CN103574589B - 1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温的控制方法，其主要通过执行锅炉湿态转干态控制处理步骤以及锅炉干态转湿态控制处理步骤，可以使干湿态转换过程中的蒸汽比容等参数交变波动较小，流量偏差降低，另外，本发明中还可通过锅炉运行状态控制处理步骤，在进行湿态转干态或干态转湿态之前进行控制，避免了1045兆瓦超超临界锅炉屏式过热器超温的影响因素，可有效防止屏式过热器超温爆管事故，降低运行人员的劳动强度，提高机组运行的安全性和经济性。

Description

1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温控制方法

技术领域

本发明涉及1045兆瓦（MW）超超临界锅炉技术领域，更具体的说，本发明涉及一种1045兆瓦超超临界锅炉屏式过热器管壁超温控制方法。

背景技术

超超临界机组在技术上已经比较成熟，而且新一代超超临界机组的技术进步十分明显。大容量超超临界锅炉还具有良好的启动运行和调峰性能，能够满足电网负荷的调峰要求，目前，电厂中已经开始使用1045兆瓦的超超临界锅炉，例如，东方锅炉（集团）股份有限公司生产的DG3033/26.15-II2超超临界参数燃煤直流炉，为单炉膛、前后墙对冲燃烧、一次中间再热、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热汽温，平衡通风、固态排渣、露天布置、全悬吊、钢结构П型锅炉，炉膛水平截面为31433.4×15558.4mm（宽×深）。

一般的，在1045兆瓦超超临界锅炉中过热器受热面采用辐射＋对流型布置，主要由四部分组成，第一部分为顶棚及后竖井烟道四壁及后竖井分隔墙；第二部分是布置在尾部竖井后烟道内的水平对流过热器；第三部分是位于炉膛上部的屏式过热器；第四部分是位于折焰角上方的末级过热器。

对于布置在炉膛上部区域的屏式过热器，一般是在炉深方向布置了2排，两排屏之间紧挨着布置，每一排管屏沿炉宽方向布置19片屏，前后共38片屏。实际运行过程中，作为该1045兆瓦超超临界锅炉关键部件的屏式过热器，是该锅炉设备中最重要的高温受热面之一，由于其受热的特殊性——既受对流传热，又受辐射传热，所以其所处的环境更为恶劣，更容易造成超温爆管。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种1045兆瓦超超临界锅炉屏式过热器管壁超温控制方法，以避免屏式过热器超温爆管事故，降低运行人员的劳动强度，提高机组运行的安全性和经济性。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温的控制方法，该控制方法包括如下控制步骤：

步骤11，当1045兆瓦超超临界锅炉机组负荷达到250兆瓦～300兆瓦时，启动锅炉湿态转干态，在进行锅炉湿态转干态操作之前将锅炉给水由旁路切至主路运行并调整给水流量使361阀的A/B/C阀逐个关闭；在锅炉湿态转干态过程中，控制提供稳定的给水流量，增加燃料量，监测中间点温度，控制过热度在5～15℃之间，其中在储水罐水位降低时，开始关闭360阀，当储水罐水位降低至5米时，完全关闭360阀，停止锅炉水循环泵运行；

步骤12，当1045兆瓦超超临界锅炉负荷在350兆瓦开始降负荷时，启动锅炉干态转湿态，在进行锅炉干态转湿态操作前，从负荷为350兆瓦开始，控制降低中间点过热度，将中间点过热度控制在10℃以内，当负荷降至300兆瓦范围时，将中间点过热度降至0℃范围，同时将一台给水泵转为备用状态；在锅炉干态转湿态过程中，控制减燃料，控制维持锅炉给水稳定，当储水罐开始注水时，关闭锅炉水循环泵、361阀的暖管阀门，打开锅炉水循环泵最小流量管阀、过冷管阀门；当储水罐水位上升至6米以上时，启动锅炉水循环泵，通过360阀控制储水罐水位；

当锅炉转为湿态运行后，通过给水流量控制储水罐水位在10米范围，使361阀处于关闭状态。

作为优选的实施例，上述步骤12中还包括：

在锅炉干湿态转态过程中，若锅炉机组控制模式为汽机跟随模式时，监测汽机调门动作开度，并根据锅炉状况控制切除汽机跟随模式使锅炉蒸汽压力稳定。

作为优选的实施例，上述步骤12中还包括：

在锅炉转为干态后，当锅炉在300兆瓦～350兆瓦干态运行时，控制减少炉膛烟温偏差；控制中间点过热度在10℃或在10℃以下；控制维持燃烧区域所需的氧量，将最下层燃烧器二次风量风门挡板开度控制在75%～85%，中层投运燃烧器二次风量风门挡板开度控制在65%～75%，上层投运燃烧器二次风量风门挡板开度控制在55%，同时将燃尽风开度控制在60%以上。

