1、設備概況
    某廠鍋爐采用東方鍋爐廠DG2000/26. 15 -Ⅱ型超超臨界參數變壓直流型鍋爐，單爐膛，一次再熱，平衡通風，前后墻對沖燃燒，尾部雙煙道結構，采用擋板調節再熱汽溫，固態排渣，全鋼構架，全懸吊結構，露天n型布置。燃燒器采用按BHK技術設計的低NOx旋流式燃燒器，前、后墻各布置3層HT - NR3燃燒器，每層6只；同時在前、后墻各布置一層燃盡風噴口，其中每層2只側燃盡風( SAP)噴口，6只燃燼風(AAP)噴口。此鍋爐在同類鍋爐設計基礎上進行了優化改進：
    (1)燃燒器稍有變化，后墻下層配置微油點火小油槍，其他5層燃燒器只在中心均配置單只出力1120kg/h的小油槍(后將其中14只改為出力700kg/h)，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
    (2)過熱蒸汽減溫水系統除原設計省煤器出口主路減溫水外，在爐側給水操作平臺給水主路電動門及旁路調門前增設一路輔助減溫水。
    (3)機側汽輪機旁路系統采用容量為35%的一級大旁路系統，啟動初期再熱器處于干燒狀態，對再熱器壁溫及汽溫的控制有更嚴格要求。
    該鍋爐在整套啟動及168h試運期間，啟動初期屏式過熱器都有過不同程度的超溫現象，因此針對這種現象進行進一步研究。
2、試運行鍋爐超溫超壓原因分析
2.1設計因素
    (1)啟動系統由內置式啟動分離器、儲水罐、儲水罐水位控制閥等部分組成，如圖1所示。
    工質經水冷壁加熱以后進入啟動分離器，分離出的水通過啟動分離器下方的連接管進入儲水罐，該啟動系統中未設計循環水泵，分離器儲水罐疏水直接排至爐側疏擴或凝汽器，工質及熱量沒有回收，省煤器入口給水溫度比設計有循環泵的系統給水溫度低，相對而言啟動過程中一定的產汽量下需要更小的給水流量。但設計的啟動流量都為25%BMCR，相對偏大，在相同的燃燒加熱條件下，產生的蒸汽量就少，大部分的熱量都由進入分離器儲水罐的水帶入了凝汽器，過熱器中蒸汽流通量少，汽溫升高。
    (2)為節約點火成本，該鍋爐采用微油點火裝置，點火后很快就啟動制粉系統，初始燃料率過高。
    (3)機組設計的冷態啟動沖轉壓力為8. 9MPa，壓力較高，造成蒸汽流量偏低，過熱器的冷卻工質不足，導致過熱器超溫。
2.2選型問題
    (1)鍋爐啟動時燃燒不完全，點火煤質差使燃燒器區域著火不好、燃盡時間增加、燃燒中心上移，導致爐膛出口煙溫升高。水冷壁及屏式過熱器輻射性吸熱比例高，下部水冷壁吸熱量減少，蒸發量降低。對屏式過熱器而言，因管內蒸汽流量減少，加之該處煙溫升高管壁內外溫差增加，此時蒸汽壓力低，定壓比熱容小，致使屏式過熱器和對流受熱面中單位質量工質的吸熱量增加，從而使過熱蒸汽溫度難以控制。
    (2)由于給水溫度過低，使得進入水冷壁的水溫低，導致給水欠焓過高，吸熱量增加，蒸汽蒸發量少，使得過熱器出口主蒸汽溫度上升。
2.3運行方式
    (1)該機組設計啟動流量為25% BMCR，相對偏大，產生的蒸汽量較少，大部分的熱量進入凝汽器，熱損失大蒸發量低，造成過熱蒸汽溫度高。
    (2)鍋爐點火后，為了增加啟動油槍的根部風、改善油槍的燃燒工況，過早啟動一次風機，使得總風量大大的超過30%  - 40%MCR的燃燒要求，增加了過熱器對流吸熱量，雖然改善了油槍的燃燒工況，卻抬高了爐膛火焰中心，減少了火焰在爐膛的停留時間，使得水冷壁的輻射吸熱降低，蒸發量降低，而過熱受熱面的吸熱量增加，蒸汽冷卻不足，從而使得過熱汽溫升高。
3、解決措施
