1設備簡介

貴州盤北低熱值煤發(fā)電廠選用的鍋爐為上海鍋爐廠有限公司自主研發(fā)制造的亞臨界300MW循環(huán)流化床，型號為SG－1036/17.5－M4507，型式為單汽包自然循環(huán)、單爐膛一次中間再熱、全懸吊受熱面、平衡通風、水冷式旋風分離器、燃煤固態(tài)排渣。鍋爐燃料一方面通過8個前墻水冷壁下部的給煤口集中給入原煤，另一方面通過4個爐頂水冷壁上的煤泥口集中供煤泥。本鍋爐采用床上點火方式，床上共布置8只點火油槍。機組配置2×50%BMCＲ的汽動給水泵和1×30%BMCＲ的電動給水泵。汽輪機選用上海汽輪機廠生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機，型號為N3000－16.7/538/538。機組配置35%B－MCＲ容量高低壓串聯(lián)汽旁路系統(tǒng)。汽輪機配置了高排通風閥，用于帶走高壓轉子鼓風效應產(chǎn)生的熱量，高排通風閥的型號為YT668Y－64，公稱壓力5.4MPa額定流量32t/h。

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 甩負荷試驗的難點

2. 1    防止受熱面超溫

本機組配置的鍋爐，高溫屏式過熱器及高溫再熱器布置在上部爐膛內(nèi)，高溫受熱面超溫風險極大， 防止受熱面超溫是甩負荷試驗的重要內(nèi)容，這一原則應作為甩負荷試驗中僅次于防超速的第二準則。 防止受熱面超溫的主要手段是保證高溫受熱面有一定的蒸汽流量，從鍋爐的角度，應該開啟高低旁，盡可能提高蒸汽流量。

2. 2     控制高排溫度按照汽輪機廠家的運行要求，甩負荷后汽輪機將進入旁路模式。本機組配置的高排通風閥額定流量僅為 32  t / h，高壓缸冷卻蒸汽流量受限。旁路模式下，如果單純滿足鍋爐防超溫的需要而開大高低旁，導致再熱器壓力過高，將無法開啟高排逆止門。 此時，高排通風閥流量有限的情況下如何控制高排溫度，是汽輪機專業(yè)要重點考慮的問題。 2. 3     旁路模式下穩(wěn)定轉速甩負荷后，汽輪機進入轉速控制。旁路模式下中壓缸進汽，再熱壓力的波動將導致轉速波動。如何在高壓調門控制轉速、保證再熱器蒸汽流量、防止高排溫度過高之間尋求平衡，是甩負荷后盡早穩(wěn)定的關鍵。 2. 4     燃用煤泥下的燃燒調整

本機組燃料組成為洗混煤 + 煤矸石 + 煤泥，實際運行中，煤泥量燃用量達到總燃料量的40% ，最高可以達到 50% ，在國內(nèi) 300  MW 循環(huán)流化床鍋爐中最高; 煤矸石占 15% 左右，入爐煤綜合發(fā)熱量僅為 3000kCal / kg 左右。運行過程中，燃用煤量較大， 風量也要偏高; 入爐煤綜合水分高、煙氣量大，易造成受熱面超溫。

3甩負荷試驗的要點針對本機組的特點，采取了以下控制措施。 3. 1     鍋爐控制要點3. 1. 1      加強燃料調整，降低鍋爐換熱

甩負荷前倒數(shù)到“3”時，所有給煤機轉速到零， 利用鍋爐熱慣性維持負荷。當給煤量到零后，觀察 負荷，負荷出現(xiàn)下降趨勢后立即甩負荷。“甩”指令 發(fā)出的同時，停止煤泥系統(tǒng)、停止石灰石系統(tǒng)。在甩 50% 負荷時，可以只切除燃料，保留風機運行，同時 降低二次風量，減弱鍋爐床料的循環(huán)倍率，將床料由循環(huán)態(tài)向接近鼓泡態(tài)調整，從床料側降低換熱強度， 控制蒸汽溫度; 同時減少一次風量，控制床溫下降速率。在甩 100% 負荷時，應手動 BT，停止所有燃料及風機，以壓火的方式降低鍋爐換熱，待汽輪機轉速穩(wěn)定后，迅速恢復風機運行，盡快點火，早日并網(wǎng)。

 3. 1. 2    加強高低旁控制，保證再熱汽蒸汽流量

甩負荷后高低旁應自動聯(lián)開，高旁開度應到 30% ( 視鍋爐壓力，如壓力過高，有超壓趨勢，還應繼續(xù)開大) ，低旁應全開，保證再熱器有蒸汽流量。在調整過程中，應保證低旁全開，應注意高低旁后蒸汽溫度，防止高低旁后蒸汽溫度高聯(lián)關高低旁。并加強聯(lián)系，在保證汽包水位和再熱器溫度的前提下，通過調整高旁將再熱器壓力穩(wěn)定在 0. 2  MPa。這樣，既可以保證再熱器有 80 t / h ～ 100 t / h 的蒸汽流量，屏再不超溫，又有利于汽輪機控制轉速，還可以有效控制高排溫度，保證在并網(wǎng)后盡早開啟高排逆止門。

