一种环保节能的超临界CFB机组滑停方法与流程

2021-02-26 09:02:42|

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本发明属于技术领域，具体涉及一种环保节能的超临界cfb机组滑停方法。

背景技术：

循环流化床燃烧技术是一种高效、低污染的洁净煤燃烧技术。进入商业化以来，因其燃料的适应性强、污染物排放低、运行良好等优点得到了迅速发展。德国鲁奇(lurqi)和芬兰奥斯龙(ahlstrom)是研究开发cfb燃烧技术最早的公司，经过20多年的消化吸收和自主研究，中国已经完成了从高压、超高压、亚临界到超临界循环流化床锅炉技术的发展，随着各型自主开发循环流化床的投运，我国在大型循环流化床发电技术方面已经处于世界领先水平。。

火电机组滑参数停机，目的是将汽轮机整体温度降低，尽快开展检修工作，实现的手段是控制进入汽轮机的蒸汽温度以一定速率下降，让蒸汽再对汽轮机金属缸体进行换热冷却，最终实现短时间内汽轮机本体温度安全降低的目的，所以滑参数停机的根本在于在安全的基础上，如何控制蒸汽汽温的快速下降。

技术实现要素：

针对上述问题本发明提供了一种环保节能的超临界cfb机组滑停方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种环保节能的超临界cfb机组滑停方法，包括停机前准备、确定起滑点、高负荷汽温降温阶段50％～75％ecr(ecr：额定电功率)、转湿态前操作阶段30％～50％ecr、湿态运行阶段10％～30％ecr和深度滑参数阶段0～10％ecr：所述确定起滑点的具体操作是：确定机组75％ecr负荷为开始起滑点，起点负荷太高蒸汽流量与蒸汽参数匹配度高，蒸汽温度不容易下降；启滑点负荷太低滑参数效果不明显，会延长滑参数停机时间不经济。当机组实际负荷大于75％ecr负荷，则先按照正常降负荷方式降至75％ecr负荷，再开始滑停操作；每个负荷阶段使用不同的滑停降温方法，并保证全程汽温下降速度1.5℃/min，蒸汽过热度始终＞50℃。

进一步，所述高负荷汽温阶段的具体操作是：以75％ecr负荷为滑参数操作起点，解除发电机组agc控制模式，将机组协调控制方式由机炉协调控制修改为手动模式，75％ecr负荷使用燃料降温模式、烟气容积降温模式、烟气挡板降温、“低氮”燃烧控制模式；

机组开始滑参数停机，然后以1％开度/分钟速率将汽轮机高压缸进汽调整门gv综合阀位开度调至100％以上，建立新的发电热力平衡；此时的蒸汽参数有别于正常“定-滑-定”运行模式的参数，具有低汽压、低汽温、高流量的特点，该特点使汽轮机能得到充分的换热降温。

燃料降温模式：通过减少称重给煤机皮带转速来实现减少锅炉给煤量，所述称重给煤机皮带转速为90～900rpm，每次减少给煤机转速30转，两次操作间隔10min，输入锅炉燃料量的减少，使锅炉获得的整体热量降低，降低蒸汽参数，降低汽轮机缸温；该操作方法使用于75％ecr→10％ecr区间；

烟气容积降温模式：配合给煤量的减少，通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板和播煤风挡板减少送入锅炉的风量，先减煤后减风，避免缺氧燃烧，当负荷降至30％ecr时，还可停运其中一台高压流化风机、其中一台二次风机；所述高压流化风机的总数量为3台，正常两运一备；所述二次风机的总数量为2台；所述通过降低锅炉风机变频器转速、关小锅炉二次风小挡板、播煤风挡板减少送入锅炉的风量，具体方法是：锅炉风机出力通过配置的变频器进行调节，通过dcs系统向变频器下达转速降低指令，以此减少风机出力；锅炉播煤风系统主要作用是将进入锅炉的燃煤进行均匀播撒，良好燃烧，随着给煤量的降低，所需播煤风减少，播煤风量就可以降低，减少进入锅炉的风量，具体做法是关小播煤风管的节流挡板，靠关小挡板减少播煤风量；该操作方法使用于75％ecr→40％ecr区间；

烟气挡板降温：将过热器侧烟气挡板逐步关至20％开度，过热器烟道内的烟气量随之降低，烟道内布置的低温过热器、中温过热器1换热减弱，中温过热器1出口温度降低，最终使主汽温度按照1～1.5℃/min的速率下降；通过关小过热器侧烟气挡板，同时同步将再热器侧烟气挡板开启，保持烟气的流通面积不变小，协同再热器减温水控制再热汽温；该操作方法使用于75％ecr→50％ecr区间；

