電廠鍋爐啟動(dòng)操作法的改進(jìn)

1研究鍋爐啟動(dòng)操作法的意義火電廠大、中型單元制機(jī)組的啟動(dòng)幾乎都是采用滑參數(shù)啟動(dòng)方式，機(jī)組的啟動(dòng)是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，啟動(dòng)的成敗和操作質(zhì)量很大程度上取決于鍋爐的參數(shù)控制水平。

　　鍋爐啟動(dòng)操作的核心就是參數(shù)的控制，如果鍋爐參數(shù)控制不當(dāng)，就可能無(wú)法滿(mǎn)足汽機(jī)的要求，直接造成汽機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或者在啟動(dòng)過(guò)程中造成汽機(jī)差脹、振動(dòng)等指標(biāo)超標(biāo)而被迫打閘停機(jī)。

　　鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)控制是一個(gè)技術(shù)難度較大的操作，鍋爐在正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)采用的控制方式和經(jīng)驗(yàn)對(duì)啟動(dòng)初期的鍋爐幾乎是芫全無(wú)效的，鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)控制特別是主汽溫度的控制有著極其特殊的難度。各種技術(shù)書(shū)籍和運(yùn)行規(guī)程也只是對(duì)要求達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定，或者簡(jiǎn)要介紹了常規(guī)的基本控制方法，而無(wú)法落實(shí)到具體數(shù)據(jù)。

　　各火電廠機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)音狀況及系統(tǒng)構(gòu)成都不一樣，因此各個(gè)廠的具體操作方法及經(jīng)驗(yàn)控制數(shù)據(jù)也各不一樣沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)一模式。

　　研究鍋爐啟動(dòng)操作法，就是要針對(duì)電廠的設(shè)音和系統(tǒng)實(shí)際狀況，總結(jié)出鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中不同于正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的控制方式和經(jīng)驗(yàn)，讓每個(gè)司爐按照這個(gè)操作法進(jìn)行鍋爐啟動(dòng)，都能將參數(shù)準(zhǔn)確地控制在規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)安全地將機(jī)組啟動(dòng)成功。

　　2鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中參數(shù)控制的難點(diǎn)及原因分析攀鋼發(fā)電廠裝機(jī)容量為3100MW，單元制機(jī)組，鍋爐為HG-410/9.8-YM11型單汽包自然循環(huán)、集中下降管、兀形露天布置的固態(tài)排渣煤粉爐。采用四角切圓布置的直流燃燒器及熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。爐內(nèi)假想切圓為01000 mm（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)），燃燒器設(shè)置三層共12只一次風(fēng)噴口，燃燒器風(fēng)口布置方式自上而下為三、二、一、二、一、二、一、二，其中三次風(fēng)口下傾7.點(diǎn)火裝置置于下二次風(fēng)口內(nèi)采用簡(jiǎn)單機(jī)械霧化式油搶?zhuān)�設(shè)計(jì)每只油搶耗油量為1.57t/h.以前我廠在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，一直采用減溫水控制主汽溫度的方式，主汽溫度波動(dòng)頻繁且波動(dòng)幅度很大滿(mǎn)足不了汽機(jī)的要求。

　　通過(guò)對(duì)多次鍋爐啟動(dòng)的總結(jié)分析和與正常運(yùn)行的對(duì)比，筆者將鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中參數(shù)控制的難點(diǎn)冶金動(dòng)力總結(jié)為以下幾個(gè)方面：2.1鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，在鍋爐剛起壓時(shí)，汽包上、下壁溫差非常難控制。這是因?yàn)樵阱仩t產(chǎn)汽前，水循環(huán)很微弱，汽包下壁與爐水接觸，只能依靠微弱的對(duì)流換熱，汽包上壁只有通過(guò)汽包下壁導(dǎo)熱，溫升就更慢，在此過(guò)程中汽包下壁溫高于汽包上壁溫。在鍋爐產(chǎn)汽后汽包上壁吸收蒸汽的凝結(jié)換熱，換熱強(qiáng)度比汽包下壁的對(duì)流換熱要大得多，汽包上壁溫很快接近對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度，即汽包上壁溫很快超過(guò)1005，而汽包下壁溫通常還只有605左中，在汽壓很低時(shí)飽和溫度隨壓力的變化很大，汽包上壁溫上升得很快，汽包下壁溫上升得很慢，就很容易造成汽包上、下壁溫差超過(guò)40 5，使汽包產(chǎn)生大的熱應(yīng)力而影響使用壽命或者造成損壞。

