350MW超临界直流锅炉技术特点及相关问题研究

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张喜俊

国家能源集团乐东发电有限公司、海南省乐东黎族自治县、572539

摘要

随着国家用电水平的不断提高,燃煤发电在国民经济中占有举足轻重的地位,已成为当今社会生产、生活中不可或缺的一环,对促进有关产业的发展起到积极的作用。当前,我国对燃煤电厂的使用与需求不断增长,因此降低燃煤机组在使用过程中出现的问题与安全隐患,也是我们当前重点关注内容之一。


关键词

350MW;超临界直流锅炉;技术特点;问题

正文


1超临界直流锅炉的技术特点

超临界直流锅炉是一种先进的锅炉技术,具有一些显著的技术特点:

高效能和节能: 超临界直流锅炉在高温高压条件下运行,可以实现更高的热效率,提高能源利用效率,从而节约燃料消耗。

高温高压运行: 超临界状态通常指的是水的温度和压力均超过临界点,这种状态下水不再呈现明显的液态和气态分界线,而是具有更高的热容量,使得能够在更高的温度和压力下运行,提高了热效率。

减少二氧化碳排放: 由于高效能的特点,超临界直流锅炉在燃煤或其他能源燃烧过程中可以减少二氧化碳等有害气体的排放,符合环保要求。

适应多种燃料: 这种锅炉通常设计具有较高的燃料灵活性,可以适应多种不同类型的燃料,从而提高能源利用的灵活性。

稳定运行和可控性强: 超临界直流锅炉具有较好的稳定性和可控性,可以更精确地控制温度、压力等参数,保障锅炉的安全运行。

总的来说,超临界直流锅炉通过运用高效的热力学原理和先进的控制技术,实现了在更极端条件下的高效能运行,为能源利用和环保做出了贡献。

2对常见问题的剖析

2.1一次风压偏高

  一次风压过大是造成锅炉加热面温度过高的重要因素之一。一次风压过大,会造成一次风过量,超出设计风量,从而引起炉膛温升上升,受热面温度超出设计值。通过对风机运行状况的检查,调节变频器出力,保证一次风压处于正常值[1]

2.2再热器蒸汽流量偏小

再热器的出汽量不足也是锅炉运行中普遍存在的问题。再热器起着对锅炉排放的高温蒸气进行二次加热的作用,以提高锅炉的热效率。若再热器汽量过小,将引起再热面温度的降低,从而引起加热面的超温。对此,应进行检查,对流量计进行维修或校正。

2.3氧量控制偏高

   如果氧含量控制得太高,就会造成烟气过剩,受热面负荷增大,造成过热。原因有两种,一种是氧感器的讯号不精确,另一种是控制系统设定有误。通过对氧气传感器进行检查或替换,对控制系统进行重新标定,以及对氧气的控制策略进行调整。

2.4水煤比控制失调

水煤比的调节不合理,会造成锅炉给水不足或给煤过量,增大受热面的热负荷,造成过热问题。其原因有两种:一是水煤比例调节系统参数不正确,二是计量仪器出现故障。通过对水煤比调节系统的检测与校正,对出现故障的仪器进行替换,并作适当的调节。

2.5负荷变动调整不当

  负荷突变会引起燃烧工况的不稳定,使得加热表面不能适应负载的变化。这可能是因为控制系统反应迟钝或者调节不正确。改善控制系统的反应能力、制定合适的负载调节策略、保证调节过程不超过受热面的负荷能力,是解决该问题的有效途径。

2.6受热面积灰结焦

 受热面结焦主要是由灰、颗粒物质在受热表面积聚、堆积而成。这将使加热面的换热效率下降,甚至造成局部超温。通过优化燃烧工艺,选择适宜的煤种,降低含灰量,强化送灰,定期清洗与维修等措施,强化燃煤洁净化燃烧管理

 

3解决常见问题的方法

3.1遵循机组启动曲线控制的锅炉升温升压速率

随着我国工业化进程的加快,用电需求的不断增加,超临界350 MW直流锅炉已在全国范围内推广使用,对促进我国电力工业可持续发展具有重大意义。但是,超临界机组的受热面过热现象严重,对机组的安全、经济运行提出了严峻的挑战。针对这一问题,在对锅炉进行加热和增压时,应充分考虑机组的启动特性。

