技术应用
300MW机组给水泵RB工况的处理及分析
2016-01-14 10:17  

  0刖弓汽包锅炉实际运行中,水位过高过低都会导致恶性事故的发生。因此为保证锅炉及整个机组安全、稳定运行,对锅炉汽包水位均有严格的要求,一旦锅炉汽包水位达到保护动作值,必须立即停止锅炉运行。尽管对许多机组的给水泵RB工况进行了实验和分析,但国产300MW的单元机组发生给水泵RB工况(尤其是配置为单台100%容量的给水泵)时的实际处理一直做得不好,经常发生汽包水位低过保护动作值而造成机组跳闸。因此,为正确处理机组给水泵RB工况,避免汽包水位保护动作跳闸,现针对湛江电厂I期工程2台机组实际设备配置情况,分析给水泵RB工况发生时机组*小减负荷速率的影响因素,给出计算模型并应用实际运行数据进行计算,综合得出机组RB发生后机组*小减电负荷速率、锅炉热负荷调整幅度及注意事项,介绍2号机组2次非常类似的给水泵RB工况处理过程。

  1设备友湛江发电厂I期工程2x300MW燃煤机组的主机设备均由东方集团公司提供。锅炉为DG1025/18.2型亚临界中间再热、平衡通风、自然循环汽包炉,四角直流、双切圆燃烧方式,一次热风送粉,5层共20台给粉机,2层重油枪分布置在第1、2层和第3、4层给粉机中间汽轮机为N300-16.7/537/537型,双缸双排汽单轴凝汽式,高中压合缸,低压分流,整机通流级数共28级。有8级非调整抽汽,供4台低压加热器、1台除氧器和3台高H加热器用汽。发电机为QFSN-200-2-20型,采用水氢氢冷却方式。给水泵配置1台100%容量的汽动泵,1台70%容量的电动启动备用泵可短时承担约80%容量的流量。

  2给水泵RB工况下汽包水位变化的分析机组出现RB工况,要尽快降低锅炉热负荷,非给水的RB工况对锅炉汽包水位影响相对要明显小于给水RB工况对锅炉汽包水位的影响,而给水RB工况对汽包水位的影响*大,也是*直接的,处理难度*大。能否实现给水RB工况事故的成功处理,关键是尽快降低锅炉热负荷直至满足锅炉蒸发量降低至不超过运行单台辅机时*大出力对应的锅炉蒸发量的运行方式,同时控制各主控参数不超过机组保护动作定值(主要是避免汽包水位低保护值动作)。

  针对给水泵RB工况实行过程中以什么样的降负荷速率才能保证锅炉汽包水位稳定在保护动作值范围内,现进行理论分析。

  锅炉汽包是一标准的圆柱筒,两头各是一个半球面,其内高为1.784m,两头球形内半径为0.892m,圆柱体长度为20m,0水位为中心线下100mm,保护动作值是±250mm,汽包中心水平截面积为A=38.2m2.考虑到汽动给水泵跳闸后有一定的惰走时间(实际机组为13s)及电动泵接受汽动给水泵跳闸信号到完全启动带*大负荷有延时(机组实际为15s),给水泵跳闸后锅炉的实际给水量随时间t变化如与出汽包的蒸汽量(蒸发量)之差,则汽包水位变化量为:984t/h(本机的经验数据工况时所要求的减负荷速率,MW/min;为每OMW电负荷对应主蒸汽流量约为30t/h(本机的经验数据),取:为汽包水位动作定值0.25为汽包中心水平截茴积38.2m2为对应18.0MPa汽包压力下水的比为理想情况下给水RB工况下不同减负荷速率时汽包水位变化趋势。根据得出2号机组给水泵RB工况处理过程的数据,通过对式(3)的数值求解,得出保证机组给水RB工况时避免汽包水位低保护值动作的*小减负荷速率心为16.4MW/miri.这是该机组给水RB工况出现后锅炉热负荷降低速率的理论控制标准。

  机组实际运行中,下列因素对锅炉汽包水位的影响也非常大:(1)中间储仓式制粉系统、一次风机送粉。给粉机的一次风门接受到对应给粉机跳闸指令后到完全关闭时间约25s(正常情况下,给粉机跳闸后有15s吹扫时间),因此RB工况出现、给粉机跳闸后,一次风管道内的煤粉还是会被送入炉膛,影响了锅炉减负荷速度。(2)油枪从接到投人指令到完全投人稳燃约需10s,对减负荷过程中锅炉稳燃不利。(3)锅炉热负荷变化非常大,炉膛的燃料燃烧给水泵跳闸后机组主要参数曲线温度也会发生较大幅度降低,由于锅炉汽包的蓄热能力强,负荷变化时迟延和惯性比汽轮机和发电机要大,实际运行中如果机组电负荷降低过快,极易造成锅炉汽包或过热蒸汽压力过篼,锅炉一旦安全门或对空排汽门动作,这对RB工况后整个锅炉汽包水位的调整将会带来很大麻烦,汽包水位很难维持在保护动作值范围内。(4)锅炉热负荷大幅度降低后水冷壁上升管中部分蒸汽冷凝成水从而降低了汽包水位。(5)每台机组备用的电动给水泵固有启动及启动到带正常负荷的时间不一定相同,此前的试验数据要比较准确。

