超超临界机组燃料-给水交叉限制下限动作原因分析及处理.pdf
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1、第 3 7卷 第5期 2 0 1 5年 5月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 3 7 No 5 Ma v 2 01 5 超超 临界机组燃 料 一给水 交叉 限制下限 动作原 因分析及处理 邵长暖 ( 华 电莱州发 电有 限公司 , 山东 莱州2 6 1 4 4 1 ) 摘要: 直流锅炉对燃料与给水 、 燃料与风量的比例有严格的要求, 在控制逻辑中会增加交叉限制回路, 防止机组主、 再 热蒸汽温度大幅变化或燃烧不稳。介绍了控制逻辑中交叉限制的作用 , 分析了燃料 一给水交叉限制下限动作的原因, 提 出了在控制逻辑中采用 B T U回路进行总
2、燃料量的修正 , 将启、 停磨煤机的容量风量延时、 逐步计入燃料量等优化措施。 关键词: 直流锅炉; 燃料 ; 给水; 控制逻辑; 交叉限制; 优化 中图分类号 : T K 3 2 3 文献标志码 : B 文章编号 : 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 5 ) 0 5- 0 0 4 0 0 2 1 机组锅炉概况 华电莱州发 电有 限公 司锅炉 为东方 锅炉 ( 集 团) 股份有限公司生产的 D G 3 0 0 0 2 6 1 5一I I 1型高 效超超临界参数变压直流锅炉 , 单炉膛 、 一次中间再 热 、 平衡通风 、 运转层以上露天布置 、 固态排渣 、 全钢 构架、 全悬吊
3、型结构。制粉系统为正压直吹式 , 配 6台中速辊式磨煤机。锅炉主要设计参数见表 1 ( 表 中: B MC R为锅炉最大蒸发量 ; B R L为锅 炉额定 负荷) 。 表 1 锅炉主要设计参数 锅炉蒸汽温度调节方式为 : 采用合理 的燃料与 给水 比以及两级喷水减温来控制过热蒸汽温度; 利 用锅炉尾部烟道 出口烟气挡板来调整再热蒸 汽温 度 , 且在低温再热器至高温再热器间连接管道上设 有事故喷水 , 以备紧急事故工况 、 扰动工况或其他非 稳定工况时投 用。过 热蒸 汽温度 在 3 5 1 0 0 B MC R负荷范围内稳定在额定值 , 控制实际值与额 收稿 日期 : 2 0 1 41 11
4、 8 ; 修回 日期 : 2 0 1 50 3 0 4 定值偏 差在 4 - 5 之 内; 再 热蒸 汽温度在 5 0 1 0 0 B MC R负荷范 围内稳定在额定值 , 控制实际 值与额定值偏差在 5之 内。超超临界锅炉控制 系统主要包括给水 、 燃料 、 空气和其他系统参数的监 视和修正。 2 机组控 制逻辑 中交叉 限制简介 直流锅炉对燃料与给水 、 燃料与风量 的比例有 着严格的要求 , 一旦燃料与给水或燃料与风量 比例 失调 , 将导致锅炉主 、 再热蒸汽温度大幅变化或燃烧 不稳 , 甚至会造成锅炉严重超温爆管、 水冲击或炉膛 爆炸事故。为了确保机组在 自动控制下的安全 、 稳 定
5、运行 , 华电莱州发电有 限公司在控制逻辑 中优化 了交叉限制 回路 , 保证锅炉输入量的变化不会超 出 预定的比例。 2 1交叉 限制概 要 ( 1 ) 燃料 一给水 : 当机组燃料量下降时 , 锅炉给 水量应跟随燃料量下降, 保证燃料量与给水量相匹 配 , 防止主蒸汽温度下降 ; 当机组燃料量增加时, 给 水量 随之增 加 , 避 免水 少煤 多 , 防止 主蒸 汽温 度 上升 。 ( 2 ) 给水 一燃料: 当机组给水量下降时 , 燃料量 应跟随给水量下降 , 保证给水量与燃料量相匹配 , 防 止主蒸汽温度上升。 ( 3 ) 风 一燃料 : 当锅炉总风量降低时, 燃料量应 随之降低 ,
6、保证充足氧量 , 避免燃烧不稳定 , 或 因过 剩空气率降低产生黑烟。 ( 4 ) 燃料 一风: 当机组燃料量增加时 , 锅炉总风 量应随之增加 , 保证燃烧所需的氧量 。 增加燃料量就必须增加给水量和风量 , 使锅炉 保持平衡 , 以防止锅炉受热面壁温超限 ; 减少风量就 第 5期 邵长暖: 超超临界机组燃料 一给水交叉限制下限动作原 因分析及处理 4 1 必须减少燃料量 , 以防止燃烧不稳定 。 2 2 交叉限制的主要作用 ( 1 ) 燃料 一给水交叉限制上 限动作 的作用 : 防 止给水流量过大 , 汽温大幅降低 。当计算燃料量对 应的给水流量加上预定值 ( 7 0 0 t h ) 大
7、于锅 炉主控 决定的给水流量时, 交叉限制动作 。 ( 2 ) 燃料 一给水交叉 限制下 限动作 的作用 : 防 止给水流量过少 , 汽温大幅升高。当锅炉主控对应 的给水流量减去预定值 ( 7 0 0 t h ) 小 于总燃 料量决 定的给水流量时 , 交叉限制动作。 ( 3 ) 风量 一燃料交叉 限制动作 的作用 : 防止总 风量过少 , 造成缺氧燃烧。当计算燃料量大于总风 量决定的燃料量与预定值 ( 1 6 0 t h ) 之和时, 交叉限 制动作 。 3 燃 料 一 给 水交叉限制下限动作 的原 因 华 电莱州发 电有限公司百万千瓦机组 自投产以 来 , 多次发生燃料 一给水交叉 限制动
8、作且全部表现 为燃料 一 给水交叉限制下限动作, 也就是说燃料量 过大 , 给水下限动作 , 给水流量在 自动方式下不能下 调。造成燃料 一给水交叉限制下限动作的主要原因 是实际人炉煤种与锅炉设计煤种差别过大 , 煤 质较 差时, 燃料给 水交叉限制下限动作更是 经常发生 。 表 2为锅炉设计煤种与实际入炉煤种参数对比。 表 2 设计煤种与入炉煤种参数对比 总燃料量为所有运行磨煤机的实际容量风量折 算后的煤量之和 , 计算燃料量为所有运行磨煤机逻 辑 回路 中设计的正常容量风量折算后 的煤量之和。 煤质变差后 , 一方面由于实际煤种低位发热量降低 , 造成实际锅炉燃料消耗量过大 ; 另一方面
9、, 由于煤质 变差 , 燃料灰分 、 水分增加 , 特别是燃料 中掺杂 了许 多难以磨制的杂物 , 磨煤机若要保证一定的出力 , 势 必会增加容量风量 。这 两方面综合 , 造成机组实 际 容量风量远远大于逻辑 回路 中设计 的正常容量风 量 , 即总燃料量要大于正常计算燃料量 , 若达到燃料 给水交叉限制下限动作值 , 燃料给水交叉限制下 限 动作。特别是在启、 停磨煤机的过程中, 由于磨煤机 还没有达到正常出力 , 但容量风量 已计入燃料量 中, 更会导致燃料给水交叉限制下限动作的发生。 4 应对措施 燃料 一给水交叉 限制下限动作后 , 若不及时进 行干预 , 锅炉主 、 再 热蒸汽温度
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