超临界、超超临界锅炉的运行特性研究

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1、超临界、超超临界锅炉的运行特性研究颉红兄深能合和电力（河源）有限公司广东河源517000【摘要】超临界、超超临界锅炉具有较高的效率，它的高蒸汽参数、设备选用的材料、较厚的承压部件壁厚，在运行中都存在一些特殊问题。为机组的环保、安全、经济运行，文章将对其运行特性进行了研究。【关键词】超超临界；锅炉；运行特性在高蒸汽参数对锅炉的运行特性的影响方面，探讨了超临界、超超临界锅炉启动系统、锅炉变负荷速率、锅炉调峰幅度、滑压运行等可能产牛的问题；同时对超临界、超超临界锅炉运行中遇到的问题进行探讨。1.高蒸汽参数对锅炉运行特性的影响

2、1丄锅炉启动系统超临界、超超临界锅炉在启动前，必须要具备一定的启动流量和启动压力,强迫工质流经受热面，使其得到冷却。宜流锅炉的运行原理是：水在锅炉管中加热、蒸发和过热后直接向汽轮机供汽，在启停或低负荷运行过程中有可能产生的不是过热蒸汽，而是湿蒸汽。因此为确保锅炉启停和低负荷运行期间水冷壁的安全和正常供汽，育•流锅炉必须配套特有的启动系统。目前，我国超临界、超超临界锅炉的启动流量为30%MCRo根据直流锅炉启动分离器的运行方式可分为内置式和外置式2种，现国内超临界、超超临界锅炉大多数采用带炉水循环泵的内置式分离器启动系统

3、。其特点如下：1）机组启、停时，通过炉循泵可部分回收热量和工质，提高机组启、停的经济性，同时大量减少机组启、停耗水量；2）机组启、停时，由于炉循泵提供了部分工质流量，当主给水泵跳闸时,不会立即MFT,给运行人员赢得了事故处理的宝贵吋机；3）系统复杂，操作量大，逻辑复杂，对运行人员要求较高。尤其在启机阶段的湿态向干态的转换、停炉过程中干态向湿态的转换，为了达到最佳的节能、节水效果，运行人员需要根据实吋工况不断精心计算调整煤量、给水量、再循环水量，再循环泵冷却水量，操作非常复杂，建议优化自动逻辑，以减少运行人员操作量及岀错

4、率。1.2高蒸汽参数对锅炉变负荷运行特性的影响1.2.1高参数对锅炉变负荷速率的影响直流锅炉由于没有厚壁部件汽包，具有快速变负荷的能力。但是，随着锅炉参数的提高，内置式启动分离器的壁厚会增加，因而同样会限制锅炉负荷的变化速率。当蒸汽参数达到27MPa/600°C/600°C时，大量部件采用膨胀系数较大的奥氏体钢，受热面的高温腐蚀、氧化风险犬大提高，因此，必须对机组运行方式采用如下措施进行优化：1）控制锅炉变负荷速率不得超过机组容量的1.5%,最好小于机组容量的1.0%（需根据电网要求）；2）机组启、停阶段应严格按照厂家

5、提供的升温升压或降温降压速率进行，各阶段负荷停留时间，必须满足要求；3）向当地调度中心说明超临界、超超临界机组运行特性，尽量避免频繁启停。1.2.2超临界、超超临界锅炉的调峰幅度超临界、超超临界机组调峰幅度与诸多因素有关，其中水冷壁的安全负荷是一大因素。超临界、超超临界锅炉最低负荷主要取决于水冷壁的安全负荷（本生流量）。一般超临界、超超临界锅炉的最低负荷为30%〜35%BMCRO锅炉在此负荷以上运行吋，水冷壁是安全的，但需要启动分离器系统，以增加水冷壁的质量流速。启动分离器系统的投运将造成工质热量的损失，使机组的经济性

6、极差。同时，频繁投运启动分离器系统，将使相关高压阀门折I口率大大提升。同吋还应考虑锅炉最低不投油稳燃负荷，若负荷较低，锅炉燃烧不稳，需要投油助燃，燃料成本将大大增大。故超临界、超超临界锅炉的调峰幅度应以保证水冷壁安全、不投运启动分离器系统和最低不投油稳燃为原则，以此来确定锅炉的最低调峰负荷,一般要求不低于40%机组负荷。1.2.3滑压运行应注意的问题超临界、超超临界直流锅炉在滑压运行吋，水冷壁内的工质随负荷的变化会经历高压、超高压、亚临界和超临界压力区域，在设计和运行时必须重视可能产生的问题。如锅炉负荷降低时，水冷壁中

7、的工质质量流速也按比例下降。在直流运行方式下，工质流动的稳定性会受到影响。为了防止出现流动的脉动性等不稳定现象，必须限制最低直流负荷时水冷壁入口工质欠焙；同时压力不能降得太低，一般最低压力在8.56MPa左右等。2•超临界、超超临界锅炉运行中几种常见的问题及处置对策2.1a热器、再热器的氧化皮剥落锅炉内部受热面管束大量使用奥氏体不锈钢管材，生产运行过程中奥氏体不锈钢与高温蒸汽反应产生大量的氧化皮（主要成份Fe3O4）,氧化皮在机组起停过程中出现脱落，造成受热管道下弯头氧化皮堆积甚至管道堵死，进而引起过热“爆管”等停机事

8、故，给机组的安全运行带来极大的安全隐患。有些电厂一次启机过程中，多次出现氧化皮堵管，反复停炉、冷却、换管、再启炉、再堵管、再停炉、冷却、换管，给电厂带来极大的经济损失。可以说受热面氧化皮剥落是超临界、超超临界锅炉面临的最复杂、最困难的问题，其生成机制、剥落原因众说纷纭、各抒己见，有专家认为是不适当的加氧造成的，也有专家认为超温是罪