超临界锅炉热力系统及其运行控制唐海宁.pptx
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1、扬州第二发电有限责任公司扬州第二发电有限责任公司超临界锅炉热力系统超临界锅炉热力系统及运行控制介绍及运行控制介绍一、锅炉本体总体介绍二、锅炉启动系统三、LNASB燃烧器介绍四、风烟系统介绍目录五、制粉系统介绍六、锅炉防止结焦的措施七、兄弟电厂调试及运行中的经验一、锅炉本体总体介绍锅炉整体布置图锅炉整体布置图冷灰斗燃烧器省煤器屏式过热器一级过热器末级过热器低温再热器高温再热器空预器炉膛及水冷壁锅炉汽水流程锅炉结构特点锅炉结构特点布置于上炉膛的屏式过热器采用膜式管屏末端技术,使管屏平整防止结焦、挂渣。燃烧器喉口设计采用水冷壁让管加强喉口冷却,并采用高导热性的、光滑的碳化硅砖敷设喉口表面,以降低燃烧
2、器喉部耐火层表面温度,抑制燃烧器区域的结焦。高温受热面采用小集箱和短管接头的布置,集箱口径小壁厚薄,降低了热应力和疲劳应力,提高了运行的可靠性。锅炉尾部采用双烟道,根据再热汽温的需要,调节烟道下方的烟气挡板来改变流过低温再热器和低温过热器的烟气量的分配,从而实现调节再热汽温的目的。二、锅炉启动系统启动系统功能启动系统功能满足锅炉冷态、温态、热态、和极热态启动的需要,直到满足锅炉冷态、温态、热态、和极热态启动的需要,直到锅炉达到锅炉达到30BMCR最低直流负荷,由在循环模式转入直最低直流负荷,由在循环模式转入直流方式运行为止流方式运行为止只要水质合格,启动系统可完全回收工质及其所含的热量只要水质
3、合格,启动系统可完全回收工质及其所含的热量在最低直流负荷以下运行时,贮水箱出现水位,将根据水在最低直流负荷以下运行时,贮水箱出现水位,将根据水位的高低自动打开相应的水位调节阀,进行炉水再循环位的高低自动打开相应的水位调节阀,进行炉水再循环启动系统示意图启动系统示意图储水箱水位控制概述储水箱水位控制概述在启动期间,靠炉水循环泵和给泵的协同控制来维持分离器的水位及锅炉最小循环流量。当锅炉发生水膨胀时在储水箱里会造成很高的液位,此时须靠两个排放阀的连续排放来维持分离器正常水位。随着负荷的增加,更多的水转化成蒸汽,储水箱的液位降低,直到液位低时水泵跳闸为止,在本生负荷点以上,所有水都转化成蒸汽。当循环
4、泵和调节阀正常运行而不能达到排除储水箱多余的水时,由溢流阀来完成。溢流阀的开度指令为储水箱水位的函数,并采用储水箱压力进行修正。溢流阀的最大开度受储水箱压力的限制,当储水箱压力达到3.0MPa时,大容量溢流阀全关;当储水箱压力达到20.0MPa时,小容量溢流阀全关。贮水箱水位控制计算表明,锅炉贮水箱容积为2.161m3,分离器的容积为1.847m3,全部有效约容积为7m3,一期工程汽包的容积为665m3,因此直流炉启动时分离器水位变化很大。循环泵流量控制启动和升负荷期间启动和升负荷期间贮水箱水位与循环泵流量特性参见下图。在稳定状态下,再循环流量是由贮水箱水位确定的,循环流量是锅炉负荷的函数。在
5、稳定状态下,给水流量是本生流量与再循环流量之间的差值。循环泵流量控制Start Circulation Pump 30%BMCR flow30%6.0 metres0%100%0%FT FT LT PTLight First Burners 33%33%6.0 3%0%100%9%FT FT LT PTWater Level Increases From Swell and 3%Cooling Flow 30%33%6.73%f(x)P+IP+I9%100%9%0%MINf(x)FT FT LT PT 38 0Water Swells More,Open Drain Valve30%33%7.
