循环流化床锅炉运行控制难点分析.pptx
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1、300MW循环流化床锅炉循环流化床锅炉运行控制难点分析运行控制难点分析国电开远发电有限公司国电开远发电有限公司国电开远发电有限公司国电开远发电有限公司2300MW机组简介机组简介 国电开远发电有限公司2300MW机组新建工程自2005年4月30日开工建设。8号机组从2006年11月25日开始整组启动至12月21日通过168满负荷试运,试运行历时27天。7号机组从2007年5月1日整组启动至5月29日完成168h满负荷试运,试运行历时29天。本工程300MW CFB机组从开始试运到现在已经一年多,积累了一定的300MW CFB机组运行经验。300MW锅炉岛设备系统简介锅炉岛设备系统简介本工程锅炉
2、采用循环流化床、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天岛式布置、全钢架悬吊结构、亚临界自然循环汽包炉。锅炉外部有四个原煤斗、四个旋风分离器、四个外置床。本工程调试过程中存在的主要问题本工程调试过程中存在的主要问题影响因素:影响因素:(1)一次风调节档板特性(2)一次风量测量一次元件(3)一次风差压控制(4)床压高低(5)稀相区灰浓度(P2)的影响(6)一次风调节档板安装位置 1、翻翻 床床(1 1)一次风调节档板特性)一次风调节档板特性l电动调节档板在调节过程中,响应较慢,调节迟缓,风量的调节,特别是发生翻床,工况大幅度变化时,风量增减幅值周期较长,床层易“塌死”。(2 2)一次风量测量一次元件
3、)一次风量测量一次元件l由于一次风量测量不准确,影响对床料流化状态的分析、判断和床压自动调节投入率,给运行人员的调整的操作调整带来困难,容易因人员调节失误而造成翻床。(3 3)一次风差压控制)一次风差压控制l床压的自动控制是CFB锅炉特有的自动控制项目,其基本控制要素是:空预器出口一次风压 空室压力 床层差压l其中在整个风量自动控制中一次风机入口调节档板用以控制一次风压,并保持空预器出口一次风压与空室压力的在一个恒定的差值范围,两侧热一次风调节档板以床层压差为前置信号,控制一次风速。如差压值选择过低,具影响一次风档板的调节特性,又使得床压调节迟缓性大,当流化工况发生突然变化时,无法及时进行调节
4、,特别是当一次风档板为电动调节时,情况更为突出,若选择过高,虽然一次风调节档板具有良好的特性,但节流损失也较大,档板开度变化率与流化风速变化的线性呈阶跃性,对流化工况的挠动较强,并且使风机电耗较高,不利于经济运行。(4 4)床压高低)床压高低l 床压高,炉内物料循环量大,在两侧床压差P1同等的情况,物料在循环过程中发生偏床的份额相应在增加,同时由于床料的增加,一次风速也增加,炉内气固两相流挠动增加,两床失稳的情况加剧,形成一个恶性循环。因此根据机组负荷曲线,应控制床压在一个合理的范围。(5 5)稀相区灰浓度()稀相区灰浓度(P2P2)的影响)的影响l锅炉在运行中应合理控制P2,其过高当锅炉风量
5、发生变化时,锅炉内循环容易发生突变,造成两侧床压失衡翻床,甚至导致塌床。lP2过低影响炉内吸热,床层温度和分离器出口温度过高,影响机组带负荷能力。(6 6)一次风调节档板安装位置)一次风调节档板安装位置l一次风调节档板在设计安装时,一次风档板执行器与一次风管间的距离较近,且在进行管道保温施工时,将执行器下部包在保温材料内,造成运行中多次出现执行器超温保护动作,使一次风量调节失灵,引起锅炉两床失稳。2、外置床外漏灰。、外置床外漏灰。l主要部位为外置床回灰至炉膛部位,其次主要是外置床金属外壳在进行焊接时没有完成进行满焊,虽然有内部用保温浇筑料进行了全密封,但因保温浇筑料经过烘炉或运行后有一定的膨胀
6、间隙,加之床料的穿透性能强,从未焊接点处仍有床料漏出。3、锅炉尾部烟道振动大。、锅炉尾部烟道振动大。l通过在锅炉尾部烟道加装导向板后,振动问题得以解决。本工程调试过程存在的主要问题本工程调试过程存在的主要问题CFB锅炉运行控制的难点锅炉运行控制的难点(1 1)影响床压调节)影响床压调节l锅炉一次风量、或二次风量测量DCS显示值与实际值偏差过大,特别是在左、右侧不均匀的条件下,容易造成两床床压偏差,导致失稳。(2 2)影响锅炉配风及燃烧效率)影响锅炉配风及燃烧效率l一、二次风测量不准确,给锅炉的合理配风带来困难,使密相区、稀相区的燃烧份额发生改变。一、二次风量过大,一方面使床料损失过多,同时又降
