1000MW机组屏过超温类型及控制策略
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摘 要：大型燃煤调峰机组燃用非设计煤种，汽温较难控制，屏式过热器容易超温。此文以靖海电厂#3炉为例，分析、总结各类型屏过超温的控制策略。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.212
0 引言
本厂#3锅炉为东方锅炉厂制造的超超临界参数变压直流炉，型号DG3033/26.15-Ⅱ1型，前后墙对冲燃烧方式；设计煤种为神府东胜烟煤，校核煤种为山西晋北烟煤。#3机组自燃烧粤电6号（平混）煤种以及广珠03（神混）煤种以来，B侧屏过超温严重，减温水后屏过出口温度到590℃，高时会达到610℃及以上，严重偏离其正常运行温度550℃，低过出口两侧偏差为20℃左右。由于这两种煤种均与设计煤种煤质偏差较大，表现为：高灰分、低水分、较高挥发分煤；因此，燃烧平混及神混煤，在加减负荷时，往往屏过、高过大面积超温，即使只加减50MW，超温现象也会很严重，尤其是机组负荷在550MW至750MW区间加减负荷时尤为厉害。从曲线来看，基本每个班均会出现屏过大范围超温现象，因此，屏过超温问题已经对机组的安全运行造成了极大的挑战。
1 屏过超温类型
#3炉屏过超温主要有锅炉设计缺陷超温型、大幅度过快加减负荷超温型、调整不当，炉膛燃烧严重偏斜导致的超温型、燃料严重偏离设计煤种超温类型、炉膛风量过小超温型、磨煤机煤粉分配不均超温型、火焰中心过高超温型、非正常工况超温型。
2 不同类型屏过超温的特点
2.1 锅炉设计缺陷超温型
从多方资料了解到，东方锅炉厂生产的锅炉普遍存在B侧屏过汽温及管壁易超温的特性 ，且负荷普遍集中在600MW-800MW这个区间，这与锅炉生产厂家自身设计及锅炉性能有关。
该种超温主要通过降低火焰中心高度和调整燃尽风量两种主要方法控制，只要煤种与设计煤种偏差不是很大均可控。
2.2 大幅度快速加减负荷超温型
此类屏过超温主要出现在急速加负荷过程中，特点为加负荷前两侧屏过汽温正常，加负荷中屏过A、B侧汽温都会超过570℃且呈上涨趋势，但是屏过管壁一般不会超温，且B侧屏过超温会更严重一些，加至稳定负荷后，屏过汽温又会缓慢下降回正常范围内。
该种超温主要是加负荷时煤量过调，水量跟踪较慢，风量增加较猛，导致屏过汽温短时超温。可以通过BTU干预加煤速率，将送风解手动调整风量；严重超温时，退出AGC稳定负荷，待超温好转后继续加负荷。
2.3 调整不当，炉膛燃烧严重偏斜导致的超温型
由于操作调整不当，炉内燃烧严重偏向B侧，出现A侧屏过汽温严重偏低，A侧一级减温水流量偏小，A侧出现氧量过剩现象；B侧屏过汽温严重超温，B侧一级减温水流量达到偏大，B侧出现缺氧现象；属于A侧屏过的前部分屏过管壁温度很低而后部分B侧管壁温度温度很高甚至超温。
该种超温，需要运行人员经常对氧量偏差、两侧屏过汽温、一级减温水流量和调门开度加强监视，发现偏差及时调整。
2.4 燃料严重偏离设计煤种超温类型
燃烧严重偏离设计煤种且挥发分低、固定碳含量高、难磨的煤种时，引起的屏过严重超温。该种超温特点为A、B侧屏过汽温都偏高、高过汽温也偏高，通过多种途径都较难控制的超温类型。
主要以增大下层磨煤机煤量减少上层磨煤机煤量，降低一次风压，增大下层磨煤机二次风门开度，提升磨煤机出口温度及降低煤粉细度来调整，超温严重时，应及时向配煤部门反映，适当更换部分磨煤机煤种，进行合理配煤掺烧。
2.5 炉膛风量过小超温型
炉膛风量控制过小，炉膛对流换热严重偏小，水冷壁、屏过等辐射换热量增大，屏过超温严重，而通过适度增大风量后即可消除的超温。
2.6 磨煤机煤粉分配不均超温型
磨煤机出粉不均，不同磨煤机运行时，煤粉偏向不同，A、B、C磨煤机运行时，#3炉B侧屏过超温严重，A侧屏过则温度较低；D、E、F磨煤机运行时，#3炉煤粉偏向A侧屏过，因此，在不同负荷时，应该根据磨煤机煤粉偏向规律，控制不同的磨煤机运行方式。
