關(guān)于鍋爐MFT不聯(lián)跳汽輪機(jī)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
摘 要:托克托發(fā)電公司總?cè)萘?/span>8x600MW+2x300MW，建廠初期，全廠發(fā)生鍋爐MFT導(dǎo)致機(jī)組跳閘的事較多。因機(jī)組多，此類(lèi)事件發(fā)生的概率也大大增加。經(jīng)過(guò)近幾年的摸索，不斷完善操作方法，加強(qiáng)仿真機(jī)技術(shù)培訓(xùn)和反事故演練，目前托克托發(fā)電公司各臺(tái)機(jī)組基本都能實(shí)現(xiàn)鍋爐MFT汽輪機(jī)不跳閘。本文以#4機(jī)組發(fā)生的一起MFT(鍋爐主燃料跳閘)汽輪機(jī)不跳閘事件為例，著重分析鍋爐MFT后，汽溫的控制手段、汽包水位的控制手段、完善鍋爐吹掃的手段，從而達(dá)到快速點(diǎn)火帶負(fù)荷，縮短啟動(dòng)時(shí)間，減少負(fù)荷損失的目的。
關(guān)鍵詞:鍋爐MFT 低汽溫保護(hù) 汽包水位控制 缸溫 吹掃控制
一、前言
托克托發(fā)電公司二期#4爐容量為600MW，鍋爐為北京巴威鍋爐公司生產(chǎn)的亞臨界，自燃循環(huán)汽包爐，前后墻對(duì)沖燃燒式，型號(hào):B&BW—2028/17.5—M。汽輪機(jī)是東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，型號(hào):N600-16.7/538/538-1，亞臨界，一次中間再熱，三缸四排汽，沖動(dòng)凝汽式。
目前，全國(guó)各大電力集團(tuán)公司所屬電廠，對(duì)鍋爐MFT后，是否聯(lián)跳汽輪機(jī)沒(méi)有統(tǒng)一的硬性規(guī)定。鍋爐MFT后一般有兩種處理思路:一種是鍋爐MFT后汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)解列。這種處理思路的主要目的是防止鍋爐MFT后主再熱汽溫度下降后進(jìn)入汽輪機(jī)，造成汽輪機(jī)進(jìn)冷水或冷汽，發(fā)生大軸彎曲事故而設(shè)
置的一項(xiàng)主保護(hù);另一種是鍋爐MFT后汽輪機(jī)不跳閘，帶一定低負(fù)荷，發(fā)電機(jī)仍然與電網(wǎng)并列。這種處理思路的主要是充分利用汽包爐及管道的蓄熱能力和殘余蒸汽繼續(xù)沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，使其能帶一定負(fù)荷，在短時(shí)間內(nèi)重新點(diǎn)火，恢復(fù)機(jī)組負(fù)荷。前提是鍋爐側(cè)沒(méi)有設(shè)備故障，滅火原因清楚，適用于保護(hù)誤動(dòng)、參數(shù)瞬間超限達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值而發(fā)生的滅火。
無(wú)論哪種處理，鍋爐滅火后，由于汽溫的降低及進(jìn)汽量的減少，都會(huì)引起缸溫的下降，汽輪機(jī)被強(qiáng)制冷卻。這樣，會(huì)產(chǎn)生3個(gè)方面的問(wèn)題:
1.汽輪機(jī)金屬材料的溫度下降速率;
2. 汽輪機(jī)金屬材料的溫度下降幅度;
3. 汽輪機(jī)汽缸上下缸溫差。
汽輪機(jī)疲勞壽命消耗取決于金屬材料的溫度變化率及溫度變化幅度。溫度變化率及溫度變化幅度越大，轉(zhuǎn)子內(nèi)部引起的熱應(yīng)力也越大，循環(huán)壽命消耗的百分?jǐn)?shù)也越大，必將縮短汽機(jī)的使用壽命。
汽輪機(jī)上下缸溫差及內(nèi)外壁溫差過(guò)大，將引起汽缸變形而導(dǎo)致通流部分動(dòng)靜間隙發(fā)生變化， 當(dāng)溫差增大到一定程度使動(dòng)靜間隙消失，造成動(dòng)靜摩擦事故發(fā)生。另外，金屬溫差增大到一定程度使內(nèi)部熱應(yīng)力超過(guò)其屈服極限時(shí)，汽缸或轉(zhuǎn)子將發(fā)生永久變形。
根據(jù)歷次發(fā)生的鍋爐MFT后汽輪機(jī)金屬溫度的變化看，只要操作得當(dāng)，就能實(shí)現(xiàn)鍋爐MFT汽輪機(jī)不打閘，同樣能滿足汽輪機(jī)缸體溫度及溫差的要求，保證汽輪機(jī)的安全。
二、鍋爐MFT汽機(jī)未打閘經(jīng)過(guò)
1.事故前工況
負(fù)荷500MW，總煤量260t/h，主/再熱汽壓力和溫度分別為16.75/3.65MPa，540/538?C，汽包水位三沖量調(diào)節(jié)投入，總風(fēng)量1854 t/h。
2.處理經(jīng)過(guò)
