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世界首台600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践

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世界首台600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践_第1页
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世界首台600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践The Practice and analysis of Commissioning on a W-shaped Flame Boiler burned Anthracite Coal of a 600 MW Supercritical Unit黄 伟 李文军 张建玲 彭 敏 熊蔚立 谢国胜HUANG Wei, LI Wen-jun, ZHANG Jian-ling, PENG Min, XIONG Wei-li, XIE Guo-sheng 湖南省电力公司试验研究院,湖南 长沙市410007 Hunan Electric Power Test and Research Institute, Changsha 410007, P.R.China【摘 要】介绍了世界首台大唐华银金竹山火力发电分公司(简称“金竹山电厂”)600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉的设计特性、主要系统,以及调试过程调试中采用稳压和降压相结合的吹管工艺,提出了劣质无烟煤燃烧技术和锅炉干湿态转换判据,确定了锅炉干湿态转换点、锅炉亚超临界压力转超临界压力时的分离器压力,等等。

对试运中存在和处理的一些问题进行了分析总结试运过程的经验,对我国W型火焰超临界锅炉的发展有较大意义Abstract: This paper introduced the design characteristics, main system components, and the commissioning processes of a 1900t/h W-shaped flame super-critical boiler fired anthracite coal in Jinzhushan Power Plant. During the steam purging process, the dropping-pressure and stable-pressure methods were joined successfully. Criterions to determine the transformation point of recirculation mode to once-through mode were put forward; also the parameters at the turning poet, such as the load and the separator pressure were determined. The design defects and operation problems were also discussed in the paper. The commissioning practice is beneficial to the further development and application of the same type boilers.【关键词】 600MW超临界机组;W火焰锅炉;无烟煤; 调试;金竹山电厂Keywords: 600MW Supercritical unit;W-flame boiler;anthracite coal; Commissioning;Jinzhushan Power Plant 0 引言金竹山电厂二期扩建工程1×600MW机组3号锅炉,是世界上首台燃用无烟煤的W型火焰并首次采用低质量流速垂直水冷壁炉膛的超临界锅炉。

2009年5月开始锅炉机组调试,在很短时间内锅炉就达到良好水平,既保证锅炉设备安全,又达到了较高的燃烧效率600MW超临界W火焰无烟煤锅炉燃烧技术应用有效地解决了无烟煤、贫煤难于燃烧的问题,有利于建设资源节约型、环境友好型社会,也将为我国电力工业的发展做出贡献1 锅炉概述金竹山电厂3号锅炉系北京巴布科克·威尔科克斯有限公司生产的B&WB-1900/25.4-M型超临界参数变压直流本生锅炉,其主要技术特征为超临界参数、垂直炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的“W”火焰P型锅炉锅炉按带基本负荷设计,采用定压运行或定-滑-定运行方式,主要设计参数见表1;锅炉设计、校核煤种为当地金竹山低挥发份无烟煤,煤粉细度取R90=4%,煤种见表2表1 锅炉主要设计及168h运行参数项目MCRECR168h试运电负荷/MW660600601主蒸汽流量/t/h190016771710主蒸汽温度/℃571571571主蒸汽压力/MPa25.425.1125.0再热蒸汽出/进口温度/℃320/569308.1/569308 /571再热蒸汽出/进口压力/MPa4.632/4.4424.119/3.9524.1/3.98再热蒸汽流量/t/h161314331450给水温度/℃283275275排烟温度(修正后)/℃125124125.5表2 设计煤种及168h运行煤种特性Car/%Har/%Oar/%Nar/%Sar/%Aar/%Mt/%Vdaf/%Qnet.v/ kJ/kg设计煤种49.61.711.530.581.235.999.39718843.7校核煤种(1)44.711.51.400.980.841.089.53816953.3校核煤种(2)55.581.571.470.551.530.339620622.7实际燃煤29~367~11.68~1118000~200002 主要系统及设备2.1 锅炉启动系统锅炉启动系统容量为30%BMCR,它包括汽水分离器、贮水箱及炉水循环泵和相关管道。

在锅炉启动阶段贮水箱中的水经过炉水循环泵输送至锅炉省煤器进口,参与炉水循环在锅炉水质不合格或者锅炉在渡膨胀期间,贮水箱中的水经过两根疏水管路排至疏水扩容器 2.2 燃烧系统锅炉配24只浓缩型EI—XCL型双调风旋流燃烧器,错列布置在炉膛的前后拱上,并垂直于前后拱,燃烧器的布置见图1,燃烧器结构见图2后 拱D1E1F1D2E2F2A1B1C1A2B2C2逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针C3B3A3C4B4A4F3E3D3F4E4D4顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针前 拱121212121212F磨E磨D磨C磨B磨A磨433434343443图1 燃烧器与磨煤机连接图 图2 双调风旋流煤粉燃烧器2.3 制粉系统制粉系统采用双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统,配6台磨煤机、12台给煤机和2台一次风机磨煤机为上海重型机器厂制造的BBD-4360型双进双出钢球磨煤机,单台磨煤机最大出力59.6 t/h,出口煤粉细度R90为4%。

