邱少力

(福建省鴻山熱電有限責(zé)任公司,福建 石獅 362700)

0 引言

某廠汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)制造的超臨界抽凝供熱汽輪機(jī)(型號:C600/476-24.2/1.0/566/566;型式:超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓抽凝式汽輪機(jī),額定出力600 MW),單臺機(jī)組額定工業(yè)抽汽量為600 t/h,最大工業(yè)抽汽量為900 t/h,抽汽參數(shù)P=1.0 MPa(a)、T=350 ℃,在廠內(nèi)噴水減溫至250 ℃后送往熱用戶,減溫水量50 t/h,兩臺機(jī)組實(shí)際額定供汽量可達(dá)1300 t/h。該汽輪機(jī)采用復(fù)合變壓運(yùn)行方式,具有八級非調(diào)整回?zé)岢槠?汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3000 r/min。鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進(jìn)三井巴布科克能源公司技術(shù)生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐,單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐(型號:HG-1962/25.4-YM3)。鍋爐燃燒方式為前后墻對沖,前后墻各布置3層三井巴布科克公司生產(chǎn)的低NOX軸向旋流燃燒器(LNASB),未設(shè)燃油系統(tǒng)。鍋爐下層兩套制粉系統(tǒng)使用煙臺龍?jiān)措娏夹g(shù)有限公司開發(fā)研制的等離子煤粉點(diǎn)火及穩(wěn)燃系統(tǒng)[1]。

機(jī)組在正常運(yùn)行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)因汽輪機(jī)或廠用電系統(tǒng)異常造成的只需停機(jī)但無需停爐的操作。為了保證操作的安全便捷,通常將機(jī)組直接停運(yùn)消除故障。若是故障能夠在短時(shí)間內(nèi)快速消除,做到只停機(jī)不停爐,使機(jī)組快速重新啟動(dòng),則能節(jié)省運(yùn)營成本,為供熱安全生產(chǎn)提供一定的保障。

1 運(yùn)行操作要點(diǎn)

1.1 機(jī)組停運(yùn)前的準(zhǔn)備

通過技術(shù)改造,在下層兩套制粉系統(tǒng)(分別是A層制粉系統(tǒng)、D層制粉系統(tǒng))上各安裝煙臺龍?jiān)措娏夹g(shù)有限公司開發(fā)研制的等離子煤粉點(diǎn)火及穩(wěn)燃系統(tǒng)。為了保障機(jī)組低負(fù)荷時(shí)鍋爐穩(wěn)燃,提前對A/D層制粉系統(tǒng)的等離子進(jìn)行試?yán)?確保其可用。對等離子系統(tǒng)的陰、陽極頭進(jìn)行檢查,保證其壽命,使其能夠長時(shí)間連續(xù)投運(yùn)。

提前2 h使用輔助蒸汽預(yù)暖下層兩臺磨煤機(jī)熱一次風(fēng)管道暖風(fēng)器及空預(yù)器吹灰蒸汽管道,使其保持熱備用狀態(tài)。對空預(yù)器吹灰系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查,確保缺陷均已消除,可投入連續(xù)吹灰。

提前1 h對機(jī)組汽輪機(jī)盤車、交流啟動(dòng)油泵、交流潤滑油泵、直流事故油泵、頂軸油泵進(jìn)行試轉(zhuǎn),確保其可靠備用?，F(xiàn)場確認(rèn)高、低旁氣源正常,處于隨時(shí)可操作狀態(tài)。高、低旁減溫水管道處于熱備用狀態(tài),保證隨時(shí)可開啟使用。降負(fù)荷操作前,退出機(jī)組主汽溫度低聯(lián)跳汽輪機(jī)邏輯保護(hù),防止降負(fù)荷過程由于主汽溫度低觸發(fā)跳汽輪機(jī)。

1.2 機(jī)組停運(yùn)操作分析

機(jī)組由當(dāng)前負(fù)荷降至300 MW的操作。設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷為300 MW,負(fù)荷變化率不大于9 MW/min,主汽壓變化率不大于0.7 MPa/min,根據(jù)負(fù)荷情況停止C、E層煤燃燒器運(yùn)行,緩慢減少鍋爐燃燒率,機(jī)組負(fù)荷隨主蒸汽壓力的降低而減少,目標(biāo)主汽壓降至約13.73 MPa。降負(fù)荷操作與正常停機(jī)一樣,控制屏式過熱器、高溫過熱器及高溫再熱器管壁溫度溫降率不超過1.5 ℃/min。降負(fù)荷過程中檢查主機(jī)軸封壓力正常,檢查輔汽至軸封汽源處于正常備用狀態(tài)。在機(jī)組減負(fù)荷過程中逐漸減少鍋爐燃料量。負(fù)荷360 MW左右時(shí),檢查輔汽至軸封供汽調(diào)節(jié)閥及溢流閥自動(dòng)調(diào)整正常,軸封母管壓力及溫度正常。當(dāng)主汽壓力小于16 MPa時(shí),檢查儲水箱溢流調(diào)節(jié)閥在自動(dòng)。