  3勤(泵RB工况时的对策bookmark9为保证锅炉燃烧的稳定性及降低锅炉热负荷量的合理性,RB指令出现后的主要措施:(1)以机侧压力为主控参数(在保证不发生对空排汽门或安全门动作的前提下尽量设定较篼的压力),改变正常运行时滑压运行为定压运行方式,快速降低锅炉热负荷,配合调整机组电负荷。(2)RB指令出现后,联锁关闭锅炉主蒸汽及再热蒸汽减温水电动总门,保证主蒸汽、再热蒸汽温度不会有大幅度降低。(3)在燃煤挥发分小于20%的前提下,给水RB发生时将给粉机跳闸后对应的一次风门延时15s关闭的逻辑自动改变为立即关闭,待机组相对稳定后再打开一次风门进行吹扫,以防一次风管内积粉自燃而烧坏粉管。(4)机组额定负荷运行时,手动或自动跳颜祝明等:300闸第5、4层给粉机,对锅炉燃烧的稳定性不会造成大的破坏,ls后第1层重油枪已投入稳燃,此时跳闸运行的第3层给粉机关闭对应的一次风门,第2个ls后第2层重油已达到稳燃的目的,此后即使受负荷影响不断降低剩下的第1、2层给粉机转速,对应的一次风喷口上下均有油枪助燃,加之RB动作前炉膛温度较高,锅炉灭火的事件应该不会发生。(5)考虑到给水RB工况初期给水流量明显小于锅炉蒸发量及锅炉热负荷大幅度降低后水冷壁上升管中部分蒸汽会被冷凝成水从而降低汽包水位等因素的影响,备用给水泵联锁启动后尽量保持较大的给水量,不能按常规方式在看到给水流量大于蒸发量后即降低给水流量,而是必须在0包水位回升后逐渐回调。' 4给水泵RB工况后的成功处理8:40,2号机组分别发生了运行中汽动给水泵跳闸,当时机组电负荷分别是:有功294MW及292MW,电动给水泵联锁启动带负荷,2次事件中运行人员的处理过程基本一样:(1)炉侧立即手动层跳第5、第4层给粉机,强行关闭对应的一次风门,同时手动层投人第1层重油枪,待油枪投人后,层跳第3层给粉机,投人第2层任一对角重油枪;(2)维持机侧主蒸汽压力16.2MPa,关小汽轮机调速汽门,降低机组电负荷,减少蒸发量,直至电动给水泵的*大给水流量满足*终负荷(本机约180MW)的主蒸汽流量后再进行机组的新工况调整至稳定;(3)RB工况出现时,手动关闭过热、再热蒸汽减温水总门。约3min后锅炉汽包水位开始回升并直至稳定,汽包水位没有达到保护动作值,避免了机组因保护动作而跳闸。

  目前情况下,全国同类型机组发生此类事件后能保证锅炉汽包水位控制在保护动作值范围内的事例并不多见。

  5塍(1)机组在发生RB工况条件后,能否快速降低锅炉热负荷是事件处理成功与否的关键,因此必须快速、超前降低锅炉热负荷;同时还要及时投油稳燃,保证锅炉燃烧稳定。(2)降低机组电负荷的实际标准以机前设定压力为准,防止锅炉安全门或对空排汽门动作造成锅炉汽包产生虚假水位。(3)联锁关闭锅炉主蒸汽、再热蒸汽减温水电动总门,防止汽温大幅度下降。(4)考虑到实际情况,在锅炉热负荷降低速率满足的前提下以计算出的理论值2倍的降负荷速率降低机组电负荷:给水RB工况出现后,本机组以大于等于32MW/min的速率降低机组电负荷。(5)机组RB工况出现后,运行人员要及时监视、检查RB逻辑执行情况,尤其是给水RB工况;要及时检查电动给水泵的*小流量阀自动关闭、跳闸给水泵出口逆止门关闭正常。

  对于给水系统为2台汽动给水泵运行、1台电动给水泵备用的机组,单台汽动泵跳闸,只要电动给水泵及时联锁启动,锅炉汽包水位不会有太大影响,事故处理过程相对容易;如果2台汽动给水泵同时跳闸,其计算与分析的方法大致相同,重要的是**手数据必须准确。只要根据每台机组的实际情况,分析汽包水位变化的影响因素,确定出机组减负荷速率,正确操作,对于汽包炉机组满负荷状况下给水RB工况出现后是可以避免水位保护动作而跳机的。

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