余熱發(fā)電運行管理幾項經(jīng)驗交流

朱永禮 · 2015-03-10 11:00 留言

  摘要:現(xiàn)有2×5000t/d熟料生產(chǎn)線,配套2×9MW兩爐一機余熱發(fā)電系統(tǒng),通過加強現(xiàn)場管理、優(yōu)化工藝操作,實施技改技措,從大系統(tǒng)平衡角度將窯系統(tǒng)與余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行,最大限度挖掘潛能,在熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗逐年下降前提下,余熱發(fā)電量不斷提升,收到了明顯管理成效。

  筆者公司現(xiàn)有2 ×5000t/d熟料生產(chǎn)線,配套2 ×9MW兩爐一機余熱發(fā)電系統(tǒng),生產(chǎn)線投產(chǎn)以來,通過加強現(xiàn)場管理、優(yōu)化工藝操作,實施技改技措,從大系統(tǒng)平衡角度將窯系統(tǒng)與余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行,最大限度挖掘潛能,在熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗逐年下降前提下,余熱發(fā)電量不斷提升,收到了明顯管理成效。本文對我公司在發(fā)電運行管理上一些好的做法和有益嘗試進行總結(jié),以促進行業(yè)間技術(shù)交流。

 1  合理控制省煤器出口溫度,提高蒸汽量與溫度

  1.1  省煤器出口溫度鍋爐水焓值的關(guān)系

  1.2 提高省煤出口溫度的必要性

  在發(fā)電鍋爐系統(tǒng)運行中,我們把省煤器出口溫度偏高控制,控制在185℃左右,不超過188℃。理論上(見上圖)省煤器焓值利用率會下降,但實際證明,這樣不僅不會影響鍋爐安全運行,而且提高蒸發(fā)器與過熱器焓值的利用,較好的提高了鍋爐蒸發(fā)量與蒸汽溫度。

  實際運行過程中,鍋爐給水泵出口壓力正常運行時一般在2—2.3Mpa之間,為保證鍋爐安全運行,必須保證補給水省煤器出口溫度低于其相應(yīng)壓力下的飽和溫度,以防止汽塞。在2Mpa時水的飽和溫度為212.42℃。余熱發(fā)電窯頭鍋爐省煤器屬于非沸騰式的省煤器,其出口溫度有上限控制(即要低于飽和溫度20度即212.4220-20=192.42℃),沒有下限規(guī)定。因此當(dāng)省 煤器溫度不超過192℃時,鍋爐運行是完全安全的。

  1.3 提高省煤器出口溫度的實際效果

  控高省煤器出口溫度有利于汽包補給水焓值利用率的提高,較好的提升了汽包與蒸發(fā)器中飽和蒸汽的產(chǎn)生,在同等工況下產(chǎn)生更多的過熱蒸汽,從而使得單位時間內(nèi)更多的蒸汽進入汽輪機做工。

  根據(jù)我公司實際運行指標(biāo)統(tǒng)計分析得出結(jié)論:在鍋爐廢氣入口風(fēng)溫、風(fēng)量和出、入口負壓相同的情況下,省煤器出口溫度在175℃-185℃時,每增加1℃,AQC鍋爐蒸發(fā)量增加0.01t/h左右,PH鍋爐蒸發(fā)量增加0.02t/h左右。按汽輪機耗氣量為0.005t/kwh,省煤器出口溫度控制在182℃時比170℃時,每小時可多發(fā)120kwh,日發(fā)電量可增加2880kwh。

  2  調(diào)節(jié)模式的選擇與主蒸汽壓力的控制

  2.1  控制模式的選擇與依據(jù)

  我公司控制方式為閥位閉環(huán)控制模式,目的是避開因鍋爐負荷大浮度波動時高調(diào)門的PID調(diào)節(jié)過程與動作制后,主汽壓短時間內(nèi)的過高或過低影響大系統(tǒng)的效能發(fā)揮與鍋爐補水的平衡難度,制約最大限度的利用好余熱做功。

