点同时超温的情况，为保证　１＃、２＃￣ＯｑＫ：Ｎ，ｇｑ、安全稳定运行奠定了基础。　参考文献：　［１］　白国亮．锅炉设备运行［Ｍ］．北京：中国电力出版　社，２００５．　［２］金维强．大型锅炉运行［Ｍ］．北京：中国电力出版　社，１９９８．　［　］　全利・大型锅炉运行［Ｍ］－北京：中国电力出版　Ｃａｕｓｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｏｖｅｒ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｌａｔｅｎ　Ｓｕｐｅｒ－ｈｅａｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｏｎｃｅ－ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｂｏｉｌｅｒ　ａｎｄ　Ｒｅｌｅｖａｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　０Ｕ　Ｙｉ．ｓｈｕｎ　（Ｈｕａｎｅｎｇ　Ｄｏｎｇｆａｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ，Ｄｏｎｇｆａｎｇ　Ｈａｉｎａｎ　５７２６００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｅｓｓａｙ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒ－－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｌａｔｅｎ　ｓｕｐｅｒ－－ｈｅａｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　３５０　ＭＷ　ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｅａｌ　ｏｎｃｅ．．　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｂｏｉｌｅｒ　ｉｎ　Ｈｕａｎｅｎｇ　Ｄｏｎｇｆａｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔ　ａｌｓｏ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ　ｓｅｃｕｒｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｉｌｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｎｃｅ—ｔｈｒｏｕｇｈ　ｂｏｉｌｅｒ；ｐｌａｔｅｎ　ｓｕｐｅｒ－ｈｅａｔｅｒ；ｏｖｅｒ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