超超临界直流锅炉参数精细化调节方法

胡文兴

摘 要：近几年，华东电网对发电机组有功功率的控制速率作出了明确的规定和考核标准，且发电厂本身节能提效的需求都使我们必须提高锅炉的参数调节精度。针对这些要求文章就锅炉参数调节方法、各种工况下锅炉参数的分析，总结出一套超超临界机组精细化、系统化调节的方法。

关键词：制粉系统；负荷；调节；汽温；惯性；过热度

随着国家能源战略的引导，发展大容量、高参数的发电机组已成为未来火电发展趋势。直流炉由于自身炉型特点，具有蓄热小、汽温汽压受负荷影响大等特点。正常运行中能否稳定的调整主、再热汽温将直接影响到锅炉效率和煤耗，甚至影响设备安全。

文章以哈尔滨锅炉厂生产的HG-2000/26.25-YM3型660MW超超临界锅炉为例，阐述了在投产5年多的时间中总结积累的主、再热汽温的监视分析调整经验。对于锅炉的调节多数人认为掺杂的变化因素多，工况延迟大很难细化和量化调节方法，文章就着力在这些难点上，让经验和方法更系统化，精细化，数量化，易于实践操作，从而能够广泛推广应用的一套从监视到分析到操作的方法。

1 简述锅炉参数调节和电网负荷要求的配合

锅炉调节汽压汽温的惯性和电网AGC指令对负荷的速率变化要求之间的矛盾是我们直流锅炉参数调节的主要矛盾，而锅炉调节汽压汽温的惯性的主要原因是直吹式制粉系统的调节惯性较大，不利于机组精确地控制负荷。首先我们简述一下直吹式制粉系统的调节惯性存在原因和解决办法：直吹式制粉系统与中间储仓式制粉系统相比较，最明显的缺点是送入炉膛的煤粉量不能直接调节。直吹式制粉系统调整锅炉负荷的手段是改变给煤机的转速，即调节磨煤机的给煤量。从调节指令发出，到最终发电出力变化，除了燃烧率变化→蒸发量变化→汽机作功变化的热力环节外，还包含磨煤机制粉出力变化这一个具有较大时间常数的惯性环节。

一般情况下石子煤量很少，Q4可以忽略不计。在稳定平衡状态下，ΔQ3=0，所以Q2=Q1；但在给煤量变化的初期，由于磨煤机筒体的存储作用，稳定平衡状态尚未建立，ΔQ3≠0 Q2≠Q1，输出的煤粉量的变化就迟滞于给煤量的变化。

影响磨煤机出力的因素有磨煤出力、干燥出力、通风出力。在给煤量变化的同时，调节冷热风门开度，使进入磨煤机的热风量变化，干燥出力发生变化，同时，调节一次风量调节档板开度，使进入磨煤机的一次风量变化，通风出力发生变化。由于气流量的变化速度远远大于干燥量的变化速度，因此通风出力的变化是很快。为了抵消磨煤机存储作用，可以采用通风量超前变化的手段。在调节上，改变给煤量的同时，改变通风量，虽然研磨出力来不及变化，但通风携带的煤粉量已发生变化，可以部分克服了存储作用带来的迟滞。所以，保持磨煤机风量调节的准确度和灵敏度可以减小制粉系统迟滞特性对发电出力的影响。其次，保持合适的研磨压紧力、较小的磨辊的磨损程度、合理的调节磨煤机出口分离器档板开度也可以减小制粉系统迟滞时间。从调试和运行的有关报告得出的结论，经上述措施的综合运用，从给煤量变化，到机组负荷变化所具有的惯性时间可以减少到3-4min。

2 直流锅炉参数精细调节方法

直流锅炉调节方法简图，如图1所示。

（1）根据图1能看出调整手段分两大类：一类是常规手段即调整水煤控制基本过热度。二类是用在受热面的各金属壁温高时而汽温又不合格时用，这时采用水煤调可能要超温了，所以用摆喷燃器和配二次风和上下煤层的控制方法。

（2）要想很好的使用以上方法必须掌握以下超超临界直流锅炉调节原则和特点：a.掌握最低过热度值：过热度的高低是预计当前稳定工况下锅炉热量够不够的标准。因为不同稳定阶段的锅炉工况因煤质和结焦积灰情况均有所不同，要想经济且壁温安全的运行必须找到一个合适的过热度值（水煤比）。b.调整中时刻注意温升率：汽水分离器的温升率反映锅炉当前工况下是加热还是冷却。温升率的变化率反映锅炉加热或冷却的速度判断煤量是否够用。c.了解制粉系统惯性时间：每台锅炉都有一个固定的制粉系统惯性，必须准确把握惯性时间，掌握这个时间差。从而判断煤量是否够。等待再一次的平衡稳定。

（3）根据上面总的调整方法给出如下具体操作的控制策略。概述：总的控制策略是适量控制，按照参数变化特性来操作。下面分述不同情况下的控制策略的应用。a.启动A磨，特点是燃烧从根部突然加强，汽压高过热度高金属壁温高，那么遵循适量控制，安装参数变化特性的策略，启动后控制过程就要始终保持汽压偏高0.5MPa过热度升高5度的目标。要不就会过调。给出的具体控制建议是磨出口粉风压力降低0.3KPa即可保证实现上述目标。b.加负荷，特点是汽压低过热度低，那么遵循控制策略就是控制过程要保持汽压偏低0.5MPa，过热度低5度才符合控制策略。要不会过调。降负荷反之。c.启动F磨，特点是汽温高过热度低，原因是烟气量因F磨风量而增加。那控制过程就要保持风量不要突增，过热度低5度才符合控制策略。要不会过调。d.停运A磨，特点是汽压低和水冷壁温低，那控制过程就要保持汽压低0.5MPa，过热度偏低5度，才符合控制策略。要不会过调。e.停运F磨，特点是汽压高和水冷壁温高，那控制过程就要保持汽压高过热度偏高5度，才符合控制策略。要不會过调。

3 结束语

以上总结的方法在一年以来的运行实践中得到有力的证实，在满足负荷变化率的前提下，主汽温度和再热汽温的平均温度值提高了1.5度。同时金属壁温超标次数和脱硝参数超标次数明显降低。

参考文献

[1]HG-2000/26.15-YM3型锅炉运行说明书[S].

[2]CCLN660-25/600/600型汽轮机运行维护说明书[S].

[3]中国大唐集团公司600MW级超临界火力发电机组《集控运行典型规程》[S].

[4]台州发电厂MPS中速磨煤机的直吹式制粉系统惯性调节分析[S].