　　2.2鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中在機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷前用減溫水調(diào)整汽溫延遲性非常大，延時(shí)達(dá)到10789以上，要想在延時(shí)性這樣大的情況下將減溫水量控制在準(zhǔn)確的范圍內(nèi)幾乎是不可能的，誰(shuí)也不可能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)十多分鐘后的溫度變化情況及所需的減溫水量。這是因?yàn)樵谄麢C(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中用汽量很小，達(dá)到3000r/min時(shí)蒸汽流量也只有約30t/h，蒸汽在過(guò)熱器管內(nèi)的流速極低，蒸汽從減溫器到集汽聯(lián)箱所需的時(shí)間就很長(zhǎng)。隨著機(jī)組負(fù)荷的升高，用汽量逐漸增加，蒸汽流速逐漸提高，主汽溫度的延遲性就逐漸減小達(dá)到70%負(fù)荷時(shí)延時(shí)不超過(guò)1min，這時(shí)主汽溫度就很好控制了。

　　2.3在蒸汽流量很小的情況下使用減溫水，減溫水不可能均勻地分布在蒸汽里，就會(huì)造成過(guò)熱器管的水塞，水塞管中蒸汽幾乎不流動(dòng)，被加熱得溫度較高，水塞被沖通后主汽溫度就會(huì)暴漲，造成主汽溫度不易控制和個(gè)別過(guò)熱器管產(chǎn)生較大的熱偏差、產(chǎn)生較大熱應(yīng)力或者過(guò)熱損壞。只有當(dāng)機(jī)組負(fù)荷逐漸升高、蒸汽流量和減溫水量逐漸增加后，減溫水在蒸汽里才可能逐漸分布均勻，這個(gè)矛盾才會(huì)慢慢消除。

　　2.4在蒸汽流量很小的情況下，很小的減溫水量就會(huì)很大幅度地降低主汽溫度。在機(jī)組并網(wǎng)前，1t/h的減溫水量就會(huì)降低主汽溫度達(dá)50 5以上，要想將減溫水量控制在較為精確的范圍內(nèi)幾乎是不可能的。這是因?yàn)闇p溫水調(diào)節(jié)門(mén)在低流量的情況下調(diào)節(jié)性能較差，很小的開(kāi)度變化就會(huì)造成減溫水量的較大變化，并且減溫水流量表在很低流量的情況下指示的精確度也較差。經(jīng)常是這種情況：開(kāi)始投用減溫水時(shí)減溫水流量表顯示還是0，但實(shí)際上減溫水已降低主汽溫度達(dá)到二三十度，達(dá)不到精確控制減溫水量的要求。這個(gè)矛盾只有隨著機(jī)組負(fù)荷的逐漸升高，蒸汽流量和減溫水量逐漸增加后才會(huì)得以解決。

　　2.5在蒸汽流量很小的情況下，無(wú)法以減溫器后的汽溫作為主汽溫度調(diào)整的超前信號(hào)。這是因?yàn)檎羝�量很小時(shí)，減溫水已將減溫器處的過(guò)熱蒸汽芫全冷卻到汽水共存的飽和狀態(tài)，這時(shí)減溫器后的汽溫只與汽壓有關(guān)，而與減溫水量的變化無(wú)關(guān)，因此這時(shí)減溫器后的汽溫就不能反映減溫水用得多還是少，無(wú)法作為超前信號(hào)。只有等到蒸汽流量大到一定程度后，減溫水無(wú)法將減溫器處的過(guò)熱蒸汽冷卻到飽和狀態(tài)，蒸汽具有一定的過(guò)熱度，這時(shí)減溫器后的汽溫才能反映減溫水量的多少，才能作為主汽溫度調(diào)整的超前信號(hào)。