  2.2  采用閥位閉環(huán)控制模式的實效

  采用閥位閉環(huán)控制的控制模式,也就是通常說的人工調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率。通過實際測算,本控制方法在窯運行不穩(wěn)定或鍋爐出力不足時,能減少發(fā)電機波動,在同等外部工況下,日增加發(fā)電量約2000度;在外部工況同等運行條件下,通過班組與班組間發(fā)電量比較,可以分析出各當(dāng)班操作員履職情況,當(dāng)大窯出現(xiàn)突然止料或減產(chǎn)引起的鍋爐水位失真及負荷大幅度波動時,通過手動調(diào)節(jié)機組入口高調(diào)門開度,解決了因電控系統(tǒng)中PID調(diào)節(jié)相對滯后造成的機組系統(tǒng)運行不受控,杜絕了鍋爐超壓或干燒故障的發(fā)生,最大限度確保了機組的安全經(jīng)濟運行。

 3  蒸汽管道互通應(yīng)用

  為減少機組非正常停機次數(shù)和時間,提高發(fā)電運行效率,我公司在兩套機組主蒸汽管道之間增設(shè)一根“并聯(lián)管道”, 利用蒸汽管道的互通,不僅對兩機組運行時的發(fā)電量進行平衡,而且當(dāng)某機組出現(xiàn)短暫因窯故障需要解列時,可利用蒸汽互通來維持機組低負荷運行避免機組解列。所以蒸汽管道的并聯(lián)互通,為一、二期機組的高效、穩(wěn)定運行提供了保障。

  3.1 蒸汽管道互通簡介及前提條件

  蒸汽管道互通主要應(yīng)用于相鄰的兩臺機組,通過蒸汽互通可以有效平衡兩臺機組運行負荷,提高蒸汽利用率和減少機組因窯短時間故障而造成解列停機。蒸汽管道互通技改應(yīng)具備以下條件:一是蒸汽管道距離較近,建議100米范圍內(nèi);二是實施蒸汽互通時,必須一并考慮到純水互通,滿足系統(tǒng)汽水平衡;三是根據(jù)兩臺機組運行實際情況,決定是否有必要互通,蒸汽互通有一定風(fēng)險。

  3.2  蒸汽管道互通方式及施工注意事項

  設(shè)計:實施互通技改要有設(shè)計部門進行專業(yè)設(shè)計,主要是考慮到管道支架、疏水、自然補償?shù)纫蛩兀?

  尺寸:根據(jù)蒸汽互通量的大小,互通管道管徑選擇應(yīng)適當(dāng),我公司管道直徑80-100mm,用三通做接口,不能在蒸汽管道上直接開孔焊接;

  閥門:不安裝蒸汽互通旁路閥,在互通管道上安裝兩個手動截止閥或安裝一個電動調(diào)節(jié)閥和前后手動截止閥;

  檢測:在互通管道兩端增加壓力表,便于現(xiàn)場查看運行壓差,管道中部安裝溫度計;

  3.3 蒸汽管道互通優(yōu)缺點

  優(yōu)點:機組正常運行中可以合理平衡兩臺機組發(fā)電量;當(dāng)某臺機組因窯故障臨停降負荷時,可以利用另一臺機組蒸汽互通來維持該機組低負荷運行,避免機組解列;當(dāng)某臺機組因輔機設(shè)備故障須強制性降負荷時,可利用蒸汽互通將蒸汽導(dǎo)入到另一臺機組,提高蒸汽利用率減少甩爐。例如:當(dāng)一線機組冷卻風(fēng)扇故障須降負荷時,可將蒸汽導(dǎo)入到另一臺機組,故障輔機的機組可以不必甩爐或小幅度甩爐;當(dāng)兩臺機組都計劃停機檢修結(jié)束,機組開機時間間隔不長時,可利用先開機組的蒸汽來對后開機機組進行暖管(不可用來暖機和沖轉(zhuǎn)),減少后開機機組暖管時間。

  缺點:蒸汽互通后,單臺機組系統(tǒng)水消耗量無法準(zhǔn)確計算;蒸汽互通后,若壓差控制不當(dāng)易產(chǎn)生水擊,沖向壓力低一側(cè)機組(互通管道越長越容易發(fā)生);蒸汽互通運行后,若某臺機組突發(fā)跳停故障,大量高壓蒸汽將通過互通管道沖入到另一臺機組,引起機組超負荷。