機(jī)組負(fù)荷由300 MW降至汽輪機(jī)打閘的操作。設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷為180 MW,控制負(fù)荷變化率不高于6 MW/min,主汽壓力變化率不高于0.1 MPa/min,逐漸減少燃料,降低蒸汽溫度,當(dāng)一、二級減溫水調(diào)節(jié)門全關(guān)后,退出一、二級減溫水自動(dòng),退出再熱蒸汽事故減溫水。關(guān)注輔汽聯(lián)箱的壓力情況,及時(shí)切至輔汽聯(lián)絡(luò)供汽或由本機(jī)冷再進(jìn)行供汽(輔汽聯(lián)箱盡量由本機(jī)冷再自供汽)。

負(fù)荷250 MW時(shí),將一臺汽泵切手動(dòng),逐漸降低其出力,將給水負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另一臺汽泵上,當(dāng)待停汽泵不出水后,保持維持再循環(huán)方式運(yùn)行。若不啟電泵停機(jī),則檢查輔汽至A、B小機(jī)手動(dòng)門全開,關(guān)閉待停汽泵出口電動(dòng)門,停止待停汽泵運(yùn)行;若啟動(dòng)電泵停機(jī),并泵運(yùn)行正常后,關(guān)閉待停汽泵出口電動(dòng)門,停止待停汽泵運(yùn)行,維持一臺汽泵自動(dòng),電泵手動(dòng)方式運(yùn)行。

機(jī)組降負(fù)荷至240 MW以下,儲水箱水位大于6700 mm時(shí),關(guān)閉啟動(dòng)循環(huán)泵暖泵閥,啟動(dòng)循環(huán)泵運(yùn)行,注意此時(shí)啟動(dòng)循環(huán)泵走再循環(huán),運(yùn)行時(shí)間不可過長,啟動(dòng)循環(huán)泵過冷水閥應(yīng)正常開啟。此時(shí)根據(jù)爐內(nèi)燃燒情況及時(shí)投入A層燃燒器等離子進(jìn)行穩(wěn)燃,根據(jù)脫硝入口煙溫變化情況及時(shí)退出脫硝系統(tǒng),做好環(huán)保報(bào)備工作。停止供氨,稀釋風(fēng)機(jī)可根據(jù)臨停消缺工期確定是否停運(yùn)。將鍋爐由干態(tài)轉(zhuǎn)濕態(tài)運(yùn)行,檢查關(guān)閉儲水箱溢流管暖管閥,打開溢流管路電動(dòng)門,將溢流調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng),投入擴(kuò)容器減溫水。

負(fù)荷降至180 MW后,開始對高、低旁系統(tǒng)進(jìn)行充分的疏水暖管,保持系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)。廠用電切換完,進(jìn)行反切缸操作,通過閥位控制與高旁的配合(關(guān)小閥位、開大高旁)維持主汽壓的平穩(wěn)。提前將通風(fēng)閥(VV閥)打開并掛禁止操作牌。在反切缸過程中嚴(yán)密注意高排金屬溫度、軸向位移、脹差、振動(dòng)的變化(尤其要注意#1、2軸承的振動(dòng),因高壓缸不進(jìn)汽后軸振變大可能需立即手動(dòng)打閘,故在反切缸前提前向省調(diào)申請發(fā)電機(jī)解列,經(jīng)其同意后開始反切缸操作)。投運(yùn)高、低旁過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視減溫減壓器后溫度,若高旁溫度大于290 ℃則及時(shí)投入高旁減溫水,防止高旁后溫度高(390 ℃)觸發(fā)高旁快關(guān)。投運(yùn)減溫水應(yīng)緩慢謹(jǐn)慎,防止出現(xiàn)水沖擊。汽機(jī)打閘前,確保主蒸汽流量小于40%(679.2 t/h),高旁開度大于5%且低旁開度大于5%,建立蒸汽通道,防止觸發(fā)汽輪機(jī)跳閘且主蒸汽流量大于40%鍋爐MFT保護(hù)邏輯,確?？偯毫啃∮?5 t/h或總煤量大于75 t/h,高旁開度大于5%且低旁開度大于5%,防止觸發(fā)再熱器保護(hù)邏輯。