　　2.6在機(jī)組并網(wǎng)之前，鍋爐只投油搶?zhuān)�這時(shí)用燃燒來(lái)調(diào)整主汽溫度也幾乎是無(wú)效的。這是因?yàn)槿加腿紵�過(guò)程非常短，不象煤粉燃燒那樣充滿(mǎn)整個(gè)爐膛，霧化后的燃油在其燃燒火炬范圍內(nèi)就幾乎芫成了燃燒過(guò)程，即使產(chǎn)生少量碳黑離開(kāi)燃燒火炬后，也會(huì)因?yàn)閱��?dòng)過(guò)程中爐膛溫度很低而無(wú)法再繼續(xù)燃燒，因此就不可能象對(duì)待煤粉一樣通過(guò)調(diào)整配風(fēng)來(lái)有效調(diào)整油搶火焰中心高低和爐膛溫度，也就無(wú)法相應(yīng)地調(diào)整主汽溫度。

　　3采取的對(duì)策以上難點(diǎn)在實(shí)際工作中都是客觀存在的，要想直接針對(duì)這些難點(diǎn)來(lái)突破幾乎不可能。以前我廠一直用減溫水控制主汽溫度，曾經(jīng)歷過(guò)多次嘗試，即使是最有經(jīng)驗(yàn)的司爐采用最精心的操作和最勤的調(diào)整，也無(wú)法從根本上解決問(wèn)題，最后參數(shù)往往還是無(wú)法控制好，汽機(jī)的啟動(dòng)還是處于危險(xiǎn)的邊緣。

　　介于這種實(shí)際情況，我們就只好采取迂回的戰(zhàn)術(shù)思想：既然采用以上傳統(tǒng)方法來(lái)控制鍋爐的啟動(dòng)有很多難點(diǎn)無(wú)法根本解決，那幺可不可尋求其它特殊的操作方法來(lái)解決存在的問(wèn)題呢，通過(guò)認(rèn)真的分析可以看出：鍋爐參數(shù)最難控制的階段是在機(jī)組并網(wǎng)之前。機(jī)組并網(wǎng)之前蒸汽流量很小，各種矛盾很突出，通過(guò)對(duì)這個(gè)階段各種操作進(jìn)行研究，我們總結(jié)出了“機(jī)組并網(wǎng)前通過(guò)控制燃燒強(qiáng)度來(lái)控制主汽溫度、機(jī)組并網(wǎng)后用減溫水來(lái)控制主汽溫度”的操作方法，同時(shí)也解決了鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)汽包上、下壁溫差容易超標(biāo)的問(wèn)題。采用這個(gè)方法在實(shí)際啟動(dòng)中可能會(huì)出現(xiàn)主汽壓力與主汽溫度不匹配的問(wèn)題，我們又充分利用鍋爐的蓄熱，徹底解決了這個(gè)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多次啟動(dòng)試驗(yàn)，這個(gè)方法效果較好。

　　4改進(jìn)后的鍋爐啟動(dòng)操作法為了方便控制啟動(dòng)過(guò)程中的燃燒強(qiáng)度，我廠將每臺(tái)鍋爐四只油搶中的兩只噴嘴口徑適當(dāng)減小，出力改為1t/h.這樣，就可組合出1、1. 57、2、2.57、3.14、3.57、4.14、5.14t/h的燃油量，并且還可以通過(guò)控制燃油壓力進(jìn)行微調(diào)，滿(mǎn)足對(duì)燃燒強(qiáng)度調(diào)整的需要。