“低氮”燃烧控制模式：共分两方面内容：第一方面保持锅炉尾部烟道含氧量在低限运行，一般控制在2～3％范围内，控制各个负荷阶段一、二次风配比，控制锅炉下层二次风门开度始终小于上层二次风门开度，控制播煤风开度随负荷逐步关小，通过以上措施减少锅炉密相燃烧区域的氧气含量，减少锅炉污染物nox的生成量；另一方面通过控制锅炉床层厚度在800mm，将床温控制在850～880℃，抑制高温nox的生成，通过以上两方面措施实现滑停过程中30％～75％ecr内低氮燃烧控制。

进一步，所述转湿态前操作阶段的具体操作是：低过热度控制模式：当机组负荷降至40％～50％ecr时采取低过热度控制策略，通过调整给水流量与主汽流量的偏差，控制过热度比正常工况下低3～5℃，使水冷壁中的蒸发段和过热段分界线推后，降低汽水分离器的出口汽温，为汽温下降提供有利条件；

“0℃”过热度控制：当机组负荷降至30％～40％ecr时，控制过热度为0℃，水冷壁出口为汽水混合物，锅炉湿态运行，此时汽水分离器储水罐放水阀不开，以低温过热器出口汽温和中温过热器1出口汽温偏差作为监视参照物，来控制蒸汽汽温下降，监视中温过热器1出口汽温任何时间段＞低温过热器出口汽温，保证汽温下降速度在1℃～1.5℃/min，同时保证进入汽轮机的蒸汽具有50℃以上的过热度，否则调整煤水比；

在线配煤模式：当锅炉床温降至700℃以下时，启动在线配煤装置，保证锅炉燃烧稳定，将#2、#4、#6、#8、#9给煤机的煤源由原先的原煤仓切至配煤装置，煤仓内装有收到基挥发分含量≥40％的褐煤，对滑停过程中的锅炉进行稳燃；保证锅炉滑停全程不用柴油或天然气助燃，实现滑停过程中燃料费用的减少。使用配煤装置助燃，提高了机组滑参数操作的灵活性和适应性，更加满足现阶段电网对火电机组的要求。

进一步，所述深度滑参数阶段的具体操作是：当锅炉床温降低至无法维持燃烧时，锅炉停运；锅炉停运后，汽轮机和发电机不停运，利用锅炉余热产生的蒸汽仍可继续发电，继续滑参数运行，具体方法是：锅炉停运且燃料与风机全停，汽轮机通过控制高压缸进汽调整门gv控制主汽压力下降速度＜0.1mpa/min，通过减少给水流量保证锅炉产汽量，控制汽温下降速度在1～1.5℃/min范围内，并保证此时进入汽轮机的蒸汽过热度始终＞50℃，继续对汽轮机进行冷却，当主汽温度下降超过1.5℃/min时，对汽轮发电机打闸停机，滑参数停机过程结束。

再进一步，所述控制合理的一、二次风配比，并在各个负荷阶段持续调整优化风量配比，具体方法是：依据锅炉调整经验，制定不同负荷对应的一二次风控制风量，在负荷下降过程中按照此数据进行调整；

与现有技术相比本发明具有以下优点：

常规火电机组，为了在停机后尽快进行汽轮机检修维护工作，缩短停机后冷却时间，需进行深度滑参数停机。本发明在滑停过程中保持合理的风煤配比，保持锅炉高效燃烧；利用在线配煤装置使整个操作过程不需要柴油、汽油或者天然气等高价格燃料助燃更节能；本发明利用低氮燃烧控制技术，整个滑参数停机过程nox达到排放达标要求更环保；本发明通过对启滑点的分析确定，耦合多种蒸汽降温方式，实现蒸汽温度安全快速降低。本发明通过确定滑参数操作起始负荷、烟气挡板调整、烟气容量调整、给煤量调整、一二次风配比调整、在线配煤技术、停炉不停机等技术方法，实现环保节能机组滑停。

附图说明

图1本发明的流程示意图；

图2一、二次风量配比调整曲线图；

图3机组汽水流程示意图；

图4锅炉双烟道布置示意图；

图5在线配煤示意图。

具体实施方式

实施例1

一种环保节能的超临界cfb机组滑停方法：

确定机组75％ecr负荷为开始起滑点，当机组实际负荷大于75％ecr负荷，则先按照正常降负荷方式降至75％ecr负荷，再开始滑停操作；每个负荷阶段使用不同的滑停降温方法，并保证全程汽温下降速度1.5℃/min，蒸汽过热度始终＞50℃。

高负荷汽温阶段50％～75％ecr：以75％ecr负荷为滑参数操作起点，解除发电机组agc控制模式，将机组协调控制方式由机炉协调控制修改为手动模式，75％ecr负荷使用燃料降温模式、烟气容积降温模式、烟气挡板降温、“低氮”燃烧控制模式；

