2022年国内首台MW超超临界机组启动调试及其关键技术研究报告.docx
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1、精品学习资源国 内 首 台 1000MW超 超 临 界 机 组 启 动 调 试 及 其 关 键 技 术 研 究沈伟国 浙 江 省 电 力 实 验 研 究 院 , 杭 州 意 能 电 力 技 术 有 限 公 司 ) 摘要:本文介绍了华能玉环电厂 #1 机组工程建设和调试简况,工程争论的背景和意义, 针对国内首台超超临界 1000MW 机组调试中的关键技术问题的争论工作和在玉环电厂#1 机 组 上 实 施 情 况 , 对 今 后 百 万 超 超 临 界 机 组 启 动 调 试 有 推 广 指 导 意 义 ;关 键 词 : 玉 环 电 厂超 超 临 界机 组 调 试关 键 技 术1 前言将来 152
2、0 年既是中国进展的重要战略机遇期,也是能源、土地、环境等资源性瓶颈制约突出表现期;中国能源的资源总量和构成、建设小康社会对能源的需求以及当前我国 的能源利用效率水平都打算了我国必需要大力推动经济增长方式的转型;当前,节约一 次能源,削减有害废气排放,降低地球温室效应是各级政府和各类企业非常关注和高度 重视的问题;而提高火电机组的蒸汽参数,从而提高其热效率并削减废气排放是实现节能减排的有效途径之一,因此超临界、超超临界发电技术正在我国不断进展;而华能玉环 电 厂 正 是 超 超 临 界 这 一 发 电 技 术 在 我 国 的 首 个 应 用 ;2 工程简况华能玉环电厂是国家 “863计”划引进
3、超超临界发电技术、逐步实现国产化的依靠工程;电厂规划建设 41000MW 超超临界机组;锅炉设备由哈尔滨锅炉厂有限责任公司采纳三菱重工业株式会社 Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd)技术,所制造的锅炉是超超临界变压运行直流锅炉,采纳 型布置、单炉膛、改进型低NOX PM 主燃烧器和 MACT 型低NOx 分级送风燃烧系统、反向双切园燃烧方式,炉膛采纳内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除煤/水比外,仍采纳烟气安排挡板、燃烧器摇摆、喷水等方式;汽轮机由上海汽轮机有限公司采纳德国西门子技术生产的单轴、四缸四排汽、中间再热凝汽式汽轮
4、机组,额定功率1000MW ;发电机由上海汽轮发电机有限公司采纳德国西门子技术生产的水氢氢冷却汽轮发电机组;辅机国内招标采购,机组掌握系统采纳上海西屋公司制造的Ovation 掌握系统,其中汽轮机掌握DEH 系统采用西门子公司的T3000控制系统; 该工程由华能国际电力股份有限公司建设,华东电力设计院设计,上海电力工程监理咨询有限公司负责工程安装与调试监理,河南立新电力建设监理有限公司负责土建监理,浙江省其次建设有限责任公司承担主体工程主厂房的土建施工,浙江省火电公司负责#1、#3 机组和 BOP 部分的安装及 GIS 部分的调试,天津电建公司负责 #2、#4 机组的安装和BOP部分的土建;浙
5、江省电力试验争论院和杭州意能电力技术有限公司负责#1 和#3 机组、全厂公用和机组公用系统的调试工作;3 工程的立题背景自世界上第一台超超临界机组 1957 年在美国 philo 电厂投运以来,超超临界发电技术的进展已有 50 年历史,期间超超临界参数经受了高 低高的演化过程,在超超临界技术进展初期,蒸汽参数取得比较高,超过了当时材料技术进展水平,使机组的牢靠性、可用率都比较低,后来热力参数一度被降低到超临界水平; 20 世纪 90 岁月以来,由于节能和环保的需要,超超临界机组又进入了新一轮的进展时期;目前世界上超超临界发电技术以美国、俄罗斯、日本、欧洲为主要代表,主蒸汽压力约为 2531MP