3. 1. 3      確保鍋爐水位

在汽機甩負荷成功后，要快速恢復系統(tǒng)，關鍵是要保證汽包水位，而保證汽包水位的關鍵是盡快降低一次系統(tǒng)壓力，否則 CFB 鍋爐強大的蓄熱量會使得給水泵會因系統(tǒng)壓力過高而補不上水。一次系統(tǒng)的泄壓除了通過高、低旁外，還可以輔助 PCV 閥及過、再熱器向空排汽閥( 如有設計) 。系統(tǒng)泄壓及水位恢復過程需大量用水，所以甩負荷前，應保持凝汽器及除氧器在較高水位。

在甩 50% 負荷過程中，保留一臺汽泵與電泵并列運行，最大補水量達到 537  t / h，水位很快穩(wěn)定。

對于首臺機組甩 100% 負荷，由于蒸汽壓力高，依靠啟動鍋爐已經(jīng)無法維持汽泵高轉速運行，無法實現(xiàn)汽電泵并列運行，只能靠壓火的方式努力減小壓力波動，依靠電泵上水。對于第二臺機組，可以依靠鄰機來汽，保證甩負荷后維持一臺汽泵與電泵并列運行，水位可以迅速穩(wěn)定。

3. 1. 4      受熱面超溫

如系統(tǒng)恢復過程中因設備故障造成機組不能及時并網(wǎng)，應果斷減煤并投油。在設備處理過程中，因汽機進氣量較小，如純投煤運行，床溫會很高。這時不論是高溫受熱面壁溫還是汽溫都會超溫，如故障處理時間過長，過小的蒸汽量限制減溫水量，超溫會無法控制。為保障機組安全，如遇短時無法處理的故障，應果斷減煤并投油。

3. 1. 5     帶泥煤系統(tǒng)的甩負荷控制特點

泥煤系統(tǒng)帶有大量的水分，燃用泥煤會造成床溫下降，煙氣量增加，尾部低溫受熱面壁溫高等現(xiàn)象。當甩負荷指令下達后，操作員應手動全停泥煤膏體泵。泥煤量較大時，在甩負荷前應將一部分的泥煤量轉換為給煤機原煤量來代替( 實際操作中， 將膏體泵轉速從 90% 降至 50% 運行，泥煤量可降低 一半) ，以免造成負壓波動。

在系統(tǒng)恢復時，必須在機組負荷大于 100  MW 且床溫穩(wěn)定在 850℃ 以上，才能投運泥煤系統(tǒng)。泥煤投運時大量水分的加入會使得煙氣量增加較多， 尾部對流換熱會加劇，在低負荷時，尾部受熱面蒸汽流量小，對流換熱強，低溫受熱面會超溫。

3. 2   汽機控制要點3. 2. 1 加強協(xié)調，促進轉速盡早穩(wěn)定

甩負荷時 OPC 同時動作，可將 OPC 復位轉速設定為 3 000r /min，防止 OPC 過早復位后轉速二次 飛升。甩負荷后，機組將進入旁路模式下的轉速控制，對于本機組，此時的轉速調節(jié)由高壓調門完成， 中壓調門不參與調節(jié)。因此，應緩慢調節(jié)高旁，防止再熱壓力大幅波動造成轉速波動，應密切注意高調開度及高排溫度，保證通風閥開啟。

3. 2. 2    盡早并網(wǎng)，盡快恢復

轉速穩(wěn)定在 3 000 r / min 后，應及時宣布甩負荷試驗結束。此時，應盡快啟動風機，恢復鍋爐燃燒，盡快并網(wǎng)。并網(wǎng)以后，根據(jù)高壓缸排汽壓力的增長逐漸關小高低旁，當負荷到 20 MW 時，可以開啟高排逆止門，平穩(wěn)完成高旁與高壓缸排汽的切換。在高排逆止門開啟之前，應密切監(jiān)視高排溫度，防止通風閥流量不夠，造成高排溫度達到跳機值。并網(wǎng)后，應密切監(jiān)視主汽溫度，根據(jù)鍋爐壓力溫度決定負荷增減。