    (1)改進鍋爐系統。增設一路輔助減溫水源，取自鍋爐給水主電動門及旁路調門前主給水管道，啟動時利用給水旁路調門的節流作用，以此提高減溫水與過熱汽的壓差，實際運行中使用效果很好。
    (2)控制點火過程。點火前控制較高的給水溫度（至少應80℃以上），并投入二次風暖風器，投油后控制一定烘爐時間，啟動初期控制磨煤機在最低出力，控制鍋爐溫升率小于1℃/min、升壓速率小于0. 1MPa/min。嚴格控制爐膛出口煙溫不超過540℃。
    (3)降低沖轉壓力。通過燃燒和旁路配合，適當降低沖轉壓力至5 - 6MPa，提高受熱面的蒸汽流量，同時也能滿足汽機的要求。
    (4)制定完善的上煤計劃。按設計煤種上煤，確保人爐煤揮發分和發熱量，以使入爐煤及時著火、燃燒更完全，降低火焰中心。合理調整制粉系統運行方式。啟動過程中優先使用下層磨、中層磨，將A、F磨粗粉分離器擋板調至低限，運行中控制較高的煤粉細度和煤粉均勻性，R90應在16%以下。
    (5)提高給水溫度。盡量提高給水溫度，以提高省煤器入口焓值，減少欠焓，增加蒸發量，便于控制過熱受熱面壁溫。運行機組申請高負荷運行，開大冷再至高輔供汽，通過公用輔汽母管向啟動機組供汽，盡量提高除氧器水溫；合理安排啟動步驟，待冷態清洗結束時再啟動風機、點火，減少鍋爐蓄熱損失；利用尾部調溫擋板，開大省煤器側煙氣擋板，關小甚至全關低再側煙氣擋板，提高省煤器出口溫度，同時防止再熱器干燒；在主機沖轉后，及早投入高加系統運行，一方面可提高給水溫度，另一方面可增加主汽流量，有利于過熱汽溫的控制。
    (6)控制給水流量。保證水動力前提下，控制給水流量稍偏低，以提高產汽量。降低鍋爐啟動給水流量：由25% BMCR(475t/h)降到21% BMCR(400t/h)，該流量可保證水冷壁安全運行。根據鍋爐運行說明書主給水流量MFr低值為336t/h，極低值為252 t/h，實際控制在350t/h左右，在給水流量偏低時需注意監視水冷壁金屬壁溫，注意不得超限，并注意同高度各點之間偏差不得超過10℃。
    (7)控制風量。保證燃燒充分前提下，控制總風量稍偏低在35%左右即可，減少過熱器對流吸熱量。若汽溫還是偏高，可適當降低總風量30%（至低限490 km3/h）。該鍋爐油槍補風來自二次風箱內的中心風母管，在每層燃料器兩側風箱各有一氣動擋板控制中心風母管進風，母管至各燃燒器有一支管，支管上有一個手動蝶閥控制各個燃燒器的中心風開度。實際運行中可控制二次風箱壓力及層中心風擋板開度及就地調整手動擋板開度即可調整各油槍中心風補風，開大層二次風及各燃燒器旋流三次風擋板也可提高二次風、三次風剛性，改善補風條件，并有利火檢檢測。
4、改進效果
    改進前，升負荷至350MW一450MW過程中，低過出口A、B側溫差高達21℃，屏過出口異常量高達68℃。改進后，屏過A、B側存在的溫度偏差以及單側超溫現象得到了改善，在汽溫波動大時，采用輔助減溫水進行調節，有效控制了過熱汽溫，金屬壁溫也無超溫現象。改造效果顯著，達到了預期的目標。
5、結語
    分析表明，2000t/h鍋爐啟動過程中過熱器超溫超壓現象主要是由設計、選型、運行方式等多方面因素造成的。給水溫度至少應提高到80℃以上，調整制粉系統運行方式，降低沖轉壓力至5-6MPa．控制給水流量至21% BMCR，適當降低總風量30%，這些措施可解決機組啟動過程中過熱器壁溫超溫超壓的問題，進而提高機組的安全可靠性和經濟性。


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