660 MW超超临界机组深度滑参数停机

2016-07-14孔凡续郭以永匡政

综合智慧能源 2016年5期

孔凡续，郭以永，匡政

(安徽华电六安电厂有限公司，安徽六安　237126)

660 MW超超临界机组深度滑参数停机

孔凡续，郭以永，匡政

(安徽华电六安电厂有限公司，安徽六安237126)

摘要：近年来，随着超超临界机组容量、参数的不断提高，机组停运后冷却时间大大延长，严重影响机组检修工作的开展，降低了机组利用小时数。总结了660 MW超超临界机组深度滑参数停机的操作过程及注意事项，最大限度降低了锅炉、汽轮机本体的金属温度，有效缩短了机组冷却时间，确保机组停机过程安全、稳定、可靠。

关键词：超超临界机组；深度滑参数停机；金属温度

0引言

某电厂2台660 MW机组锅炉为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型半露天布置、干式机械式除渣系统、全钢架悬吊结构。汽轮机为上海电气集团有限公司制造的一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机。主汽门前额定压力为25.0 MPa，额定温度为600 ℃，再热主汽阀前额定温度为600 ℃。机组采用定-滑-定的运行方式，带基本负荷并调峰运行。汽轮机旁路系统采用35%容量的高压旁路和低压旁路。

滑参数停机是通过逐渐降低主、再热蒸汽参数来降低负荷，直至停止汽轮机的一种停机方式。这种方式可以使停机后的汽轮机缸温降到较低的水平。深度滑降参数是通过优化停机操作，在保障机组安全的前提下，最大限度地降低锅炉和汽轮机的金属温度，达到进一步缩短检修工期、提高机组利用小时数的目的[1]。

1正常滑参数停机分析

表1是该电厂660 MW超超临界机组正常滑参数停机的缸温、壁温及冷却时间统计结果。由表1可知，自打闸起，汽轮机缸温冷却至停盘车温度(100 ℃)平均需要15 d，锅炉过热器壁温冷却至炉膛烟道可进人检修的温度(50 ℃)平均需要7 d。

2深度滑降参数控制分析

2.1 第1阶段

深度滑降参数停机的第1阶段为机组降负荷至汽轮机打闸，该阶段主要按滑参数曲线来控制主、再热蒸汽压力和温度。如图1所示，该阶段要控制主、再热蒸汽温度分别降至550，500，450，400 ℃时保持稳定0.5 h以上，让汽轮机缸温有足够时间自然下降，而不是通过蒸汽来冷却汽缸。

表1　正常滑参数停机缸温、壁温及冷却时间

图1　深度滑参数停机主蒸汽参数曲线

正常降负荷至300 MW前保持自动发电量控制(AGC)系统投入，完成停机前必要的联锁试验和准备工作。在此过程中，保持主、再热蒸汽温度降低速率<1.5 ℃/min。该阶段由于蒸汽流量大，所以主、再热蒸汽温度下降速率易保持稳定[2]。

表2是该阶段深度滑参数停机的主要参数统计结果。机组负荷降至300 MW时，根据调度指令退出AGC系统，机组通过协调控制系统(CCS)进行控制。控制主蒸汽压力变化速率<0.1 MPa/min，控制主、再热蒸汽温度变化速率<1.5 ℃/min，避免主、再热蒸汽温度出现大幅度波动。发现变化速率有扩大趋势时，应及时采取措施予以控制；若10 min内汽温快速降低50 ℃以上，应立即打闸停机。滑参数过程中要保持进汽轮机的主蒸汽有100～150 ℃的过热度，严禁过热度小于100 ℃。为提高主蒸汽的过热度，可以适当调整主蒸汽压力偏置，降低主蒸汽压力，增大汽轮机高、中压调门开度，提高汽轮机的通汽量。机组降负荷过程中，控制机组在350，300，200 MW负荷段稳定1 h以上，以便有足够的蒸汽进入汽轮机进行冷却。锅炉制粉系统停运采取自上而下的方式，保持下层磨煤机运行，减煤操作要平缓，控制减煤速率<2 t/min，减煤间隔时间≥3 min。为防止氮氧化物排放超标，应保持B磨煤机运行，以提高选择性催化还原(SCR)反应器入口烟温。

