[發明專利]控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法

有效

• 申請號: 201310380681.4
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103438420A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 羅小鵬;石踐;周科;陳玉忠;黃錫兵;劉大猛
• 申請（專利權）人: 貴州電力試驗研究院
• 主分類號: F22B35/12
• 分類號: F22B35/12
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 趙彥棟

技術領域

本發明涉及一種控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，屬于火電廠運行控制技術領域。

背景技術

W型火焰超臨界直流鍋爐是配置于超臨界機組的一種最新爐型，全世界首臺配W型火焰直流鍋爐的超臨界機組在2009年7月成功投產運行（中國湖南省金竹山電廠），隨后國內陸續投產多臺同類型機組。W型火焰超臨界直流鍋爐在調試、運行過程中，暴露出來一個普遍性的問題，即鍋爐負荷較低時水冷壁管極易出現超溫（尤其是在水冷壁出口壓力低于臨界壓力時），嚴重時引發水冷壁爆管。?

W型火焰超臨界直流鍋爐的水冷壁全部采用的是垂直管屏，水冷壁中的工質是欠焓水及汽水混合物，工質由給水泵提供動力，在水冷壁管中由下向上流動，在流動過程中工質不斷吸收水冷壁管傳遞來的熱量，從而完成水→高壓高溫蒸汽的轉換。水冷壁管的熱量來源于爐內燃料燃燒，由于爐內燃燒無法做到完全均衡，所以各水冷壁管接受到的熱量也是不均衡的，進一步造成水冷壁管中工質吸收到的熱量也不相同。熱量接受量大的水冷壁管子其工質產汽率高，反之產汽率低。當鍋爐水冷壁出口壓力低于臨界壓力時，蒸汽與水的密度差是比較大的，因此在低于臨界壓力時，水冷壁中的工質由水變成汽的過程中，汽泡的產生和工質的膨脹都會造成流動阻力的增大，故產汽率越高的管子工質流動阻力越大，在水冷壁管屏的進、出口壓差基本相同的情況下，流動阻力大的水冷壁管子工質流量低，工質從該水冷壁管壁帶走的總體熱量也就少，水冷壁管子的溫度就比較高。而且這是一個惡性循環，即：受熱強的水冷壁管子→管壁溫度高→單位工質的吸熱量大→工質產汽率高→流動阻力大→工質流量低→工質從水冷壁管吸收的總體熱量少→管壁溫度進一步升高。所以該型鍋爐實際運行中，在鍋爐負荷較低尤其是在亞臨界工況運行時，爐內燃燒一旦發生波動（有時甚至是細微波動），往往會出現水冷壁管壁溫度飛速上升，運行人員往往還來不及采取調整措施就已經出現超溫。

要解決上述問題，有兩種方法，一是從燃燒側調整，保證所有水冷壁管的受熱強度均衡，但由于W型火焰超臨界直流鍋爐的燃燒器是在鍋爐拱部沿爐寬方向分布，在鍋爐投切燃燒器的過程中，必然會出現局部區域的燃燒強度偏高或偏低，因此保證爐內燃燒的絕對均勻性是無法實現的，只能通過一些措施盡可能減少燃燒的不均衡性，有限地改善水冷壁管受熱均勻度；二是在工質側采取措施，目前國內W型火焰超臨界直流鍋爐，在工質側采取的措施一般都是提高工質（給水）入口溫度、降低中間點過熱度等，這些措施可以提高水冷壁水動力穩定性和減少水冷壁總吸熱量，但無法緩解水冷壁管的傳熱惡性循環（即受熱強的水冷壁管子→管壁溫度高→工質流量低→管壁溫度進一步升高）。綜上所述，目前國內W型火焰超臨界直流鍋爐對水冷壁超溫采取的防治措施實際應用效果有限，無能夠有效緩解水冷壁管傳熱惡性循環的措施。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種有效緩解W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管屏容易出現的傳熱惡性循環，極大地減少水冷壁超溫頻次，提高鍋爐運行安全性的控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，以克服現有技術的不足。

本發明的技術方案是：控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，其方法針對鍋爐在亞臨界工況下運行時，該方法是通過調節汽輪機進汽調門開度盡量提高鍋爐主蒸汽壓力；通過提高鍋爐主蒸汽壓力增加水冷壁工質的工作壓力，從而降低水冷壁管中工質的密度差，使受熱強的水冷壁管子其工質流動阻力的增加量減少，從而緩解W型火焰超臨界鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現的傳熱惡性循環。

上述控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法是，其系統包括水冷壁進口聯箱、水冷壁出口聯箱、分離器和蒸汽輪機進汽調節閥，當鍋爐在亞臨界工況下運行時，調節汽輪機進汽調門的開度，通過流體系統的壓力傳遞提高分離器以及水冷壁出口聯箱、水冷壁進口聯箱中流質的壓力，從而提高水冷壁工質的工作壓力，低水冷壁管中工質的密度差，使受熱強的水冷壁管子其工質流動阻力的增加量減少，緩解W型火焰超臨界鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現的傳熱惡性循環。

前述的控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法是，其提高鍋爐主蒸汽壓力所調節的閥門為蒸汽輪機進汽調節門。

?

與現有技術比較，本發明通過提高鍋爐低負荷運行時的主蒸汽壓力這一簡單的措施，可以有效緩解W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管屏容易出現的傳熱惡性循環，使運行人員有充足的時間針對水冷壁溫度高的區域進行相應調整，從而極大地減少水冷壁超溫頻次，提高鍋爐運行安全性。?

附圖說明書