15:22 7號(hào)爐A密封風(fēng)機(jī)跳閘， B密封風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖啟動(dòng)不成功，運(yùn)行人員手動(dòng)啟動(dòng)發(fā)現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)，就地檢查原因。在這過(guò)程中，一次風(fēng)機(jī)保護(hù)動(dòng)作跳閘(密封風(fēng)機(jī)全停聯(lián)鎖跳閘一次風(fēng)機(jī))鍋爐隨即滅火。運(yùn)行人員立即啟動(dòng)反事故預(yù)案進(jìn)行處理，手動(dòng)關(guān)小大機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度至42%，負(fù)荷快速降至49MW;手動(dòng)停運(yùn)兩臺(tái)汽泵，并根據(jù)水位變化啟動(dòng)電泵;檢查爐側(cè)過(guò)熱、再熱汽減溫水電動(dòng)門(mén)關(guān)閉，流量為0;爐膛總風(fēng)量減小至1330t/h;關(guān)閉高加抽汽電動(dòng)門(mén)。后查明密封風(fēng)機(jī)跳閘原因:清潔人員清掃時(shí)，使清掃用水流入密封風(fēng)機(jī)的事故按鈕導(dǎo)致。繼保人員迅速拆除事故按鈕接線。查清原因后，立即進(jìn)行吹掃前的參數(shù)調(diào)整，10分鐘后吹掃完畢，后點(diǎn)火成功，逐漸啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)和磨煤機(jī)，恢復(fù)機(jī)組負(fù)荷。在這過(guò)程中，負(fù)荷最低至50MW，主汽溫度最低至507.7?C，再熱汽溫最低至497?C，高壓缸上下溫差達(dá)到最大值19?C;(規(guī)程中規(guī)定為35?C)，中壓缸上下缸溫差最大至16?C;(規(guī)程中規(guī)定為35?C)。
三、重要參數(shù)的控制方法
為保證鍋爐MFT汽機(jī)不跳閘，必須控制的重點(diǎn)參數(shù)有:汽包水位、主再熱汽溫度、負(fù)荷大小。下面具體分析以上參數(shù)的控制方法。
1.汽包水位的控制方法:
1.1 因?yàn)闄C(jī)爐連鎖保護(hù)中規(guī)定:鍋爐MFT后且汽包水位達(dá)到高高值，汽機(jī)就會(huì)跳閘，防止汽機(jī)進(jìn)水或冷汽。所以汽包水位的控制為重中之重。當(dāng)確定鍋爐滅火后，單元長(zhǎng)應(yīng)立即令副操手動(dòng)停運(yùn)兩臺(tái)汽泵，并根據(jù)汽包水位的變化情況，啟動(dòng)電泵，以保持汽包水位在正常范圍內(nèi)，防止因汽包水位過(guò)低造成汽包壁溫差過(guò)大而變形的嚴(yán)重后果。此時(shí)控制的要點(diǎn)是:汽包水位寧低勿高。同時(shí)值得討論的是:因鍋爐突然MFT，爐膛熱量瞬間減少，會(huì)造成汽包水位產(chǎn)生嚴(yán)重的虛假水位，水位在短時(shí)間內(nèi)過(guò)低會(huì)不會(huì)造成水冷壁內(nèi)給水水循環(huán)動(dòng)力不足而損壞水冷壁。根據(jù)大量資料查詢和結(jié)合本廠實(shí)際情況，判斷出短時(shí)間
內(nèi)水位低不會(huì)造成水冷壁損壞。因?yàn)殄仩tMFT后，爐膛燃料量已經(jīng)失去，熱量隨即失去，只剩殘余熱量，在點(diǎn)火前熱量被冷風(fēng)快速帶走，是越來(lái)越少的，所以不會(huì)對(duì)受熱面產(chǎn)生大量的輻射熱和對(duì)流熱，也就不會(huì)造成受熱面過(guò)熱等嚴(yán)重后果。
2.主再熱汽溫度的控制方法:
2.1快速關(guān)小大機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度。為了在鍋爐滅火后盡量利用鍋爐的蓄熱能力，保證機(jī)組在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持低負(fù)荷運(yùn)行，必須快速減少進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，為后續(xù)處理爭(zhēng)取時(shí)間。如果在CCS中手動(dòng)關(guān)小大機(jī)調(diào)門(mén)，速度會(huì)很慢，大約關(guān)閉1%/秒，根本滿足不了快速降負(fù)荷的要求。為此，在DEH中專門(mén)增加“快關(guān)”功能，鼠標(biāo)每點(diǎn)擊一次“快關(guān)”按鈕，大機(jī)調(diào)門(mén)關(guān)小20%的開(kāi)度，速度很快，完全能滿足快速降負(fù)荷的要求。從而保證汽溫緩慢下降。否則，容易造成蒸汽過(guò)熱度太低，或主再熱汽溫度在10min內(nèi)下降50?C，造成汽輪被迫打閘機(jī)。 2.2當(dāng)確定鍋爐滅火后，立即檢查主再汽減溫水電動(dòng)門(mén)關(guān)閉，流量為零，否則極易造成主再汽溫迅速下降，從而造成被迫打閘停機(jī)。