6、a,主蒸汽温度为566611,热效率在 4247;我国从华能石洞口其次电厂的 600MW 超临界机组开头引进超临界发电技术,目前有引进 20 台,国产 2 台,其中最大单机容量 900MW ,最长运行时间 10 余年;而超超临界发电技术在我国,就是以 863 课题“超超临界燃煤发电欢迎下载精品学习资源技术”之华能玉环电厂的建设作为标志;华能玉环电厂#1 机组的启动调试就是华能玉环电厂建设的关键阶段; 1机 组 调 试 面 临 的 关 键 问 题 主 要 来 自 以 下 三 个 方 面 ;1)该工程广泛采纳新技术、新工艺、新材料、先进设备学问的消化吸取;华能玉环电厂 工程是国家 “863计”划引
7、进超超临界发电技术、逐步实现国产化的依靠工程;有国内电力行业最大的海水淡化系统; 1000MW 锅炉、汽轮发电机在国内外是第一次协作;汽轮机DEH 掌握系统由上汽厂牵头,德国西门子和南京西门子公司联合第一次设计使用;旁路掌握和等离子点火技术应用、辅机规律掌握和机组和谐掌握系统设计和软件组态等,对1000MW 机组来说,都是第一次;再加上调试单位介入较晚,没有参加前期工作,因此必须花大精力 对这些技术 进行消化吸收;2)国内首台超超临界1000MW 机组调试,无体会可参考借鉴,难度大;由于是全国第一台超超临界机组,大量应用了新技术、新工艺、先进的设备,启动调试面临全新的工 作,调试对象以及调试过
8、程遇到的问题都将是全新的,难以猜测预控;从我们前期收集 资料和技术预备,以及我们以往的调试体会来看,锅炉清洗和冲管方式,机组启动和运 行中参数的匹配、燃烧调整试验、锅炉汽温掌握、锅炉运行干湿态转换、电气进相实验、 机 组RB实 验 、 机 组 甩 负 荷 实验等是关键;3)工程建设进度紧,留给调试的时间短,不行能在调试期间就某个专题进行长时间试验论证,对关键工程必需事先争论确定方案;华能玉环电厂#1 机组是业主要争创国内首台投运的 1000MW 超超临界机组;由于一系列缘由, #1 机组的土建、安装进度、以及外部电送入方案 给水推迟煤量变化的可控环节,正常调剂和RB 工况分别, RB 工况中给
9、水泵 RB 和别的 RB工 况 分 离 , 这 样 有 利 于 在 实 验 中 调 整 参 数 , 达 到 最 优 品 质 ;b 修改了 RB 复位条件,原先规律是煤量指令到位RB 自动复位,改为,负荷和汽压基本稳定或人工复位;c 增加了 RB 过程中主汽压力设定值惯性时间环节和正常调剂的惯性时间分别,这样有利于保证主汽 温度 和过热度之间的平衡调整 ;RB实验分为以下内容,均获成功;燃料RUNBACK实验过程及优化送风机RUNBACK实验及优化引风机RUNBACK实验及优化给水泵RUNBACK实验及优化3)三菱超超临界锅炉和西门子汽机协调配合超超临界机组锅炉蒸发区容积小,蓄热利用才能差,汽水
10、热力学特性打算蓄热系数随汽 压变化的非线性严峻,影响机组负荷响应速率;三输入三输出的和谐系统对象结构对变 负荷过程中的热量平稳与负荷调剂的抗扰动才能提出了更高的要求;通过对玉环电厂超 超临界机组和谐掌握策略的分析与应用完善,提出增加燃料超前指令初始变化梯度,分 别调度煤、水超前指令时序与幅值,增加过热度给水超弛调剂回路等改进措施,改善过 程协调性与容 错性,收到 了满意的效果;在 超 超 临 界 机 组 控 制 策 略 完 善 方 面 , 采 取 了 多 种 措 施 ;针对超临界、超超临界机组蓄热系数的变化特性,采纳较显著的变参数掌握,在高负荷段 相 对 加 强燃 料与 给 水 的 前 馈超
11、前指 令 强 度 ;针对直流机组整体蓄热才能较汽包炉偏小的特点,减小汽机前馈指令变化速率,增加燃料与给水前馈超前指令的初始变化梯度,即变负荷初期幅值增大,汽压响应后幅值减小;在共同接收的锅炉主控指令后将燃料指令与给水指令的超前前馈回路分开设置,分别整欢迎下载精品学习资源定,依据实际分别器出口温度响应情形,通过时序与幅值的合理安排,使整个动态过程保持热量平稳;现场整定说明,燃料初始超前量要强很多,而给水超前量与其保持肯定相位差,且变化较为平缓;减小汽机主控负荷调剂重量的偏差死区,提早参加负荷调剂;合理设置汽机主控负荷调剂重量的配比系数,少量牺牲汽压掌握的精度;滑压变负荷初期,使汽压设定值反向变化