作为优选的实施例，上述步骤12中还包括：

当锅炉转湿态运行后，在250兆瓦负荷以下，锅炉给水由主路切至旁路运行。

作为优选的实施例，本发明的方法还包括步骤13：所述1045兆瓦超超临界锅炉在进行锅炉湿态转干态或干态转湿态之前控制维持包括燃烧、气温或负荷的锅炉状态稳定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温的控制方法中通过对锅炉湿态转干态以及锅炉干态转湿态进行超温控制处理，可以使干湿态转换过程中的蒸汽比容等参数交变波动较小，流量偏差降低，另外，本发明中在锅炉湿态转干态或干态转湿态之前还维持包括燃烧、气温或负荷的锅炉状态稳定，进一步避免了屏式过热器超温的影响因素，可有效避免1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器超温爆管事故，降低运行人员的劳动强度，提高机组运行的安全性和经济性。

附图说明

图1是本发明1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温的控制方法的一种实施例示意图。

具体实施方式

1045兆瓦超超临界锅炉运行中，由于工质物理特性影响，在本生负荷干湿态转换过程中，蒸汽比容等参数交变波动较大，引起管间流量偏差加剧，具体来说，本发明中1045兆瓦超超临界锅炉变负荷运行中主要经历两个特殊阶段：一是锅炉由湿态运行向干态运行的转变过程，主要体现在水冷壁管内工质处于亚临界压力下，由含汽量较大的汽水混合物转换为具有一定微过热度的干蒸汽，在这个阶段中汽水比容变化大，因流量分配不均和工质温导系数急剧下降，极易引发燃烧器区域的水冷壁传热恶化，由此影响水煤比的调节，进而导致汽温变化或者汽温偏差增大，从而易引起后部受热面流量相对偏低的屏式过热器管子超温。二是蒸汽参数跨越临界点过程，工质热物理特性参数（比容、比热、温导系数等）发生巨大变化，不仅燃烧器区域的水冷壁容易超温，同时屏式过热器中蒸汽温度和比容也急剧变化，容易发生超温甚至爆管。因此在锅炉干、湿态转换过程中，必须严格控制水煤比和过热器管壁温度，防止出现管壁异常超温甚至爆管。为此，参考图1，本发明一种1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温的控制方法的实施例示意图，该控制方法可包括：

步骤11，本实施例中即锅炉湿态转干态控制处理步骤11，具体如下：

当该1045兆瓦超超临界锅炉机组负荷达到250兆瓦～300兆瓦时，启动锅炉湿态转干态，在进行锅炉湿态转干态操作之前将锅炉给水由旁路切至主路运行，并通过调整给水流量使361阀的A/B/C阀逐个关闭，防止炉水外排；

当锅炉湿态转干态过程中，控制提供稳定的给水流量，增加燃料量，检测中间点温度，控制过热度在5～15℃之间；并且在此锅炉湿态转干态过程中，当储水罐水位进一步降低时，开始关闭360阀，当储水罐水位降低至5米时，完全关闭360阀，停止锅炉水循环泵运行。

步骤12，本实施例中即锅炉干态转湿态控制处理步骤12：

当该1045兆瓦超超临界锅炉负荷在350兆瓦开始往下降负荷时，启动锅炉干态转湿态；在进行锅炉干态转湿态操作之前，从负荷为350兆瓦开始，控制逐步降低中间点过热度，将中间点过热度控制在10℃以内，其中当负荷降至300兆瓦范围（即300兆瓦左右）时，将中间点过热度降至0℃范围（即0℃附近）；同时将一台给水泵转为备用状态；

而在锅炉干态转湿态过程中，控制稳步减燃料，维持锅炉给水稳定，中间点温度持续降低至0℃以下，储水罐开始注水，然后关闭锅炉水循环泵、361阀的暖管阀门，打开锅炉水循环泵最小流量管阀、过冷管阀门；其中当储水罐水位上升至6米以上时，启动锅炉水循环泵，通过360阀控制储水罐水位；

当锅炉转为湿态运行后，通过给水流量控制储水罐水位在10米范围（即10米左右），从而使储水罐液位调整阀361阀处于关闭状态，避免炉水外排；

另外，需要说明的，当锅炉转湿态运行后，在250兆瓦负荷以下，锅炉给水再由主路切至旁路运行。

需要说明的，上述锅炉干态转湿态控制处理步骤12中还可包括：

在干湿态转态过程中，若锅炉机组控制模式为汽机跟随模式时，需密切监测汽机调门动作开度，防止汽机调门关闭动作过快造成锅炉主汽压力上涨过快、主汽温度上涨过快，造成汽温、壁温超温，在需要时根据锅炉状态还可控制切除汽机跟随模式，维持蒸汽压力稳定。

