超超临界1000MW机组锅炉干湿态转换技术研究

华电技术ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．２０１８　

超超临界１０００ＭＷ机组锅炉干湿态

转换技术研究

李锦斌

（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳　５１５２２３）

摘　要：针对锅炉干湿态转换过程中的操作技术要点，对系统运行调节的各主要参数进行控制，包括给水量、给煤量、水煤比、汽温、压力、机组控制方式等主要参数的控制（每个工况点的参数数据）进行分析。总结出关键点，指导值班人员正确可靠的操作，提高操作水平，从而保证机组启、停安全。关键词：１０００ＭＷ机组；干湿态转换；安全分析；经济效益

中图分类号：ＴＭ６２１　　　文献标志码：Ｂ　　　文章编号：１６７４－１９５１（２０１８）０４－００４７－０３

１　立项背景

广东粤电靖海发电有限公司１０００ＭＷ机组锅炉型号为ＤＧ３０３３／２６．１５－Ⅱ１型。启动循环系统ＢＣＰ），２个汽水分离器、１个配置由１台再循环泵（

汽水分离器储水罐、１个再循环泵流量调节阀（３６０阀）、３个储水罐水位控制阀（３６１阀）、冷凝疏水系统等组成内置式启动循环系统。直流锅炉在启、停炉操作过程中，有一个干、湿态转换的阶段，必须一次性平稳无扰动成功切换，不然会导致两种状态又互转的工况，不仅耗时耗力、拖延时间，危险时造成蒸汽带水，危及汽机安全运行。所以只有把握好了

时间

过热度／℃

２１：２４３１０

干、湿态顺利转换的关键点，才能成功启、停机。

２　技术方案

针对机组实际启动过程中的湿态转干态及停机过程中的干态转湿态２个关键阶段，分别选取２个过程的某１次实际参数变化，通过对数据及操作过程的分析，总结出超超临界直流锅炉干、湿态转换的控制关键点。

２．１　锅炉干态转湿态控制过程及安全分析

２０１６年１０月２９日，＃４机停机干态转湿态控制节点性参数见表１。机组正常停机过程一般都以控制煤仓煤位为主，锅炉干态转湿态以烧空第４台磨

表１　２０１６年１０月２９日＃４机停机干态转湿态控制节点性参数

２１：２７２１０

２１：３０１２－６．００

２１：３５０

１０．６０（启动锅炉循环水泵）

２１：３７０１２．６０

分离器水位／ｍ

分离器水位根据机组负荷进行修正，在负荷大于２９７ＭＷ后修正分离器水位至０

负荷／ＭＷ主汽压力／ＭＰａ

－１

给水量／（ｔ·ｈ）

３２０１０．１７

３０８９．８７

２９７９．６５

２５８９．３６

２３２９．０４

机组ＴＦ控制方式，汽机调门随着机组负荷自动控制主汽压力

９５１

９１９

８５５１２４减煤

７９２９３

８２５８４

－１给煤量／（ｔ·ｈ）

１３９（３台磨煤机）１３９（２台磨煤机）

第４台磨煤机烧空停运６．５４５９５

６．５６５９２

２台磨煤机运行后逐渐减煤干转湿

６．７８５８８

８．５３５８１

９．０４５７８

水煤比

主汽温度／℃

一／二级减温水保留一定开度

手动关闭一／二级减温水保持较高主汽温随着快速减煤主汽温度相应降低度，

煤机后保留２台磨煤机运行进行转换。机组负荷

收稿日期：２０１７－１２－２９；修回日期：２０１８－０３－２０

４００ＭＷ，在第４台磨煤机烧空前停运１台汽泵和厂

　·４８·华电技术第４０卷　

分离器水位随着给煤量的逐渐减少而升高，锅

用电切换后可以用机炉协调自动控制（ＣＣＳ）减负荷５０ＭＷ稳定一定时间，退出锅炉主控自动切至至３

手动控制方式（ＴＦ），手动控制给煤量和给水量缓慢２０ＭＷ左右稳定一定时间。这样可以防减负荷至３

止在第４台磨煤机烧空时制粉系统的扰动使机组负荷大幅波动而在未准备的情况下直接转至湿态，造成不可控的状态，或者干湿态间来回转换，同时减少一个时间段内的同时多个操作任务。

３２０ＭＷ负荷稳定后控制第４台磨煤机的煤量尽快烧空，保证总煤量和给水量的稳定，将第４台磨８０～煤机停运操作后逐渐减少煤量，保证给水量７８５０ｔ／ｈ稳定，随着主汽压力的降低，汽机调门自动控制全汽压力在９．７ＭＰａ（＜３０％负荷）而关小调Ｆ控制方式可很好地控制门，机组负荷随之减少。Ｔ００ＭＷ下汽主汽压力的稳定，减少手动操作量，在３压稳定的同时也能保证给水量的稳定。