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  3.4 蒸汽管道互通運行注意事項

  (1)互通管道投入前中控與現(xiàn)場及中控兩操作員之間必須保持好聯(lián)系,然后充分暖管,將管道內(nèi)積水全部排出,暖管結(jié)束后開啟互通閥初期應(yīng)緩慢,同時中控操作員應(yīng)嚴密觀察汽輪機各參數(shù),如主汽壓力、負荷、振動、軸向位移及推力瓦溫度等;

  (2)蒸汽管道互通運行時,必須始終保持兩臺機組主蒸汽之間存在壓差,建議壓差控制在0.02-0.03之間或更高。當(dāng)機組因窯工況發(fā)生變化,主蒸汽壓力降低或升高時,操作員要及時作出調(diào)整,不允許出現(xiàn)兩端主蒸汽壓力持平現(xiàn)象;

  (3)為平衡兩臺機組發(fā)電機負荷為目的而投入蒸汽互通管道的,建議互通閥適當(dāng)開小,若開度過大,當(dāng)某臺機組發(fā)生跳停故障時大量蒸汽會涌入到另一臺機組,有可能會發(fā)生機組過負荷跳停;

  (4)當(dāng)某臺機組鍋爐發(fā)生滿水造成蒸汽帶水或主蒸汽參數(shù)不合格時嚴禁投入蒸汽互通管道,已經(jīng)投入的必須及時關(guān)閉互通閥;

  (5)蒸汽互通投入運行后,還應(yīng)關(guān)注機組汽水平衡情況,若機組供汽量過大,可能會造成凝汽器補水困難和凝汽器滿水故障;

  (6)當(dāng)蒸汽互通投入運行后,若某臺機組因窯臨停須解列時,可以利用蒸汽互通來短時間維持機組的低負荷運行,不可長時間維持機組低負荷運行,防止窯恢復(fù)正常運行后,帶鍋爐時不合格蒸汽沖入汽輪機,造成設(shè)備損壞;

  (7)蒸汽互通投入運行后,為了能夠準(zhǔn)確計算出兩臺機組純水消耗量,建議定期關(guān)閉蒸汽互通閥,然后單獨計算機組純水消耗量;

  (8)互通管道退出不用時,必須將互通閥關(guān)死,否則管道內(nèi)積水將會沖擊到壓力低一側(cè)機組,發(fā)生水擊。

  4 操作與現(xiàn)場管理

  (1)發(fā)電操作員積極與窯、磨操作員協(xié)調(diào)溝通,堅持“四操一體化”操作思路

  窯系統(tǒng)正常運行時,窯尾鍋爐較為穩(wěn)定,而窯頭鍋爐由于設(shè)置有篦冷機系統(tǒng)操作,可協(xié)調(diào)性較大。窯系統(tǒng)操作中,篦冷機厚料層控制,提高一段篦速、增大一段冷卻風(fēng)量,減少二段或三段風(fēng)量,不僅有助于提高出窯熟料急劇冷卻效果,且進入AQC鍋爐的風(fēng)溫也得到提高,從而提高熱風(fēng)的利用率。

  AQC鍋爐溫度過低時,采取小開度開旁路擋板提高鍋爐廢氣入口風(fēng)溫,達到提高鍋爐蒸發(fā)量的目的。例如:篦冷機平穩(wěn)操作前提下,AQC鍋爐入口風(fēng)溫小于330℃時,開5%旁路可提高入口風(fēng)溫10℃左右,蒸汽量提高1t/h。 維持較高的汽輪機入口蒸汽溫度有利于保證機組運行效率 ,當(dāng)汽輪機入口溫度330℃時比320℃,每千克蒸汽的熱焓增加20.82KJ ,按100t/h的蒸汽量計算,每小時可多發(fā)200kwh左右。我公司主要從窯頭鍋爐入手來維持較高的主蒸汽溫度。

  (2)重視AQC鍋爐運行管理,提高主蒸汽流量、溫度,從而提高發(fā)電量

  從余熱發(fā)電兩臺鍋爐運行統(tǒng)計看,AQC鍋爐能否正常出力或超負荷運行,對發(fā)電系統(tǒng)出力至關(guān)重要。為此要加強窯頭冷卻機工藝和發(fā)電的聯(lián)動操作,提高入口廢氣溫度到合理區(qū)間,并保持其穩(wěn)定,尤其是要避免溫度低而甩爐的現(xiàn)象出現(xiàn);