　　4.1汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前鍋爐的啟動(dòng)操作控制鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中的汽包壁溫差最有效的方法是提前投爐底加熱至鍋爐起壓，使汽包上、下壁溫達(dá)到120；左右，這樣就可以確保汽包上、下壁溫差不超標(biāo)。在不具音條件時(shí)就只有采用冷態(tài)啟動(dòng)的方式。

　　鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，開(kāi)始只投一只油搶?zhuān)��?0 =>切換一次，只投一只油搶的目的是控制較低的燃燒強(qiáng)度，適當(dāng)延長(zhǎng)鍋爐起壓時(shí)間，提高汽包下壁溫，降低鍋爐起壓時(shí)的上、下壁溫差頻繁切換油搶的目的是盡可能使?fàn)t內(nèi)溫度場(chǎng)均勻，盡快建立良好的水循環(huán)，降低汽包兩側(cè)溫差。

　　鍋爐起壓后的控制是冷態(tài)啟動(dòng)的關(guān)鍵，鍋爐起壓時(shí)汽包下壁溫通常在60而汽包上壁溫與對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度接近，通常超過(guò)100°C，在這種情況下，就必須控制主汽壓力不能上升過(guò)快，否則汽包上壁溫會(huì)快速上升，造成汽包上、下壁溫差超過(guò)40C.這時(shí)的控制方法是全開(kāi)鍋爐向空排汽或者聯(lián)系汽機(jī)開(kāi)大凝疏門(mén)，只燒一只小油搶?zhuān)�并且將燃油壓力控制在低��，控制主汽壓力不上升，等到汽包下壁溫逐漸上升后再逐漸提升主汽壓力，隨著主汽壓力的升高，汽包上壁溫的上升速度就會(huì)逐漸減慢，這時(shí)就適當(dāng)關(guān)小鍋爐向空排汽。之后即可切換油搶調(diào)整燃燒強(qiáng)度，保證主汽溫度均勻上升至需求值。

　　鍋爐投爐底加熱至起壓后的啟動(dòng)就要好控制得多，汽包上下壁溫都達(dá)到了120C，主汽壓力的上升速度就可以較快，即使很快上升到0. 5MP，汽包上壁溫也最多只能達(dá)到158C，同時(shí)汽包下壁溫還有所上升，因此汽包上、下壁溫差就不會(huì)超標(biāo)，這是與冷態(tài)啟動(dòng)芫全不同的。這種啟動(dòng)方式可以直接投兩只油搶以提高啟動(dòng)初期的主汽溫度上升速度培動(dòng)初期因鍋爐要大量蓄熱，主汽溫度上升較慢）；等到主汽溫度上升速度較快時(shí)就要及時(shí)切換油搶調(diào)整燃燒強(qiáng)度防止溫升過(guò)快。

　　這里需要補(bǔ)充的是：有時(shí)參數(shù)已達(dá)到汽機(jī)的沖轉(zhuǎn)要求，但因?yàn)榉N種原因可能汽機(jī)暫時(shí)無(wú)法沖轉(zhuǎn)，這時(shí)鍋爐主汽溫度還會(huì)緩慢上升，等到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)主汽溫度就太高了。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是在汽機(jī)暫時(shí)不能沖轉(zhuǎn)時(shí)，鍋爐間斷性的短時(shí)間熄火，熄火后將風(fēng)量減下來(lái)就可保持主汽參數(shù)穩(wěn)定。

　　4.2汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中鍋爐的操作汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前，將主汽壓力控制在高限，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，鍋爐要盡量維持主汽壓力和主汽溫度的穩(wěn)定，逐漸全關(guān)向空排汽，這時(shí)要盡可能少調(diào)整燃料量。而隨著汽機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的升高用汽量逐漸加大，原有油搶的燃燒強(qiáng)度就滿(mǎn)足不了調(diào)整汽壓的需要，如果這時(shí)馬上增投油搶?zhuān)�就�?huì)因主汽溫度上升較快而被迫投減溫水，造成主汽溫度不易控制。這時(shí)就可以充分利用鍋爐的蓄熱而暫時(shí)不增加燃燒強(qiáng)度，即使汽壓在緩慢下降，也在允許的范圍內(nèi)，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前將主汽壓力控制得較高的目的就在此。這樣就充分利用了鍋爐的蓄熱，不致因增加燃燒強(qiáng)度而導(dǎo)致主汽溫度失控。