4甩負荷試驗過程 4. 1     甩 50% 負荷試驗2013年05月19日21時15分37秒倒計數(shù)到0，由電氣專業(yè)操作跳開主開關，發(fā)電機與電網(wǎng)斷開;汽輪機甩負荷保護動作，汽輪機進入轉速控制，汽輪機高中壓調門、高排逆止門及各抽汽逆止門關閉，高低旁開出，高排通風閥開出。
21時15分57秒轉速穩(wěn)定在3000r/min。21:16:31高旁開度30%，高旁后壓力1.39MPa，高排溫度331℃，低旁開度到達27%后卡澀，安排運行人員就地手動開出。
21時17分00秒再熱器壓力1.4MPa，汽輪機轉速上升到3010r/min，由于低旁就地仍未開完，為防止再熱器壓力升高造成汽輪機轉速無法穩(wěn)定，將高旁開度收至0%。21時19分37秒高旁后壓力0.114MPa，高排壓力0.145MPa，高排溫度352℃，低旁人工開至57%，為防止高排溫度繼續(xù)升高，將高排逆止門開出，高排逆止門開出后，高排溫度持續(xù)下降。21時24分42秒機組并網(wǎng)。21時28分17秒機組負荷78MW手動關閉高排通風閥。

以主開關動作為時間零點，0.088秒時OPC電磁閥動作;0.137秒時各高壓調門開始關閉;0.217秒時所有高中壓調門全部關閉到位;1.502秒時轉速上升到最高轉速3063r/min;12.474秒時轉速在3000r/min，OPC電磁閥釋放;轉速逐漸回落到3000r/min以下并繼續(xù)下降，各高中壓調門在轉速控制方式下逐漸開啟，13.907秒轉速到達最低值2993r/min，20.353秒轉速穩(wěn)定在3000r/min。

4. 2     甩 100% 負荷試驗力從3.053MPa上升到3.24MPa(此時低旁開2014年01月19日13時34分開始進行1號機組甩100%負荷試驗。13時34分15時停止煤泥系統(tǒng)運行。13時34分21時分秒停止給煤機運行。13時34分24秒由電氣人員在ECS上拉開主開關，汽輪機甩負荷保護動作，高旁自動開到30%，低旁自動開到100%，汽輪機進入旁路模式下的轉速控制，鍋爐側手動BT停止所有風機運行。機前主蒸汽壓力從14.90MPa上升到17.03MPa，再熱蒸汽度到達29%)，而后隨著低旁開度增加再熱蒸汽壓力開始下降。13時35分38秒轉速首次穩(wěn)定在3000r/min。甩100%負荷試驗成功。

以主開關動作為時間零點，0.088秒時OPC電磁閥動作;0.109秒時各高壓調門開始關閉;0.199秒時所有高中壓調門全部關閉到位;0.204秒時所有中壓調門全部關閉到位;1.878秒時轉速上升到最高轉速3137r/min;26.232秒時轉速在3000r/min，OPC電磁閥釋放(試驗前將復位轉速降為3000r/min);轉速逐漸回落到3000r/min以下并繼續(xù)下降，各高中壓調門在轉速控制方式下逐漸開啟，27.792秒轉速到達最低值2990r/min，74.803秒轉速穩(wěn)定在3000r/min。

在甩負荷后的過度過程中，13:35:08由于低旁后溫度到達160℃，“低旁后溫度高閉鎖低旁”保護動作，低旁自動關閉(低旁關閉后，低旁后溫度最高到達209℃)，造成再熱蒸汽壓力回升，轉速發(fā)生波動。通過調整高低旁，再熱蒸汽壓力穩(wěn)定在0.23MPa。13:49:16汽輪機轉速最終穩(wěn)定在3000r/min。14:52:20在處理好電氣裝置故障后，機組重新并網(wǎng)，接帶23MW負荷。

5結語( 1) 甩負荷試驗，主要考驗汽輪機調速系統(tǒng)動態(tài)特性。應當以保證機組轉速盡快穩(wěn)定在3000 r / min為第一準則。( 2) 對于循環(huán)流化床鍋爐，過再熱器維持一定的蒸汽流量是防止超溫的重要保證，這應當成為燃料調整、旁路控制的主要目標。( 3) 系統(tǒng)恢復速度的快慢，取決于汽包水位恢復正常的時間，迅速降低系統(tǒng)壓力，使給水泵持續(xù)大流量補水是關鍵。( 4) 對于上汽機組，甩負荷試驗后采用旁路方式恢復并網(wǎng)及升負荷，可以大大縮短機組的恢復時間，但是，應當在保證再熱器蒸汽流量的前提下盡早開出高排，防止高排溫度升高。( 5) 循環(huán)流化床鍋爐壓火做甩負荷試驗，應當在試驗成功后盡快恢復風機運行，投入燃料，盡可能減緩主再熱汽溫下降。( 6) 系統(tǒng)恢復過程，如遇設備問題不能及時并網(wǎng)，造成高溫受熱面超溫，應果斷減少煤量并及時投運油系統(tǒng)。

( 7) 泥煤系統(tǒng)在甩負荷前應減出力運行，在系統(tǒng)穩(wěn)定后才能投入泥煤系統(tǒng)。

文獻信息

黃錫兵,鐘晶亮,肖建. 大比例摻燒煤泥300 MW循環(huán)流化床機組甩負荷試驗研究[J]. 貴州電力技術,2015,12:11-14.