6、65 3%f(x)P+IP+I9%100%9%100%MINf(x)10006.7 7.65 FT FT LT PT 38 0Some Water Steams off.Level returns to 6 metres30%33%6.0 3%f(x)P+IP+I0%MIN100%9%f(x)FT FT LT PT 38 00%Evaporation Starts30%35%5.43 5%f(x)P+IP+I5%MINf(x)FT FT LT PT 35 5Evaporation IncreasesT10%30%3.71 20%f(x)P+IP+I20%MIN0 2 4 6 8 10300f(
7、x)FT FT LT PT 35 20Evaporation Increases30%2.0 30%f(x)P+IP+I30%MIN0%f(x)FT FT LT PT 35 35Evaporation Increases0%35%2.0 35%f(x)P+IP+I35%MIN0%75%f(x)FT FT LT PT 35 35Evaporation Increases,Valve Transfer0%40%1.5 40%f(x)P+IP+I40%MIN0%0%Main valve open f(x)FT FT LT PT 35 40Sub Cooling F(x)AlarmAlarmsatur
8、ation temperatureopenscloses PT TTSub Cooling Valve OperationStorage Vessel TemperatureTimeT satT sat 20KT sat 30KValve openValve Closed锅炉给水调节 的总体策略 总之,机组在低负荷时,关闭给水电动隔离阀,通过启动调节阀控制给水流量,以维持通过省煤器所需的流量。同时调节电动泵速度来维持启动调节阀两端固定的差压(约0.50.9MPa)。当流量增加并且启动调节门阀门大于75%时,给水主隔离阀被打开,给水调节切换到可变的给水泵速度调节,根据煤水比、中间点温度及分离器出
9、口焓进行给水量调节。炉水循环泵概要概要 我厂炉水循环泵的生产厂家为KSB公司,循环泵和电机形成一个封闭的耦联装置,装置垂直安装,电机在泵壳的正下方。泵和电机均充注液体,压力和整个系统压力相同,电机为潜水电机,泵装置悬挂于管道上,无支撑架。炉水循环泵热力系统炉水循环泵的结构 泵和电机之间设有一个热屏蔽装置,其目的是将高温的泵和低温的电机隔开,将两者的热传导降至最低。轴承箱有两个,一个在电机上方,另一个在电机下方,轴承采用水润滑,止推轴承安装于轴的下端。止推轴承上设有径各的孔,从而可以起到辅助叶轮的作用,其目的在于保持水在电机和高压冷却器之间的循环,将泵体中由于电机的热损耗以及轴承摩擦所产生的热量
10、传到低压冷却段上,以防电机发生超温。机组正常运行后,炉水循环泵处于热备用状态,此时通过热虹吸作用保持电机不发生超温。炉水循环泵的启动主要操作序号操 作 步 骤1确认 炉水循环泵电机侧绝缘合格,对地电阻 M(大于200M);2确认冷却水增压泵启动正常,泵的联锁试验正常;3确认凝结水系统启动正常且凝水至炉水循环泵注水通道已打通,调试初需启动临时注水泵进行注水;4以约5升/分的流量冲洗装置,直到从泵壳上的排放管或从排出管线的溢水阀中流出的水清澈干净。5取水样分析,并将数据与规定的水质相比较;6关闭泵壳排放管或排出管上的阀门,然后进行注水,直到水从吸入管线的放空阀中流出7确认泵体注水系统完好,已经冲洗
11、完毕;8确认分离器贮水箱水位2350mm;9确认炉水循环泵暖泵已结束,炉水和泵壳间温差55;10点动 炉炉水循环泵进行泵和电机系统的注水排气,同时注意泵出口压力(13bar),以确认电机转向正确;11启动炉水循环泵,记录启动电流A,电流返回时间s;12检查炉水循环泵出口门开或再循环门开,泵流量大于最小允许流量;13检查炉水循环泵运行正常,轴承温度、线圈温度、冷却水正常。炉水循环泵启动及运行注意事项1电机启动前必须保证电机及高压冷却器和相应的高压管线注满合格的清洁冷水;2任何时候不能使泵在无工质状态下空运行。3为防止污染电机,任何时候都不可通过泵壳向电机注水,而只能通过安装在泵体下部的注水管线进
12、行注水。4按照产品说明书,该泵1小时内启动次数不超过45次,在重新启动前应让装置冷却30秒。5泵处于热备用状态时应确保低压冷却水不中断,泵运行时冷却水中断5min会使电机绕组绝缘损坏,泵停运状态下冷却水中断2小时将导致电机温度升高,超过65,使电机退出备用。冷却水长期中断会使电机温度升至约100,尽管不会使电机绕组产生破坏,但对电机绕组的使用寿命带来不利影响;6锅炉化学清洗及冲管期间应保持炉水循环泵处于连续注水状态,并配备专门的注水泵(一运一备),以防发生设备损坏。三、LNASB燃烧器介绍NOx的形成NOx是由于燃烧过程中的多种反应产生的,然而两个主要来源是燃料型NOx和热力型NOx。燃料型N