给煤机为沈阳斯托克电力设备有限公司EG290型电子称重式,最大出力60 t/h,利用调节转速来改变出力3 调试过程和内容调试期间,锅炉共启动14次、停炉13次停炉原因为正常停炉、设备异常、或操作失误试运时间和主要工作内容见表3表3 3号锅炉启动调试主要阶段一览表序号阶段名称时间主要内容1冷态试验05月08日~05月12日冷态空气动力场2锅炉冲管05月23日~05月27日一阶段稳压降压相结合的吹管工艺3首次整套启动06月16日开始锅炉低负荷,配合进行汽轮机冲转及相关汽机、电气方面的试验4蒸汽严密性试验06月21日和06月23日蒸汽严密性试验5带负荷调试及安全门校验06月21日~06月27日过热器、再热器安全阀校验,燃烧初调整,试投自动及其它试验6168试运行06月27日~07月04日投入各项保护及自动,断油带满负荷168h试运4 调试技术主要特点4.1 采用稳压和降压相结合的吹管工艺采用一阶段主、再热蒸汽系统串联吹管、油煤燃烧、稳压和降压相结合的吹管方法当制粉系统投运不能满足稳压吹管时采用降压吹管,既缩短吹管时间,保证吹管质量,又可充分暴露和消除锅炉、包括制粉系统的缺陷同时在稳压吹管时可进行25%负荷的燃烧初调整,减少吹管及以后调试燃油、及缩短调试工期。

4.1.1 吹管参数(1)稳压吹管参数分离器压力4.6~6.0MPa,过热器出口压力3.3~4.6MPa、温度460℃,蒸汽流量850~960t/h;再热蒸汽进出口压力1.1/0.86MPa、温度410/495℃2)降压吹管参数分离器压力为6.8~7.2MPa时开临冲门,3.5~4.2MPa时关临冲门4.1.2 吹管效果稳压吹管3次,降压吹管46次,停炉大冷却3次,吹管系数1.3以上,吹管质量优良在吹管期间,投运B 、D、E、F制粉系统,燃烧良好4.2 锅炉干湿态转换4.2.1锅炉干湿态转换点的确定根据锅炉说明书第十章锅炉启动系统中:“当过热器出口主汽流量达到30%BMCR时,锅炉进入直流运行模式,此时主汽流量等于给水泵提供的总给水流量(约28.5%BMCR水冷壁流量+约1.5%BMCR减温水流量),实际的最低直流负荷点将在调试期间确定”的要求,在实际运行中锅炉干湿态转换点为646t/h (34%BMCR),分离器压力不要低于9MPa,分离器压力达到9.2MPa时投第二套制粉系统,此时下炉膛出口壁温由260℃升至260~269℃,波动小,调节余量较大,水冷壁安全裕度大4.2.2 建立变炉膛给水流量的控制思路在锅炉湿态转干态中,易出现水冷壁壁温偏高、壁温偏差大现象。

通过增加炉水循环泵出力或增加锅炉给水等,适当增大炉膛给水流量,有利于缓解水冷壁流动不均匀性带来的水冷壁壁温偏差4.3 锅炉干湿态转换判据满足以下任一条件,即判断锅炉由湿态进入干态的运行方式1)低温过热器入口焓值控制大于锅炉控制设定的焓值,且低温过热器出口蒸汽流量等于锅炉炉膛给水流量2)锅炉炉膛给水流量大于570T/h,且大、小溢流阀全关、储水罐水位不上升3)通过贮水箱水位和分离器出口蒸汽的过热度来判断,即大、小溢流阀全关、储水罐水位不上升,分离器出口蒸汽的过热度5~8℃4.4 劣质无烟煤燃烧技术4.4.1 实际燃煤试运期间,锅炉实际燃用煤质为山西潞安贫煤和湖南本省劣质无烟煤的混煤,低位发热量一般在18000~20000kJ/kg,干燥无灰基挥发份一般在8~11%之间,灰分一般在29~36%之间,入炉煤热值接近设计煤质,但挥发份略高于设计煤质,见表24.4.2 燃烧器各手动调风装置调整内外二次风叶片开度为38°/62°、调风盘。

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