机组进入滑参数停机，然后以1％开度/分钟速率将汽轮机高压缸进汽调整门gv综合阀位开度调至100％以上，建立新的发电热力平衡，使汽轮机充分换热降温；

燃料降温模式：通过减少称重给煤机皮带转速减少锅炉给煤量，所述称重给煤机皮带转速为90rpm，每次减少给煤机转速30转，两次操作间隔10min，输入锅炉燃料量的减少，使锅炉获得的整体热量降低，降低蒸汽参数，以此降低汽轮机缸温；该操作方法使用于75％ecr→10％ecr区间；

烟气挡板降温：将过热器侧烟气挡板逐步关至20％开度，过热器烟道内的烟气量随之降低，烟道内布置的低温过热器、中温过热器1换热减弱，中温过热器1出口温度降低，最终使主汽温度按照1℃/min的速率下降；通过关小过热器侧烟气挡板，同时同步将再热器侧烟气挡板开启，协同再热器减温水控制再热汽温；保持烟气的流通面积不变小；该操作方法使用于75％ecr→50％ecr区间；

“低氮”燃烧控制模式：共分两方面内容：一方面保持锅炉尾部烟道含氧量在低限运行，一般控制在2～3％范围内，控制各个负荷阶段一、二次风配比，控制锅炉下层二次风门开度始终小于上层二次风门开度，控制播煤风开度随负荷逐步关小，通过以上措施减少锅炉密相燃烧区域的氧气含量，减少锅炉污染物nox的生成量；依据锅炉调整经验，制定不同负荷对应的一二次风控制风量，在负荷下降过程中按照此数据进行调整；

如图2一、二次风量配比调整曲线图所示；另一方面通过控制锅炉床层厚度在800mm，将床温控制在850℃，抑制高温nox的生成，通过以上两方面措施实现滑停过程中30％～75％ecr内低氮燃烧控制。

转湿态前操作阶段30％～50％ecr：低过热度控制模式：当机组负荷降至40％～50％ecr时采取低过热度控制策略，通过调整给水流量与主汽流量的偏差，控制过热度比正常工况下低3℃，使水冷壁中的蒸发段和过热段分界线推后，降低汽水分离器的出口汽温，为汽温下降提供有利条件；

“0℃”过热度控制：当机组负荷降至30％～40％ecr时，控制过热度为0℃，水冷壁出口为汽水混合物，锅炉湿态运行，此时汽水分离器储水罐放水阀不开，以低温过热器出口汽温和中温过热器1出口汽温偏差作为监视参照物，来控制蒸汽汽温下降，监视中温过热器1出口汽温任何时间段＞低温过热器出口汽温，保证汽温下降速度在1℃℃/min，同时保证进入汽轮机的蒸汽具有50℃以上的过热度，否则调整煤水比；

在线配煤模式：当锅炉床温降至700℃以下时，启动在线配煤装置，配煤装置的煤仓内装有收到基挥发分含量≥40％的褐煤，该煤种着火点低，能进一步保证锅炉燃烧稳定，将#2、#4、#6、#8、#9给煤机的煤源由原先的原煤仓切至配煤装置，对滑停过程中的锅炉进行稳燃。

深度滑参数阶段0～10％ecr：所述当锅炉床温降低至无法维持燃烧时，锅炉停运；锅炉停运后，汽轮机和发电机不停运，利用锅炉余热产生的蒸汽仍可继续发电，继续滑参数运行，具体方法是：锅炉停运且燃料与风机全停，汽轮机通过控制高压缸进汽调整门gv控制主汽压力下降速度＜0.1mpa/min，通过减少给水流量保证锅炉产汽量，控制汽温下降速度在1℃/min范围内，并保证此时进入汽轮机的蒸汽过热度始终＞50℃，继续对汽轮机进行冷却，当主汽温度下降超过1.5℃/min时，对汽轮发电机打闸停机，滑参数停机过程结束。如图1本发明的流程示意图所示。

实施例2

一种环保节能的超临界cfb机组滑停方法：如图3锅炉双烟道布置示意图所示：

燃料降温模式：通过减少称重给煤机皮带转速减少锅炉给煤量，所述称重给煤机皮带转速为900rpm，每次减少给煤机转速30转，两次操作间隔10min，输入锅炉燃料量的减少，使锅炉获得的整体热量降低，降低蒸汽参数，以此降低汽轮机缸温；该操作方法使用于75％ecr→10％ecr区间；

烟气挡板降温：将过热器侧烟气挡板逐步关至20％开度，过热器烟道内的烟气量随之降低，烟道内布置的低温过热器、中温过热器1换热减弱，中温过热器1出口温度降低，最终使主汽温度按照1.5℃/min的速率下降；通过关小过热器侧烟气挡板，同时同步将再热器侧烟气挡板开启，保持烟气的流通面积不变小，协同再热器减温水控制再热汽温；该操作方法使用于75％ecr→50％ecr区间；如图4机组汽水流程示意图所示。