机组启动曲线的控制主要是依据机组在启动时的工作特点以及受热面的热力性质,对其进行适当的调节。其目标是在保证机组启动时间的前提下,最大限度地降低受热面超温的危险,保证锅炉的安全稳定运行。在机组启动时,由于运行温度偏低,炉膛内壁面温度分布不均匀。在锅炉启动升压过程中,受热面温度急剧升高,其所承受的热负荷很大。当加热速度太快时,炉膛内的受热面超温现象会对锅炉的正常工作产生不利影响

3.2提高给水温度

超临界350 MW直流锅炉是目前火力发电厂普遍采用的一种锅炉型式。锅炉受热面超温问题严重威胁着机组的安全、稳定运行,而提高给水温度是控制受热面超温的一项重要手段。要使供水温度升高,就必须对供水系统作适当的优化。通过在给水系统中增设换热器、增设废热锅炉等方式,对供水系统进行优化设计。

3.3降低一次风压与一次风率

一次风压的减小有很多种,第一种方法是通过调节变频器出力来实现。通过减小变频器出力,一次风压减小,从而降低了受热面超温的危险。其次,一次空气流量可适当减少。对一次风进行调节,使一次风能得到较好的平衡,并能使一次风压力得到较好的控制,达到控制超温的目的。

3.4 减少二次风的风量,合理的控制炉膛氧量

超临界350 MW直流锅炉作为一种高效、环保的新型动力装置,在实际应用中也出现了许多问题,其中,加热面超温是一个普遍存在的问题。其中,降低二次风量是解决超临界直流锅炉受热面超温的一个重要措施。二次风是以燃烧炉为主的助燃气体,其功能是为燃煤的燃烧供应氧和对尾气进行稀释。因此,需对二次风进行适当调节或减小,才能实现对炉内烟气负荷的有效控制,进而减小加热表面超温的危险。

3.5强化锅炉的吹灰

首先,针对超临界350 MW直流锅炉,对其吹灰设备进行了改造,提出了一种新的设计方案。新型吹灰设备能够实现全覆盖加热表面,并能够基于实时监控数据调节吹灰次数及力度,使其与锅炉在不同运行条件下的燃烧特性相匹配。研究结果表明,采用先进的自动控制技术,可以有效地降低受热面的积灰、积灰量,从而达到降低受热面温度的目的。其次,对锅炉吹灰过程进行了优化。同时,对吹灰过程中气体的温度、压力、干燥程度、温度等进行了合理的选择。

3.6合理的投入制粉系统

  在超临界350 MW直流锅炉上应用了一种低氮燃烧工艺,它能有效地降低燃烧过程中的 NOx,并能有效地降低烟气的温度,同时也能降低加热面的温度。合理的投入粉磨系统还能有效地控制煤粉的细度和分布,提高煤粉在煤粉中的细度和分布,提高了煤粉在燃烧过程中的燃烧效率,从而减少了受热面的过热问题。其次,磨粉系统的合理加入也可以有效地提高锅炉的热效率,减少能耗。在超临界350 MW直流锅炉上,通过合理调节煤粉的供煤量及燃烧负荷,使锅炉达到最优的燃烧工况,从而使全机组的热效率得到提高。

4结语

350 MW超临界直流锅炉在使用时,因煤种不同,其冷却装置及吹灰器的工作方式也各不相同,要想提高锅炉的工作效能,就要从锅炉、燃料、燃烧等多个角度出发,掌握设备的操作规则与特点,降低燃烧时的结焦,保证燃料在锅炉中的充分燃烧,降低资源浪费。因此,保证了火力发电厂的高效率、平稳运行。在使用此类锅炉的过程中,必须对其工作环境、工作强度等方面进行全面的研究,并结合自身的工作水准,对其进行适当的调节和改善,保证其安全、稳定的运行。

参考文献:

[1]门生麒.350MW机组超临界直流锅炉燃烧调整策略[J].百科论坛电子杂志,201824):588-589.

[2]郑建强.350MW超临界直流锅炉技术特点及主要问题分析[J].建筑工程技术与设计,20198):4408.

 


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