保留A/D磨煤機(jī)運(yùn)行,控制鍋爐總煤量50 t/h左右時(shí)進(jìn)行打閘汽輪機(jī)操作。打閘瞬間要關(guān)注汽壓的變化,通過旁路進(jìn)行調(diào)整,維持主汽壓平穩(wěn)及儲水箱水位的穩(wěn)定。

1.3 汽輪機(jī)打閘后操作

鍋爐側(cè)調(diào)整的目的在于維持爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定,包括制粉系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)的調(diào)整。制粉系統(tǒng)的調(diào)整要以汽溫及壁溫的下降速率為依據(jù),小幅度降低煤量。汽輪機(jī)打閘后剛好兩臺磨煤機(jī)低煤量運(yùn)行,風(fēng)量要及時(shí)降低,加強(qiáng)監(jiān)視火檢強(qiáng)度的變化。關(guān)注磨煤機(jī)出口溫度,及時(shí)投運(yùn)磨煤機(jī)暖風(fēng)器運(yùn)行,防止磨煤機(jī)因出口溫度低跳閘。風(fēng)煙系統(tǒng)的調(diào)整,一次風(fēng)壓適當(dāng)降低至8 kPa,保持上層兩臺磨煤機(jī)一次風(fēng)通道的暢通,防止出現(xiàn)并列運(yùn)行的一次風(fēng)機(jī)失速。鍋爐爐膛總風(fēng)量控制在850 t/h左右,以增加爐膛輻射傳熱,減少后煙道對流傳熱。汽水系統(tǒng)的調(diào)整,觀察過熱器減溫水、再熱器減溫水有無內(nèi)漏現(xiàn)象,否則關(guān)閉其減溫水手動(dòng)隔離門。

汽機(jī)側(cè)調(diào)整的目的是保證汽輪機(jī)組的安全停運(yùn),包括高低壓旁路系統(tǒng)、TSI監(jiān)視系統(tǒng)、軸封蒸汽系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、小汽輪機(jī)機(jī)系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)。①高低壓旁路系統(tǒng)。及時(shí)調(diào)整高低壓旁路調(diào)節(jié)閥開度,保證鍋爐通流量,防止出現(xiàn)再熱器干燒,重點(diǎn)監(jiān)視再熱器壁溫。調(diào)整過程中應(yīng)與鍋爐參數(shù)變化緊密配合,防止主汽壓力波動(dòng)引起儲水箱水位大幅波動(dòng)。②TSI監(jiān)視系統(tǒng)。跟蹤并記錄汽輪機(jī)偏心、汽缸溫度、汽缸膨脹、脹差、軸向位移等參數(shù)的變化情況(如高壓缸內(nèi)缸壁溫溫降速率在3 ℃/h左右,中壓缸進(jìn)汽室內(nèi)壁壁溫溫降速率在5 ℃/h左右,偏心往往會有一個(gè)上漲過程)。③軸封蒸汽系統(tǒng)。高壓軸封減溫水不投,低壓軸封減溫水投入正常,軸封蒸汽溫度平穩(wěn)。④給水系統(tǒng)。盡量提高給水溫度,及時(shí)投除氧器加熱并在汽輪機(jī)打閘后重新投入#2高加來提高給水溫度,以增加鍋爐產(chǎn)汽量。⑤小汽輪機(jī)機(jī)系統(tǒng)。如果小機(jī)需要打閘,應(yīng)破壞小機(jī)真空,及時(shí)退出小機(jī)軸封,關(guān)閉兩臺小機(jī)軸封進(jìn)回汽手動(dòng)門,防止出現(xiàn)小機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)超限。⑥氫氣系統(tǒng)。及時(shí)關(guān)閉氫氣冷卻器冷卻水進(jìn)回水手動(dòng)門,防止氫溫過低。⑦凝結(jié)水系統(tǒng)。應(yīng)注意除氧器、凝汽器的水位平穩(wěn)變化,保持在正常范圍內(nèi)。