“低氮”燃烧控制模式：共分两方面内容：一方面锅炉尾部烟道保持含氧量在低限运行，一般控制在2～3％范围内，控制各个负荷阶段一、二次风配比，控制锅炉下层二次风门开度始终小于上层二次风门开度，控制播煤风开度随负荷逐步关小，通过以上措施减少锅炉密相燃烧区域的氧气含量，减少锅炉污染物nox的生成量；依据锅炉调整经验，制定不同负荷对应的一二次风控制风量，在负荷下降过程中按照此数据进行调整；

如图1一、二次风量配比调整曲线图所示；另一方面通过控制锅炉床层厚度在800mm，将床温控制在880℃，抑制高温nox的生成，通过以上两方面措施实现滑停过程中30％～75％ecr内低氮燃烧控制。

转湿态前操作阶段30％～50％ecr：低过热度控制模式：当机组负荷降至40％～50％ecr时采取低过热度控制策略，通过调整给水流量与主汽流量的偏差，控制过热度比正常工况下低5℃，使水冷壁中的蒸发段和过热段分界线推后，降低汽水分离器的出口汽温，为汽温下降提供有利条件；

“0℃”过热度控制：当机组负荷降至30％～40％ecr时，控制过热度为0℃，水冷壁出口为汽水混合物，锅炉湿态运行，此时汽水分离器储水罐放水阀不开，以低温过热器出口汽温和中温过热器1出口汽温偏差作为监视参照物，来控制蒸汽汽温下降，监视中温过热器1出口汽温任何时间段＞低温过热器出口汽温，保证汽温下降速度在1.5℃/min，同时保证进入汽轮机的蒸汽具有50℃以上的过热度，否则调整煤水比；

深度滑参数阶段0～10％ecr：所述当锅炉床温降低至无法维持燃烧时，锅炉停运；锅炉停运后，汽轮机和发电机不停运，利用锅炉余热产生的蒸汽仍可继续发电，继续滑参数运行，具体方法是：锅炉停运且燃料与风机全停，汽轮机通过控制高压缸进汽调整门gv控制主汽压力下降速度＜0.1mpa/min，通过减少给水流量保证锅炉产汽量，控制汽温下降速度在1.5℃/min范围内，并保证此时进入汽轮机的蒸汽过热度始终＞50℃，继续对汽轮机进行冷却，当主汽温度下降超过1.5℃/min时，对汽轮发电机打闸停机，滑参数停机过程结束。如图2机组汽水流程示意图所示。

实施例3

一种环保节能的超临界cfb机组滑停方法：

燃料降温模式：通过减少称重给煤机皮带转速减少锅炉给煤量，所述称重给煤机皮带转速为400rpm，每次减少给煤机转速30转，两次操作间隔10min，输入锅炉燃料量的减少，使锅炉获得的整体热量降低，降低蒸汽参数，以此降低汽轮机缸温；该操作方法使用于75％ecr→10％ecr区间；

如图1一、二次风量配比调整曲线图所示；另一方面通过控制锅炉床层厚度在800mm，将床温控制在850～880℃，抑制高温nox的生成，通过以上两方面措施实现滑停过程中30％～75％ecr内低氮燃烧控制。

转湿态前操作阶段30％～50％ecr：低过热度控制模式：当机组负荷降至40％～50％ecr时采取低过热度控制策略，通过调整给水流量与主汽流量的偏差，控制过热度比正常工况下低3～5℃，使水冷壁中的蒸发段和过热段分界线推后，降低汽水分离器的出口汽温，为汽温下降提供有利条件；

在线配煤模式：当锅炉床温降至700℃以下时，启动在线配煤装置，配煤装置的煤仓内装有收到基挥发分含量≥40％的褐煤，该煤种着火点低，能进一步保证锅炉燃烧稳定，将#2、#4、#6、#8、#9给煤机的煤源由原先的原煤仓切至配煤装置，对滑停过程中的锅炉进行稳燃；给煤机与原煤仓如图5在线配煤示意图所示。

深度滑参数阶段0～10％ecr：所述当锅炉床温降低至无法维持燃烧时，锅炉停运；锅炉停运后，汽轮机和发电机不停运，利用锅炉余热产生的蒸汽仍可继续发电，继续滑参数运行，具体方法是：锅炉停运且燃料与风机全停，汽轮机通过控制高压缸进汽调整门gv控制主汽压力下降速度＜0.1mpa/min，通过减少给水流量保证锅炉产汽量，控制汽温下降速度在1～1.5℃/min范围内，并保证此时进入汽轮机的蒸汽过热度始终＞50℃，继续对汽轮机进行冷却，当主汽温度下降超过1.5℃/min时，对汽轮发电机打闸停机，滑参数停机过程结束。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

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