2.3 當(dāng)確定鍋爐滅火后，快速降低總風(fēng)量以減小冷風(fēng)對(duì)熱爐膛的吹掃冷卻影響?？焖訇P(guān)小二次風(fēng)門(mén)，均關(guān)至50%左右，總風(fēng)量在1000t/h左右。
2.4 當(dāng)確定鍋爐滅火后，為減小蒸汽量的損失，立即退出高加系統(tǒng)，關(guān)閉蒸汽抽汽電動(dòng)門(mén)，以減少蒸汽量。
2.5 總結(jié):由以上分析可以發(fā)現(xiàn)，要做到鍋爐滅火，汽輪機(jī)不跳閘，關(guān)鍵要做到:2低1高，即:負(fù)荷低、汽包水位低、汽溫高。
3.吹掃條件的控制
3.1 鍋爐MFT后，需要快速達(dá)到吹掃條件，進(jìn)行吹掃后方可點(diǎn)火。根據(jù)托克托發(fā)電公司近幾年的實(shí)際情況來(lái)看，不容易滿足吹掃條件的有:
3.1.1磨煤機(jī)出口門(mén)的狀態(tài)。因爐側(cè)設(shè)備工作環(huán)境惡劣，出口門(mén)反饋接點(diǎn)極易臟污，使得磨煤機(jī)跳閘后出口門(mén)的關(guān)反饋
回不來(lái)，處于黃閃報(bào)警狀態(tài)，而此時(shí)出口門(mén)的實(shí)際是關(guān)閉狀態(tài)，磨煤機(jī)內(nèi)煤粉不可能進(jìn)入爐膛，造成二次燃燒，僅僅是由于關(guān)反饋接點(diǎn)的緣故導(dǎo)致不能吹掃。所以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間情況，可以聯(lián)系熱工人員進(jìn)行強(qiáng)制關(guān)反饋狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。否則長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到吹到條件，從而失去快速點(diǎn)火的可能。
3.1.2汽包水位的控制。在鍋爐滅火初期，為避免汽包水位高高汽機(jī)跳閘，汽包水位控制的比較低。但當(dāng)吹掃前，應(yīng)快速調(diào)整汽包水位達(dá)到正常范圍值在+-100mm內(nèi)，需要設(shè)專人精心調(diào)整。
4. 主汽壓力的控制。因?yàn)樵跍p負(fù)荷時(shí)是采用的 “快關(guān)”方式，因此調(diào)門(mén)關(guān)的速度比較快，主汽壓力升高的就比較快。如果是高負(fù)荷(如600MW)發(fā)生鍋爐MFT，此時(shí)一定注意避免主汽因超壓而造成安全門(mén)起座，若起座勢(shì)必造成一部分蒸汽排空，主汽壓力會(huì)立即降低，更不利于機(jī)組在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持低負(fù)荷。很有可能使負(fù)荷快速降低造成機(jī)組逆功率保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。
四、MFT不聯(lián)跳汽輪機(jī)的效益分析
1. 縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，減少了電量損失。這次從鍋爐滅火到點(diǎn)火成功只用了大約10min，啟動(dòng)時(shí)間大大短于機(jī)組跳閘后重新啟動(dòng)時(shí)間。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)的時(shí)間一般為100min，本次啟機(jī)節(jié)省時(shí)間約90min，按照當(dāng)時(shí)機(jī)組平均所帶負(fù)荷500MW計(jì)算，多發(fā)電量750MWh，大約增加電量收入19萬(wàn)元，使得機(jī)組經(jīng)濟(jì)性明顯提高，也增加了機(jī)組全年平均利用小時(shí)數(shù)。
2. 減少了啟機(jī)用油量。本次事故處理從點(diǎn)火到撤出全部油槍，共計(jì)用油6噸。而根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，熱態(tài)啟機(jī)的全過(guò)程大約需要用油20噸，本次啟機(jī)節(jié)約用油14噸，大約節(jié)約資金10萬(wàn)元。
五、結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)本次鍋爐MFT汽輪機(jī)不聯(lián)跳處理方法，并結(jié)合托克托發(fā)電公司其他機(jī)組發(fā)生的鍋爐MFT后汽輪機(jī)不打閘的操作來(lái)
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