2 問題分析

2.1 壁溫超限

整個(gè)停機(jī)過程中屏式過熱器、高溫過熱器及高溫再熱器管壁溫度均在正常范圍內(nèi)。垂直水冷壁出口管段右側(cè)墻區(qū)域#875、#923、#911、#899、#887、#863、#851均出現(xiàn)不同程度的超溫,其中#923超溫時(shí)間最長達(dá)16 min,最大值494 ℃,與規(guī)定值450 ℃偏差達(dá)44 ℃,鍋爐受熱面壁溫超限嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行,甚至?xí)疱仩t爆管[2]。此次管壁超溫剛好在后墻中層磨煤機(jī)停運(yùn)后剩3臺磨煤機(jī)運(yùn)行,由于爐膛燃燒方式為前后墻對沖,在低負(fù)荷時(shí)磨煤機(jī)運(yùn)行方式的調(diào)整對燃燒效果影響較大,故應(yīng)將磨煤機(jī)平均負(fù)荷降至低限后進(jìn)行中層磨煤機(jī)的停運(yùn)。后墻中層磨煤機(jī)停運(yùn)后總煤量維持在140 t/h,平均每臺磨煤機(jī)的煤量為47 t/h,由于熱負(fù)荷嚴(yán)重不均衡,出現(xiàn)火焰嚴(yán)重偏斜、垂直水冷壁超溫現(xiàn)象。后續(xù)將前墻中層磨煤機(jī)煤量降低后,超溫現(xiàn)象緩慢消失,故停運(yùn)后墻中層磨煤機(jī)總煤量控制在120 t/h左右,停運(yùn)后該臺磨煤機(jī)的煤量應(yīng)迅速轉(zhuǎn)移至下層磨煤機(jī),盡量維持前墻中層磨煤機(jī)一直在低煤量運(yùn)行,保證垂直水冷壁不超溫。

2.2 沖轉(zhuǎn)參數(shù)控制

汽輪機(jī)打閘后至汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前,鍋爐主再熱蒸汽溫度的控制關(guān)系著汽輪機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)軸振、蓋振、脹差的變化。由于停機(jī)時(shí)間較短,汽輪機(jī)缸溫較高,屬于極熱態(tài)啟動(dòng),主再熱蒸汽參數(shù)控制不好將引起負(fù)脹差,甚至被迫打閘[3]。此次汽輪機(jī)停運(yùn)時(shí)間為6 h,汽輪機(jī)打閘后主再熱汽溫分別穩(wěn)定在532 ℃、526 ℃,高壓缸調(diào)節(jié)級溫度441 ℃,中壓缸進(jìn)汽室溫度474℃,蒸汽溫度略大于缸溫50 ℃左右,有利于汽輪機(jī)的熱態(tài)沖轉(zhuǎn)。

2.3 鍋爐燃燒控制

停機(jī)不停爐保留下層兩臺磨煤機(jī)低煤量運(yùn)行,前提是將下層磨煤機(jī)相應(yīng)的磨輥與磨盤間隙調(diào)大,防止低煤量運(yùn)行導(dǎo)致磨煤機(jī)振動(dòng)。由于單臺磨煤機(jī)運(yùn)行是對沖式燃燒方式,勢必會造成燃燒的偏斜與不穩(wěn)定,而該廠磨煤機(jī)最大出力為57 t/h,長時(shí)間磨煤機(jī)在高負(fù)荷下運(yùn)行會降低鍋爐燃燒的穩(wěn)定性與安全性,故應(yīng)盡量保持兩臺磨煤機(jī)運(yùn)行,爐膛燃燒將更加均勻充分,鍋爐負(fù)荷可調(diào)性更大、安全可靠性更高。

2.4 汽輪機(jī)反切缸控制

停機(jī)不停爐的操作關(guān)鍵在于反切缸能否順利完成,該操作在鍋爐轉(zhuǎn)濕態(tài)、廠用電切換完后進(jìn)行,維持主蒸汽壓力穩(wěn)定的同時(shí)調(diào)開高壓旁路門,使主蒸汽順利經(jīng)過高低旁進(jìn)入凝汽器。切缸過程由于汽輪機(jī)進(jìn)汽方式的變化勢必會引起汽機(jī)TSI畫面中軸振、蓋振、脹差、軸向位移參數(shù)的變化,故此過程應(yīng)控制緩慢,發(fā)生參數(shù)突然變化時(shí)應(yīng)立即停止操作,視情況將汽輪機(jī)打閘,保證設(shè)備安全。

3 結(jié)束語

對600 MW機(jī)組停機(jī)不停爐運(yùn)行操作過程進(jìn)行分析,討論了停機(jī)前準(zhǔn)備、機(jī)組停運(yùn)過程、汽輪機(jī)打閘后等內(nèi)容,提出在保證鍋爐燃燒穩(wěn)定的情況下安全有效地將汽輪機(jī)停運(yùn),為汽輪機(jī)或廠用電故障搶修爭取時(shí)間。在停運(yùn)過程中對鍋爐側(cè)受熱面壁溫、沖轉(zhuǎn)參數(shù)、鍋爐燃燒、汽輪機(jī)反切缸進(jìn)行控制,有針對性地制定操作程序,將風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)告知運(yùn)行操作人員,從而保證整個(gè)過程的安全可控。