ｍｉｎ内操作２次大箭头，稳定给煤量以控制块１

给水流量的情况下随着给煤量的减少，分离器出口℃，蒸汽量也随之减少、导致负过热度逐渐降低至０

荷下降。给水量可以在每次锅炉干湿态转换时保证一定范围的量，而煤质不可能在每次干湿态转换时一样，所以给煤量和水煤比没有很大的参考价值。在机组启停阶段，全手动控制煤、水量，不能单一参考水煤比来调节水煤量，重点参考中间点温度、过热度和减温水量。

分离器水位根据机组负荷修正，在负荷大于２９７ＭＷ后修正分离器水位至０，从机组参数变化过程看，在负荷减到２９８ＭＷ后储水罐水位从０变为－６ｍ，因此锅炉干湿态转换最好在分离器水位未修正时进行，防止在水位修正情况下出现分离器满水造成蒸汽而水位修正至０错判锅炉进入干态运行，带水对汽轮机造成损坏。

时间

过热度／℃分离器水位／ｍ负荷／ＭＷ主汽压力／ＭＰａ

－１

给水量／（ｔ·ｈ）－１给煤量／（ｔ·ｈ）

ＢＣＰ）炉由干态转至湿态运行，满足锅炉循环水泵（启动允许后启动运行，逐渐开启３６０阀控制锅炉总的给水流量的稳定。在干态转湿态前应提前将ＢＣＰ泵检查好，具备随时启动的条件。因机组长期运行，ＢＣＰ泵过冷管电动一／二次门、再循环电动门、出口电动门和３６１阀进口电动门都随机组长期运行关闭状态，可能会出现无法开启而影响锅炉转湿态运行，所以需提前将相关电动门打开做好备用准备。转湿态过程主汽温度也会随之降低，因此在干态运行时保证一定的减温水量，而进入湿态后及时将一／二级减温水关闭，同时关闭ＢＣＰ泵和３６１阀及其暖管管路，保证主汽温度稳定可控地降低在合适范围内。

机组负荷降至２３３ＭＷ后停止减煤，煤量从１３９减到８４ｔ／ｈ用时１０ｍｉｎ，停止减煤后随着锅炉蓄ｔ／ｈ

热减少，机组负荷仍以较稳定的速度降至１１０ＭＷ左右。锅炉转至湿态运行后，为减少机组排水量，逐渐开大３６０阀减少给水泵出力。给水控制切至旁路阀控制，就地需确认旁路阀开启，防止实际未开而给水电动门关闭的情况下造成大部分给水量的中断而锅炉断水／主燃料跳闸（ＭＦＴ）动作。２．２　锅炉湿态转干态控制过程及安全分析

２０１６年１０月５日，＃４机启动湿态转干态控制节点性参数见表２。锅炉湿态工况运行时给水量控制应稳定，建议在７８０～８５０ｔ／ｈ，湿态情况下的给水量控制需要根据分离器水位变化对给水旁路门和ＢＣＰ泵出口３６０阀协调控制。随着给煤量的逐渐增加，蒸汽量也增加，主汽压升高，为控制主汽压９．７ＭＰａ，需开启汽机调门，机组负荷就逐步升高。建议机组在启动第２台制粉系统稳定后可投入汽机ＴＦ自动控制方式，减少控制主汽压汽机调门手动操作量，根据以往操作观察ＴＦ汽机控制主汽压力是较

表２　＃４机启动湿态转干态控制节点性参数

１０：２２－１１１．８３

１０：３４３５

（停运锅炉循环水泵）１１．９６

１０：４３３７－４．７０

１０：５３２０

分离器水位根据机组负荷进行修正，在负荷大于３０２ＭＷ后修正分离器水位至０２１３９．８４

２３２９．６３

２７９９．７５

３２２１０．０３

机组手动控制方式至转干态后投入ＴＦ控制方式

７９３

１１５（２台磨煤机）

５．７７５３４

８２７

１３３（２台磨煤机）

５．６６５３９

１０９４１５０（２台磨煤机）

６．６４５４２

１０９４１６４（３台磨煤机）

６．９４５４１

水煤比主汽温度／℃

一／二级减温水控制主汽温度升温速度

　第４期稳定的。

李锦斌：超超临界１０００ＭＷ机组锅炉干湿态转换技术研究

８万元。约燃料成本９

·４９·　

３６１阀会自给煤量逐步增加，分离器水位降低，动关小至全关，应手动增加给水泵出力，减少ＢＣＰ泵出力、关小３６０阀、维持总给水量和分离器水位的稳定。随着３６０阀全关，分离器水位降低至０过程中手ＣＰ泵，关闭ＢＣＰ泵过冷水管电动一／二动提前停运Ｂ

次门。这个过程中可能分离器出口已经有过热度，这时煤量的控制应根据机组负荷情况缓慢进行。

一般在机组负荷２５０ＭＷ左右时锅炉就由湿态转干态运行，分离器出口过热度缓慢升高，这时要同５

２）多发电量：按平均负荷８×１０ｋＷ来计算，（

５

可多发电量８×１０ｋＷ·ｈ。２０１６年共启机１１次，６故可多发电量为８．８×１０ｋＷ·ｈ；按照利润０．１６元／（ｋＷ·ｈ）算，可多创造价值为８．８×１０ｋＷ·ｈ×