另外，上述锅炉干态转湿态控制处理步骤12中也可包括：

在锅炉转为干态后，当在300兆瓦～350兆瓦干态稳定运行时，控制减少炉膛烟温偏差；控制中间点过热度在10℃或在10℃以下，防止超过20℃；保证燃烧区域氧量充分，将最下层燃烧器二次风量风门挡板开度控制在75%～85%，中层投运燃烧器二次风量风门挡板开度控制在65%～75%，上层投运燃烧器二次风量风门挡板开度控制在55%，同时将燃尽风开度控制在60%以上。

需要说明的，1045兆瓦超超临界锅炉湿态转干态或者干态转湿态之前的状态也可能影响屏式过热器超温，为此，本实施例的方法还可包括步骤13，本实施例中即锅炉运行状态控制处理步骤13，该步骤主要是1045兆瓦超超临界锅炉在进行锅炉湿态转干态或锅炉干态转湿态之前控制维持包括燃烧、气温或负荷的锅炉状态稳定，然后才进行锅炉转态操作。

参考图1，需要说明的，本发明中上述步骤11-步骤13可以控制整体执行或择一执行，其中所述择一执行则是指选择其中一个步骤单独执行，单独即可达到1045兆瓦超超临界锅炉屏式过热器超温控制的效果，而本发明中所述的整体执行是指各个步骤可并行采用，例如对于步骤11、步骤12、步骤13，在不引起冲突的情况下可并行执行，但不是限定为各步骤执行必须在同一时间执行或者限定为各步骤必须按照一定顺序去执行，当选择全部可执行步骤的其中某几个步骤执行也是指可并行采用，属于整体执行的一种实施方案，本发明中整体执行时，若各个步骤相互不冲突的情况下可以达到更好的超温控制的效果，这里不再赘述。

虽然本发明的较佳实施例已揭露如上，本发明并不受限于上述实施例，任何本技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的范围内，当可作些许的改动与调整。

Claims (5)

1.一种1045兆瓦超超临界锅炉中屏式过热器管壁超温的控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下控制步骤：

步骤11，当1045兆瓦超超临界锅炉机组负荷达到250兆瓦～300兆瓦时，启动锅炉湿态转干态，在进行锅炉湿态转干态操作之前将锅炉给水由旁路切至主路运行并调整给水流量使361阀的A/B/C阀逐个关闭；在锅炉湿态转干态过程中，控制提供稳定的给水流量，增加燃料量，监测中间点温度，控制过热度在5～15℃之间，其中在储水罐水位降低时，开始关闭360阀，当储水罐水位降低至5米时，完全关闭360阀，停止锅炉水循环泵运行；

步骤12，当1045兆瓦超超临界锅炉负荷在350兆瓦开始降负荷时，启动锅炉干态转湿态，在进行锅炉干态转湿态操作前，从负荷为350兆瓦开始，控制降低中间点过热度，将中间点过热度控制在10℃以内，当负荷降至300兆瓦范围时，将中间点过热度降至0℃范围，同时将一台给水泵转为备用状态；在锅炉干态转湿态过程中，控制减燃料，控制维持锅炉给水稳定，当储水罐开始注水时，关闭锅炉水循环泵、361阀的暖管阀门，打开锅炉水循环泵最小流量管阀、过冷管阀门；当储水罐水位上升至6米以上时，启动锅炉水循环泵，通过360阀控制储水罐水位；

当锅炉转为湿态运行后，通过给水流量控制储水罐水位在10米范围，使361阀处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤12中还包括：

在锅炉干湿态转态过程中，若锅炉机组控制模式为汽机跟随模式时，监测汽机调门动作开度，并根据锅炉状况控制切除汽机跟随模式使锅炉蒸汽压力稳定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤12中还包括：

在锅炉转为干态后，当锅炉在300兆瓦～350兆瓦干态运行时，控制减少炉膛烟温偏差；控制中间点过热度在10℃或在10℃以下；控制维持燃烧区域所需的氧量，将最下层燃烧器二次风量风门挡板开度控制在75%～85%，中层投运燃烧器二次风量风门挡板开度控制在65%～75%，上层投运燃烧器二次风量风门挡板开度控制在55%，同时将燃尽风开度控制在60%以上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤12中还包括：

当锅炉转湿态运行后，在250兆瓦负荷以下，锅炉给水由主路切至旁路运行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤13：所述1045兆瓦超超临界锅炉在进行锅炉湿态转干态或干态转湿态之前控制维持包括燃烧、气温或负荷的锅炉状态稳定。