　　汽機(jī)從高速暖機(jī)繼續(xù)往3汽量增加，原有油搶的燃燒強(qiáng)度就明顯不夠了，這時(shí)鍋爐的蓄熱也已基本耗盡（此時(shí)主汽壓力已降至低限），就必須增加燃燒強(qiáng)度才能保證沖轉(zhuǎn)的需要，而汽機(jī)定速的過(guò)程是非�？斓�，緊接著機(jī)組就會(huì)并網(wǎng)帶負(fù)荷，用汽量明顯增加，在這時(shí)投減溫水，就避開(kāi)了用汽量很小時(shí)主汽溫度極難控制的區(qū)域，合理解決了這一難題。

　　4.3機(jī)組并網(wǎng)后鍋爐的操作機(jī)組并網(wǎng)后鍋爐的任務(wù)就是按滑參數(shù)啟動(dòng)曲線(xiàn)控制好主汽溫度和主汽壓力，直到正常運(yùn)行。這個(gè)過(guò)程相對(duì)比較好操作，隨著用汽量越來(lái)越大，減溫水量也逐漸增加，啟動(dòng)初期的各種矛盾都會(huì)隨之而逐漸消除。

　　機(jī)組并網(wǎng)后，需逐漸增加燃燒強(qiáng)度，在此階段的操作中，主汽溫度的調(diào)整還沒(méi)有超前信號(hào)喊溫器后的蒸汽溫度），但我們可以參照減溫器前的蒸汽溫度、過(guò)熱器后的煙氣溫度、過(guò)熱器管壁溫度等參數(shù)來(lái)判斷主汽溫度的變化趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)整。

　　鍋爐投粉后參數(shù)就比較好控制了，可以參照正常運(yùn)行的調(diào)整方法，這些方法是幾乎所有鍋爐操作者都掌握了的這里不再敘述。（下轉(zhuǎn)第52頁(yè)）綜合以上可以得出，改造后，年可節(jié)約生產(chǎn)4改造前后1鍋爐維修情況分析費(fèi)用約97萬(wàn)元。改造前后16鍋爐維修情況分析見(jiàn)表2.表2 16鍋爐維修情況表序號(hào)大修部位改造前情況改造后預(yù)計(jì)周期大修（維修）費(fèi)用年平均周期大修（維修）費(fèi)用年平均年節(jié)省燃燒室2年①改造前的燃燒室是重型絕熱爐墻，平均每2年大修一次，每次大修材料費(fèi)用（包括耐火材料、保溫材料、耐熱鋼筋等）約為38萬(wàn)元。②由于高溫絕熱，二次風(fēng)口、落煤口、返料口處的耐熱合金鋼管燒損嚴(yán)重濰修量大，費(fèi)用較高。

　　19萬(wàn)元3年！改造后在水冷壁表面只有6、7cm厚的澆注料，爐墻維修量大大降低費(fèi)用（包括點(diǎn)火裝置及水冷風(fēng)室）預(yù)計(jì)為21萬(wàn)元。②由于水冷壁的冷卻作用，各風(fēng)口、落煤口、返料口的維修量及費(fèi)用也有所下降。

　　7萬(wàn)元12萬(wàn)元嘭脹及密封裝置2年①由于膨脹裝置內(nèi)側(cè)是靠澆注成的異形塊相互錯(cuò)位來(lái)吸收膨脹，可靠性差，維修量大，且很難施工。②外側(cè)的膨脹及密封是靠沙封及鋼制柔性膨脹節(jié)密封，運(yùn)行時(shí)因運(yùn)行中、啟停爐變形撕裂，造成漏灰，并影響膨脹，加大維修量。