12、 , 利 用 汽 机 的 正 向 调 节 尽 可 能 多 地 利 用 锅 炉 蓄 热 ;焓掌握器采纳变比例调剂,偏差较小时采纳缓变的纯积分掌握,随着焓值偏离的加大,逐渐增强调节器的比例作用;提高燃料超前指令上升延速率,使蓄热缺失准时补充;适当增加锅炉主控的负荷偏差调节 分 量 , 使 稳 态 工 况 下 煤 水 指 令 参 与 消 除 负 荷 扰 动 能 力 加 强 ;修正过热度设定值曲线,平滑拐点;增加给水超弛调剂器回路,取过热度设定值加安全余量作为超弛调剂器的调剂定值,取实际过热度为被调量,调剂器参数为强积安排置,下 限 设 置 为 零 , 正 常 工 况 保 持 零 输 出 , 同 时
13、设 置 安 全 上 限 ;4 ) 首 次在 国内 1000MW超 超临 界 锅 炉上 采纳 了 稳压 冲管 和汽 动泵 供水 技术华能玉环电厂 1 机组为大容量、高参数机组,直流锅炉,蓄热才能较差,厚壁部件较多,压力、温度骤变对设备寿命影响较大,且启动循环泵一般也要求炉水压力不能过快变化;从机组的安全性考虑同时结合 1 机组安装进度状况和调试方案要求,在组织专家对冲管方案进行充分争论和论证的基础上,采纳稳压冲管;同时,优化给水泵供水方案,提前做好汽动泵及其分系统调试工作;冲管期间投用两台制粉系统和汽动泵,节约了大量的燃油和电量,从而取得很大的经济效益;通过1 机组冲管的实践,积存了丰富的 10
14、00MW 等级超超临界锅炉稳压吹管的体会;总共只用6 天时间完成机组冲管;稳压冲管和汽动泵供水的优点是:冲管时参数变化小,操作稳固,防止流量突然增加对系统产生较大的冲击,冲管时受热面不会产生较大的温差,对临冲阀的开关时间没有要求;此外;可以将整套启动前需做的工作,提前到冲管前完成;冲管参数与标准定义完全 一 致 , 可确 切 实 时 考 察冲 管是 否 满 足 要 求 ;5 )甩负荷实验 仔细分析掌握系统和热力系统的关联问题;试验时,高、低压旁路处于自动方式,高旁实行压力掌握方式; 50%甩负荷试验和 100%甩负荷试验结果说明, #1 机组汽轮机甩负荷后,汽轮机动态超调量分别为2.8%和 6
15、.06%,均符合相关规定的要求;试验过程中汽轮机振动、轴承温度、轴向位移等参数无反常变化;锅炉安全门没有动作,没有发生MFT ; 甩 负 荷 后 , 调 节 系 统 稳 定 , 并 能 有 效 地 控 制 机 组 空 负 荷 运 行 ;国产第一台 1000MW 机组甩 50%和 100%负荷试验一次胜利;并在试验中发觉掌握系统等方面存在的不足之处,提出相应的解决方法,为今后的同类型掌握系统的同类机组提供指导;6 )超超临界锅炉水煤比控制研究超超临界机组直流锅炉调剂的关键是保证合适的水煤比,掌握汽水分别器出口过热度; 过热度的掌握对锅炉安全稳固运行至关重要;提出了机组如何利用水煤比掌握过热度、
16、水煤比的掌握策略,对调试过程中遇到的相关问题实行措施正确处理;直流炉汽温对象 迟延大,扰动克服才能差,在直流锅炉的掌握中采纳水煤比掌握、焓值掌握、过热器喷 水及给水流量微量修正等调剂手段来满意中间点温度过热度掌握的需要;在实际应用中可 以 采 用 一 种 或 者 组 合 的 方 式 来 实 现 过 热 度 控 制 ;经过调试过程中对 WFR水煤比)掌握策略的修改、掌握参数的调整,无论是机组稳固运行或机组负荷升降过程中,过热度都掌握在设定范畴;在机组减负荷过程中,当过热度降低, WFR 立刻加煤;过热度增大, WFR 立刻减煤;负荷指令从950-750MW,期间欢迎下载精品学习资源压力动态偏差最
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