7、低了床温,使煤耗增加。一、二次风量过低,稀、密相区供氧不足,使CO含量增加,化学不完全燃烧热损失增加,锅炉效率降低。(3 3)降低自动投入率)降低自动投入率l一、二次测量不准确,锅炉燃烧自动投入率低,可靠性低,容易引发其它不安全情况。1 1、一、二次风量测量的不准确一、二次风量测量的不准确2 2、锅锅 炉炉 床床 料料 的的 控控 制制(1 1)在机组启动阶段)在机组启动阶段 由于整个开机工作时间约为12小时,锅炉从点火升压至投入煤,并达到一定的投煤量所需时间较长,且一、二次风在50%额定负荷分别控制在总风量的40%和30%维持不变,因此床料损失较大,如遇有启动时间延长,则床料损失更加严重,若
8、床料补充不及时和补充量小于损失量,严重时机组将被迫停运,因此在锅炉启动前应做好几方面工作:l锅炉尽可能保持较高的床层厚度l保证底灰存量充足,并做好相关的材料和人员准备l做好设备管理,优化机组启动操作程序,减少机组启动延误时间根据煤种或煤质的不同,循环流化床锅炉对床料量的控制有不同的要求根据煤种或煤质的不同,循环流化床锅炉对床料量的控制有不同的要求。CFB锅炉运行控制的难点锅炉运行控制的难点(2 2)机组运行)机组运行由负荷床压曲线可知随着机组负荷的增加,床压差减小;差压控制的较高如前所述容易引起锅炉“翻床”,使机组的稳定工况受到影响,特别是发生“塌床”时,处理比较困难。l增加一次风机出力,使辅
9、机电耗增加;床压过低,循 环物料量过小,容易造成床温高。炉内传热比例发生 改变,对流换热减少,辐射传热相应增加,稀、密相 区燃烧份额发生改变,容易造成炉膛出口或分离器出 口烟温过高,使排烟温度升高,过热器或再热器减温水量大幅度增加,严重时机组被迫降负荷运行。外循环受到破坏,如床压过低,且一、二次配比不当,将会造成烟气短路,使燃烧工况进一步恶化。l从实际运行工作中不仅要重视床压高问题,也应该重视床压低的问题,300MW机组排渣问题在各单位都得到重视,排渣设备的可靠性各燃料管理都得到提高,因此,在床压高时处理较为顺利,而床压低则决定于燃料、运行工况、机组负荷等因素,尽管配备床料头加注系统,但其床料
10、补充能力,因其出力和连续运行能力等因素影响,而小于床料损失率,需要有相应的应急方案 3 3、机组启动过程中主、再热蒸汽温度的控制、机组启动过程中主、再热蒸汽温度的控制l在锅炉启动过程中,由于循环流化床锅炉过热器和再热器受热面布置的特殊性,在锅炉启动过程中再热汽温往往低于过热汽温,如控制不当就会延长开机时间而造成燃料等方面的经济损失。为此应当注意以下几方面:(1)在启动初期,将高低旁路调节器节门尽量开大,提高蒸汽流量,使过热器和再热器管道能得到充分的暖管加热;如果高旁调节器门开度过小,经过其后的蒸汽流量降低,使再热器的暖管加热爱到影响。CFB锅炉运行控制的难点锅炉运行控制的难点 (2)正确使用过
11、热器、再热器疏水门。由于300MW循环流化床锅炉的低温对流过热器,中温对流过热器、以及高温再热器均布置在外置床中,其与包覆对流过热器、高温对流过热器以及低温再热器存在较大的布置高差。饱和蒸汽首先进入布置在垂直烟道内的包覆过热器与高再布置在同一外床中的低温过热器中温过热器中温过热器垂直烟道高温区的高温过热器。而在开炉时由于外置床并没有流化投入(或随机滑启投入)其管壁温度都低于受烟气加热后的蒸汽所具有的温度值,因此在其管道内部都有可能存在蒸汽加热管道后而冷却凝结的疏水因此当各级受热面进出口蒸汽参数在没有表现出正常加热的工况值以前,尽量保持相应疏水门在开启状态,直至参数工况正常。机机组组启启动动过过
12、程程中中主主、再再热热蒸蒸汽汽温温度度的的控控制制 (3)合理选择外置床投入时机,300MW循环流化床锅炉的前后各两个外置床其功能不同,在锅炉前墙布置有高温再热器和低温过热器的两个外置床,其主要作用是用来调节再热蒸汽温度,忽略对床温控制的影响;靠近炉后的两个外置式换热器内布置中温过热器I和中温过热器II,这两个外置床的主要作用是用来调节床温,而忽略对主汽温度控制的影响。随着床温的升高炉膛出口烟温也随之升高,使过热器系统中的包覆过热器出口蒸汽温度升高,但当蒸汽经过下一级低温过热器、中温过热器I和中温过热器II对其管壁放热后温度降低,最后进入高温过热器再重新吸热升温,因此,在此阶段外置床内的受热管
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