  (3)優(yōu)化工藝操作,減少機組暖管、暖機時間

  我公司發(fā)電機組暖機操作采用結(jié)合電廠“滑參數(shù)啟動”的操作方式,大大縮短了系統(tǒng)的升溫、升壓過程。通過實踐證明,此項優(yōu)化操作,既節(jié)約了機組的啟動時間也為設(shè)備的安全運行創(chuàng)造了良好的條件。機組啟動時間的縮短,直接提高了機組的運轉(zhuǎn)率和發(fā)電量。

  (4)治理系統(tǒng)漏風(fēng),提高鍋爐輔機設(shè)備運行效果,提升鍋爐換熱效率

  我公司采取了內(nèi)漏和外漏同步整治措施,內(nèi)漏方面主要做好了,鍋爐擋板漏風(fēng),治理,對所有鍋爐擋板進行三對應(yīng)檢查,防止擋板開、關(guān)不到位;外漏方面主要做風(fēng)管、法蘭、鍋爐本體以及人孔門密封處理。今年利用系統(tǒng)檢修機會,對PH鍋爐旁路漏風(fēng)進行整治,治理后PH鍋爐運行效率明顯上升,鍋爐蒸發(fā)量由檢修前的16.8t/h上升到21.7t/h左右,鍋爐入口溫度也較檢修前304.9℃上升了4.9℃;

  (5)加強真空管理,提高發(fā)電量

  注重冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)管理,通過嚴格控制各項水質(zhì)指標(biāo),避免系統(tǒng)管道結(jié)垢,確保凝汽器的換熱效率;增設(shè)凝汽器膠球清洗裝置,確保凝汽器端差維持在5-8℃最佳范疇內(nèi),提高凝汽器真空度;加強對凝汽器及管道漏點的檢查,確保凝汽器及管道密閉可靠;

  (6)規(guī)范發(fā)電日常檢修管理,利用每次檢修機會全面對真空系統(tǒng)進行漏點排查

  對于直接影響到汽輪機做功效率的關(guān)鍵設(shè)備—凝汽器,除了關(guān)注冷卻水結(jié)垢影響外,還要注重對凝汽器的密閉性進行重點檢查。對于凝汽器密閉性的檢查主要通過機組檢修時,對凝汽器進行滿水試驗來檢驗?zāi)飨到y(tǒng)是否有泄漏,并且對每次檢驗結(jié)果進行記錄。如果在檢驗過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有漏點,必須立即給予治理,確保凝汽器密閉可靠;

  (7)加強水質(zhì)管理,保證鍋爐安全運行

  加強化水、凝結(jié)水、爐水指標(biāo)的控制和管理,確保在線檢測儀表能正常檢測,做到定期取樣、化驗比對,防止鍋爐水質(zhì)不達標(biāo)而引起的化學(xué)腐蝕,導(dǎo)致鍋爐受熱面爆管。主要做法是:制定具有實際操作性的水質(zhì)指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)和藥品管理辦法,明確各級管理人員的工作職責(zé)和水質(zhì)控制目標(biāo);工藝技術(shù)人員定期對手測水質(zhì)儀表進行校驗,確保水質(zhì)儀表工作穩(wěn)定;電氣專業(yè)人員定期對在線檢測儀表進行維護和校驗,并對現(xiàn)場巡檢人員是否對儀表參數(shù)隨意設(shè)定或隨意操作進行檢查,杜絕儀表操作隨意性;工藝管理人員定期或不定期對現(xiàn)場人員巡檢質(zhì)量進行檢查,主要包括對現(xiàn)場鍋爐連排量、試樣水溫控制以及加藥泵運行等情況進行檢查,確保水質(zhì)系統(tǒng)運行控制穩(wěn)定;按照水質(zhì)管控流程,每日對系統(tǒng)各項水質(zhì)指標(biāo)進行監(jiān)控,對異常情況及時進行調(diào)節(jié)和處理,確保系統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定受控。

編輯:王欣欣

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