13、Ox是由一定比例的燃料结合氮氧化形成的,但如果燃料氮的释放是在还原氛围中发生的,则NOx的形成能受到抑制。热力型NOx是由燃烧空气中的氮气同有效的氧气之间的反应生成的,生成率与炉温呈指数关系,但也取决于时间和氧的浓度。煤中存在的氮结合成化合物,单个氮原子通常与碳结合成有机氮化合物。空气中的自由氮分子,氮原子以非常强的NN成对结合成氮分子(N2)。这种结合比C一N结合强约三倍。这些键被破裂形成NOx,C一N键将比较容易破裂,而NN的破裂则需要更多的能量,因此大气中的氮形成NOx,只有在1500以上的温度下才有意义,并随温度呈指数增加,从燃料的结合氮中产生NOx在相对低的燃烧温度下发生,并且不会显
14、示出同样的变化。由此可以看到,对燃烧区域NOx的形成两个最重要的影响因素是氧气和温度。因此控制这两个因素就意味着控制NOx的形成。燃烧器布置图燃烧器布置图LNASB燃烧器的结构图OFA喷嘴结构LNASBLNASB燃烧器的特点燃烧器的特点增大挥发份从燃料中释放出来的速率,以获得最大的挥发增大挥发份从燃料中释放出来的速率,以获得最大的挥发物生成量;物生成量;在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要以外,尽量维持一个较低氧量水平的区域,以最大限度地以外,尽量维持一个较低氧量水平的区域,以最大限度地减少减少NOx生成;生成;控制和优化燃料富集
15、区域的温度和燃料在此区域的驻留时控制和优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时时间,以最大限度地减少时间,以最大限度地减少NOx生成;生成;增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间,以减少煤焦粒增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间,以减少煤焦粒子中氮氧化物释出形成子中氮氧化物释出形成NOx的可能;的可能;及时补充燃尽所需要的其余的风量,以确保充分燃尽及时补充燃尽所需要的其余的风量,以确保充分燃尽燃烧器喉部照片燃烧器喉部照片三井巴布科克公司(三井巴布科克公司(Mitsui Babcock)的经验表明旋流燃)的经验表明旋流燃烧器的喉口设计对燃烧器性能(火焰稳定性、燃烧器区烧器的喉口设计对燃烧器性能
16、(火焰稳定性、燃烧器区域结渣的控制等)和整个炉膛都有十分重要的影响。三域结渣的控制等)和整个炉膛都有十分重要的影响。三井巴布科克公司(井巴布科克公司(Mitsui Babcock)所有新设计的)所有新设计的LNASB燃烧器都安装有一只专门设计的喉口。这个喉口有合理的燃烧器都安装有一只专门设计的喉口。这个喉口有合理的旋角;喉口前缘由炉膛水冷壁管环绕;喉口表面镶衬光洁旋角;喉口前缘由炉膛水冷壁管环绕;喉口表面镶衬光洁的、导热性能良好的碳化硅砖,不仅耐高温、耐磨,而且的、导热性能良好的碳化硅砖,不仅耐高温、耐磨,而且与普通耐火材料相比能够大大降低喉口表面的温度,有助与普通耐火材料相比能够大大降低喉口
17、表面的温度,有助于防止喉口部位结渣。大量运行经验表明,采用这种结构于防止喉口部位结渣。大量运行经验表明,采用这种结构的喉口可以完全消除燃烧器喉口区域的结渣。的喉口可以完全消除燃烧器喉口区域的结渣。四、风烟系统介绍风烟系统流程图风烟系统流程图省煤器3炉4炉电电除除尘尘A空空预预器器B空空预预器器引风机引风机送风机送风机一次风机一次风机送风机送风机一次风机一次风机风烟系统和一期工程的对比1、风烟系统联络风道及相应挡板少于一期工程,不利于消除锅炉热偏差;2、一次风机采用双级轴流,效率有所提高,但在RB时易发生喘振问题;3、引风机采用轴流风机,入口导叶调节采取电动方式;4、送风机及引风机无润滑油站,系
18、统简洁,一次风机润滑油及液压油分离,减少两系统的相互影响;5、空预器采用双密封结构,漏风率可以进一步降低,但要防止空预器卡涩的问题;6、采用热风再循环控制空预器冷端腐蚀,不存在暖风器堵塞的问题。送风机送风机送风机型式:动叶可调轴流式风机送风机型式:动叶可调轴流式风机ASN2730/1400运行方式:两台风机并联运行运行方式:两台风机并联运行调节方式:液压动叶调节调节方式:液压动叶调节布置方式:水平对称布置,垂直进风,水平出风布置方式:水平对称布置,垂直进风,水平出风安装地点:室外露天安装地点:室外露天生产厂家:沈阳鼓风机厂生产厂家:沈阳鼓风机厂送风机性能曲线送风机性能曲线送风机叶片送风机叶片送
19、风机叶片为机翼形扭曲叶片,由送风机叶片为机翼形扭曲叶片,由锻造制成,无杂质,密度高,叶片锻造制成,无杂质,密度高,叶片整体晶相结构紧密结合,过渡平整体晶相结构紧密结合,过渡平滑,结构强度高。滑,结构强度高。无润滑油系统,轴承采用油浴自无润滑油系统,轴承采用油浴自润滑,动叶采用液压油驱动,液润滑,动叶采用液压油驱动,液压油压和同类型设备相比较低压油压和同类型设备相比较低(只需(只需1.7MPa)。)。一次风机一次风机一次风机型式:动叶可调轴流式风机一次风机型式:动叶可调轴流式风机AST-1792/1120运行方式:两台风机并联运行运行方式:两台风机并联运行调节方式:液压动叶调节调节方式:液压动叶
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