表2　深度滑参数停机主要参数

该阶段机组主要在低负荷工况下运行，根据给煤量及时调整给水量，保持较小的启动分离器出口蒸汽过热度(<15 ℃)，以减少减温水用量，如需投用减温水必须保证减温后蒸汽过热度>50 ℃。锅炉转入湿态运行后，控制给水流量在650 t/h并保持稳定。锅炉给水由主路切换至旁路控制后，由于减温水压力与主蒸汽压力偏差增大，可能造成减温水流量剧增，这时要及时调整减温水调门，使减温水流量稳定、减温器后蒸汽温度变化平稳[3]。

2.2第2阶段

深度滑降参数停机的第2阶段为汽轮机打闸至锅炉熄火。汽轮机打闸停机后，锅炉继续运行，进一步降低炉膛温度、烟气温度及各受热面金属温度。在此过程中，锅炉受热面烟气侧和汽侧同步降温，不改变受热面金属温度场分布，最大限度减小受热面金属内外温差，从而使受热面金属冷却过程均匀、平缓并可控，避免受热面金属在冷却过程中受到损伤。

主蒸汽压力降至5.0 MPa，主、再热蒸汽温度降至400 ℃时，汽轮机可以打闸停机，锅炉继续运行。汽轮机打闸停机后，锅炉控制给煤量缓慢下降，根据煤质情况并结合主蒸汽压力、温度变化速率调整给煤量(给煤量变化速率<1 t/min)。当煤质较差、着火不稳时，煤量每降低2 t/h需要间隔5 min，观察主要参数的变化情况后再决定是否继续降低给煤量。锅炉给煤量降至25～30 t/h，维持不变。降低给煤量的同时，缓慢降低锅炉给水流量，降至500 t/h后维持不变。

汽轮机打闸后，根据主蒸汽压力的变化，平缓开启高低压旁路阀，控制主蒸汽压力变化速率<0.1 MPa/min，尽量保持旁路阀开度在60%以上，增大蒸汽流量，提高冷却效果。保持主、再蒸汽温度变化速率<1.5 ℃/min，逐渐降低锅炉主、再热蒸汽温度。主、再热蒸汽温度每降低50 ℃，暂停降温降压，维持运行20 min，检查各参数正常后继续降温降压。在主、再热蒸汽降温降压过程中，严密监视锅炉水冷壁及各级过热器、再热器的壁温变化，控制壁温变化速率<2 ℃/min，同时维持总风量在800～900 t/h，降低炉膛温度、烟气温度及各受热面金属温度。

该阶段由于主蒸汽压力较低，过热器内蒸汽流量小、流速慢，减温水汽化困难，控制不当可能导致过热器内进水，从而引起过热器金属温度急剧变化。在减温水投运时要控制过热蒸汽一、二、三级减温水均匀投入，使减温水流量变化平稳，同时注意各级过热器出口蒸汽温度变化情况。控制减温器后蒸汽温度有50 ℃以上过热度，严禁减温器后蒸汽温度低于饱和温度。若减温水投运后，减温器后蒸汽温度或过热器出口蒸汽温度快速下降，需要立即调小减温水调门，必要时关闭减温水电动门。汽轮机打闸后，给水泵转速降至2 800 r/min，维持给水旁路调门开度在60%以上。控制给水旁路调门前、后压差在1～3 MPa，以减小减温水压力与蒸汽压力的差值。减温水压力与蒸汽压力差大于3 MPa后，减温水调门开度不应超过10%。锅炉主蒸汽压力降至1 MPa，主蒸汽温度降至280 ℃，稳定30 min后锅炉熄火停运。

3深度滑参数停机的效益分析

深度滑参数停机缸温、壁温及冷却时间见表3，对比表1和表3可知：机组正常滑参数停运，汽轮机打闸时缸温为480 ℃，冷却至100 ℃(停盘车温度)需要15 d，若采取深度滑降参数停机，汽轮机打闸时汽轮机缸温为360 ℃，冷却至100 ℃需要10 d，缩短5 d时间；机组正常滑参数停运，主燃料跳闸(MFT)时锅炉本体过热器金属温度为470 ℃，冷却至50 ℃(炉膛烟道进人检修温度)需要约7 d，采取深度滑降参数停机，MFT时锅炉本体过热器金属温度为270 ℃，冷却至50 ℃需要4 d，缩短3 d时间。若机组检修时间缩短5 d，按机组每日带75%额定负荷计算，每天发电量为12 GW·h，5 d共多发电60 GW·h。