　　3萬(wàn)元此次改造成全懸吊結(jié)構(gòu)，水冷燃燒室無(wú)此裝置。

　　3萬(wàn)元省煤器1年改造前省煤器因磨損嚴(yán)重，平均每15年更換一次，平均費(fèi)用為36萬(wàn)元（設(shè)備28萬(wàn)元、施工7萬(wàn)元、材料1萬(wàn)元）。

　　36萬(wàn)元3年改造后因其布置位置及本身結(jié)構(gòu)使磨損程度大大降低，全部更換費(fèi)用預(yù)計(jì)65萬(wàn)元（設(shè)備56萬(wàn)元、施工8萬(wàn)元、材料1萬(wàn)元）。

　　22萬(wàn)元14萬(wàn)元過(guò)熱器改造前每次大修均要更換個(gè)別變形、磨損嚴(yán)重的過(guò)熱器管，且要修補(bǔ)表面的耐磨涂料。每次塔、拆腳手架，工作量大，平均每年的維修費(fèi)用為8萬(wàn)元（過(guò)熱器穹管及耐磨涂料）。

　　7.5萬(wàn)元改造后管排數(shù)量喊少，流通面積增大，使磨損程度大為降低。另外，因其表面改為護(hù)瓦防磨，喊少維修工作量。

　　3萬(wàn)元4.5萬(wàn)元低溫分離及返料裝置①改造前每次大小修都要對(duì)其防磨內(nèi)襯進(jìn)行更換或不同程度的修補(bǔ)，平均每年費(fèi)用為4萬(wàn)元。②中心筒每2年更換一次漣通箱進(jìn)行不同程度的修補(bǔ)，費(fèi)用為0.6萬(wàn)元。

　　4.3萬(wàn)元①改造后，因其流通面積增大，對(duì)防磨內(nèi)襯的磨損降低，維修工作量很小，實(shí)際維修工作量及費(fèi)用有待停爐檢修時(shí)孩實(shí)。②中心筒磨損較輕百葉窗磨損嚴(yán)重，小修將更換，費(fèi)用有待核實(shí)。

　　1.2萬(wàn)元3.1萬(wàn)元喊溫器4年改造前喊溫器為面式喊溫器，更換一次內(nèi)芯的費(fèi)用為3萬(wàn)元。

　　0.8萬(wàn)元嘖水喊溫器的維修工作量很少。

　　0.8萬(wàn)元給煤系統(tǒng)2年每次大修須更換掛板給煤機(jī)鏈輪、刮板鏈條、大小軸承，螺旋給煤機(jī)葉軸、振動(dòng)給煤機(jī)料，工作量很大，費(fèi)用為1.9萬(wàn)元。曰常維護(hù)工作量（項(xiàng)目同前）也很大。

　　0.95萬(wàn)元2年改造為一級(jí)給煤，維修工作量大大降低，只須大修更換螺旋葉軸，費(fèi)用約為0.8萬(wàn)元。

　　0.4萬(wàn)元0.55萬(wàn)元合計(jì)33.6萬(wàn)元5結(jié)語(yǔ)16爐改造后經(jīng)過(guò)近8個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行，特別是經(jīng)過(guò)了冬運(yùn)期間額定及超負(fù)荷工況下的運(yùn)行考驗(yàn)，經(jīng)過(guò)此次改造鍋爐能夠在額定負(fù)荷、超負(fù)荷工況下穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期目的。此次改造費(fèi)用實(shí)際發(fā)生為184萬(wàn)元，根據(jù)歷年16鍋爐維修情況，預(yù)計(jì)改造后每年可節(jié)約維修費(fèi)用約38萬(wàn)元，考慮生產(chǎn)成本年降低97萬(wàn)元，全部改造費(fèi)用可在1. 5年內(nèi)全部收回。