（ｋＷ·ｈ）÷１００００＝８８万元；共产生经济效０．１元／益１９８＋８８＝２８６（万元）。３．２　社会效益

超超临界１０００ＭＷ机组锅炉干湿态转换技术研究保证了按照项目总结出的各阶段的控制要点规步增加给水泵的给水量协调控制，防止过热度过高而锅炉升温过快，甚至可能出现管壁超温现象。建议将分离器过热度控制在１０～３０℃之间较好，一／二级减温水协调对主汽温度控制。在给煤量和给水量都手动控制的情况下应逐步缓慢增减，防止大幅度的操作。手动将负荷升至３

１０ＭＷ后应稳定一定时间，做第３台制粉系统启动准备工作。启动第３台制粉系统时保证总的给煤量的稳定，防止大幅度加煤而造成汽温、汽压的波动。第３台制粉系统运行稳定后可以将给水泵控制投入自动，手动升负荷至３５０ＭＷ时投入煤主控自动，投入ＣＣＳ协调控制。

锅炉湿态转干态后及时投入ＢＣＰ泵和３６１阀及其管路暖管，必须就地确认暖管管路手动门开启。

＃

４机ＢＣＰ泵再循环电动门应关闭，否则ＢＣＰ泵达

不到暖泵要求，造成ＢＣＰ泵泵壳温度与入口管道温度差达到５

０℃以上而不能满足ＢＣＰ泵启动条件（＃

３机不会出现）。过多的倒暖水量经过再循环至储

水罐，而经ＢＣＰ泵体的水量不够。

锅炉湿态尽量在储水罐水位修正前转为干态运

行，保证过热度，防止储水罐无水位显示而过水。建议在负荷２６０ＭＷ前完成，防止负荷波动至３００ＭＷ时分离器水位可能强制修正至０。如果在这时分离器仍有水位，

３６１阀在一定开度下自动关闭，分离器过水造成主汽温度无法控制而影响汽轮机安全。还有可能ＢＣＰ泵运行情况下跳闸而造成给水量的波

动或给水量低而ＭＦＴ动作［１－２］

。

３　项目应用情况和经济效益

３．１　经济效益

（１）节能收益：超超临界１０００ＭＷ机组锅炉干湿态转换技术研究，统一规范了操作步骤，能够有效保证每一次锅炉干湿态转换操作的平稳安全，保证机组的启停任务按时有效完成，相比以往能提前１ｈ并网，大大缩短了机组的启动时间，特别在发电量和燃料节能方面尤为突出。节约燃料按１

００ｔ／ｈ计算，可节约１００ｔ，２０１６年共启机１１次，启停机２２次，节

范，能够有效保证每一次锅炉干湿态转换操作的平稳安全，保证机组的启停任务按时有效完成，缩短启机时间，减少了ＮＯｘ和ＳＯ２浓度的排放量，同时对国内同类型超超临界直流锅炉的干湿态转换控制提供了有效的技术指导。３．３　项目推广应用

经推广及运行实践检验，自此项目成果应用于本厂１０００ＭＷ机组（＃３，＃４机组）启停过程后，＃３机组正常启动６次，进行６次湿态转干态操作，正常停运５次，进行５次干态转湿态操作。＃４机组正常启动５次，进行５次湿态转干态操作，正常停运６次，进行６次干态转湿态操作。按照项目总结出的各阶段的控制要点规范，能够有效保证每一次锅炉干湿态转换操作的平稳安全，保证机组的启停任务按时有效完成，同时对国内同类型超超临界直流锅炉的干湿态转换控制提供了有效的技术指导。

４　结束语

该项目实施后，超超临界１０００ＭＷ机组锅炉干

湿态转换技术研究保证了锅炉在启停机阶段的安全、可靠运行，也保证了机组的稳定运行，减少了因干湿转换失败而导致的过热段蒸汽带水隐患，甚至

引发锅炉Ｍ

ＦＴ，提高了设备安全运行的可靠性。在提高机组运行安全性的同时也创造了可观的经济效益和社会效益。参考文献：

［１］张红福．１０００ＭＷ机组干湿态转换中３６０、３６１阀控制技

术研究［Ｃ］／／乌鲁木齐：全国发电厂热工自动化专业会议，２０１０．

［２］段宝，李锋，兰勇．６００ＭＷ超临界直流锅炉干、湿态转换的

控制要点探析［Ｊ］．电站系统工程，２０１０，２６（２）：２７－２９．

（本文责编：齐琳）

作者简介：

李锦斌（１９８２—），男，福建莆田人，工程师，从事火电厂集控运行方面的工作（Ｅｍａｉｌ：７９８９４１９＠ｑｑ．ｃｏｍ）。