根据经验针对不同煤种，启动不同偏向的制粉系统进行调整，或者经过试验将磨煤机煤粉调配均匀，防止偏烧。
2.7 火焰中心过高超温型
因火焰中心过高引起的屏过超温，该类型超温是A、B侧屏过温度及高过、高再汽温均偏高，排烟温度较高。
通常通过降低火焰中心高度就可以控制的超温。引起火焰中心过高的因素有：一次风压过高、燃尽风门开度过小、上层制粉系统煤量过大、下层二次风门开度过小、煤粉过粗、煤粉出口温度较低。
2.8 非正常工况超温型
当机组送、引风机等单个风机故障停运导致的炉膛屏过A、B侧不平衡，甚至超温。以A引风机故障停运为例，#3炉A引风机停运时，此时炉膛B侧负压大，B侧煤粉通流速度快，若燃尽风门开度一致，此时B侧燃尽风以下的管壁因煤粉停留时间短，换热差而低温，大量未燃尽的煤粉进入后部管壁燃烧使得尾部管壁温度高甚至超温，A侧则恰好相反。此种超温则需要查明设备异常，消除异常才能消除超温。
3 屏过超温控制策略
针对不同类型的屏过超温处理方法不同，总结控制策略如下：
（1）检查锅炉辅机运行有无异常，及时将异常工况消除，参看超温是否消除。
（2）检查屏过超温是否是一直存在，还是本班才出现的；若是一直存在的则进行下一步分析。若是本班才出现的，则通过厂级监控系统查阅上个班运行参数进行比对，检查哪些参数发生变化，尽量调回上班或者上次不超温工况状态，看能否解决超温问题，待解决后，再分析超温的具体原因。
（3）若超温一直存在，则通过比对A、B侧屏过蒸汽温度，A、B侧一级减温水调门开度及流量，A、B侧空预器出口氧量，A、B侧燃尽风门开度几个指标来确定，若A、B屏过汽温接近，减温水开度、氧量均接近，则可以确定炉膛内部煤粉燃烧均匀，说明是火焰中心太高或风量太小引起，此时可以通过以下几个方式来调整：1）降低一次风压；2）降低过热度偏置；3）增大下层磨煤量，减少上层磨煤量；4）提高磨煤机出口温度，降低煤粉细度；5）增大A、B侧燃尽风门开度；6）增大下层制粉系统二次风门开度；7）在氧量偏小的前提下，适当提高炉膛风量，增大对流换热量；8）通过开大再热器烟气挡板，将热量适当转移至再热器，缓减超温；9）增加炉膛及过再热器吹灰次数。
（4）若A、B侧屏过温度出现A低B高或B低A高，且两侧一级减温水量相差较大，A、B空预器出口氧量偏差很大，则说明炉内燃烧出现偏移，此时应通过调整A、B两侧燃尽风量消除超温；若A侧屏过超温，则应增大A、B、C磨煤机煤量，若B侧屏过超温，则应增大D、E、F磨煤机煤量；同时可以通过设置A、B送引风机偏置来调平A、B空预器出口氧量，最终调平屏过出口温度。
（5）若是短期快速增负荷引起的超温，在加负荷时，应较快增大送风量，并可适当通过BTU干预给煤量，来减缓煤量增加速率，或将送风机解除自动，手动调节送风机动叶，防止风量增加过大加剧超温。一般因大幅增负荷引起的屏过超温不会持续很久，主要体现在屏过汽温超温管壁不会超温，因此影响不大。若管壁也大面积超温则可退出AGC，适当稳定后再增负荷。
（6）若是燃烧较差煤种引起的超温，我们能做的就是尽量降低火焰中心温度，尽力将炉内燃烧调平，多增加吹灰次数，向部门汇报煤种燃烧情况，尽量掺烧一些不易超温的煤种进行协调，根据经验尽量选择不加剧超温情况的磨煤机运行。
（7）若屏过偶然出现超温经多方调整无效时，此时应考虑是否磨煤机出现问题（动态分离器打滑、堵磨、风环损坏等），炉膛水冷壁、屏过结焦，吹灰异常，风机故障等锅炉设备方面的原因引起，查明原因及时进行消除。
（8）屏过超温严重经调整无效时，及时进行减负荷调整，缓减超温情况，严禁超温时不调整不作为。
4 结束语
屏过超温是一个复杂的过程，尤其是在AGC状态下，机组负荷经常波动，屏过超温调节更加困难。经过上述分析，总结出有效的控制策略改善和缓解了本厂#3炉屏过超温问题，对火电厂集控运行调整具有指导意义；在生产过程中不断总结，充分发挥主观能动性才有利于机组安全稳定运行。
参考文献：
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作者简介：梅鸿程（1987-），男，云南保山人，助理工程师，主要从事火电厂集控运行工作。