1、 2020-1-660MW 超 临 界 W 火 焰 锅 炉 无 炉 水 循 环 泵 启动分析 袁达（中电（普安）发电有限责任公司，贵州普安，561503）660MW supercritical W flame boiler start analysis of no boiler water circulating pump YUAN Da CHINA POWER(PUAN)POWER GENERATION CO.,LTD PUAN 561503 CHINA)摘要：北京 B&W 公司制造的 660MW 超临界 W 火焰锅炉是 世界参数最高的 W 火焰锅炉，整个炉膛由下部垂直水冷壁和上部垂直水冷壁
2、构成，W 火焰锅炉因采用垂直水冷壁，水冷壁管间温差控制一直是难点问题，因水冷壁管 间温差过大造成水冷壁拉裂的事件屡见不鲜，超临界 W 火焰锅炉若采用无炉水循环泵启动，水冷壁的安全是要重点解决的问题，本文对中电（普安）发电有限责任公司（以下简称普安电厂）660MW 超临界 W 火焰锅炉无炉水循环泵启动的成功经验进行分析、总结，对指导超临界 W 火焰锅炉无炉水循环泵启动的安全控制很有借鉴意义。关键词：垂直水冷壁；管间温 差；无炉水循环泵启动；安全 Abstract：The 660MW supercritical W flame boiler manufactured by Beijing B&W
3、Company is the W flame boiler with the highest parameters in the world.The entire furnace is composed of a lower vertical water wall and an upper vertical water wall.The W flame boiler adopts a vertical water wall,and the temperature difference between the water walls is always controlled.It is a di
4、fficult problem.It is not uncommon for the water wall to crack due to the excessive temperature difference between the water wall tubes.If the supercritical W flame boiler is started with a boiler-free water circulating pump,the safety of the water wall is a key problem to be solved.This article ana
5、lyzes and summarizes the successful start-up experience of China Power(Puan)Power Generation Co.,Ltd.(hereinafter referred to as Puan Power Plant)of 660MW supercritical W-flame boiler without boiler water circulating pump，and has great safety control for guiding the start-up of the supercritical W-f
6、lame boiler furnace-free water circulating pump Reference meaning.Key word：Vertical water wall；Temperature difference between tubes；Start-up of no boiler water circulating pump；Safe1.前言 普安电 厂两 台 660MW 超 临界 W 火 焰锅 炉（型 号 B&WB-2146/26.15-M）是 北 京 B&W 公司制 造的 超临 界参 数、垂 直炉膛、一 次再热、平衡通 风、固态 排渣、全 钢构架、单 炉膛 露天岛
7、式布 置的 型 锅炉，锅 炉配有 带炉 水循 环泵的 内 置 式 启 动 系 统，锅 炉 启 动 最 小 流 量 大 于612t/h。整个炉 膛由 下部 垂直 水冷 壁和上 部垂 直水冷壁构 成，水系 统采 用集 中供水，分 散引 入、引出方 式。下 部垂 直水 冷壁 由 1570 根 水冷 壁管组成，上 部垂 直水 冷壁 由 1498 根 水冷 壁管 组成，上部水 冷壁 和下 部水 冷壁 均采用 膜式 全焊 接结构，由 钢管 和扁 钢制 成。为防止 垂直 水冷 壁受力拉裂，要 求水 冷壁 在任 何时候 相邻 管间 温度偏差不 大 于 50，不 相邻 管间温 度偏 差不 大于80。每台锅 炉
8、共 24 只燃 烧器，对称布 置在 锅炉的前后 拱上，前后 拱各 12 只燃烧 器。24 只 OFA喷口布 置在 锅炉 的前、后 拱的燃 烧器 上方，前后墙 各 12 只。2.锅 炉 无 炉 水 循 环 泵 启 动 过 程 分 析 2020-2-2.1 2019 年 02 月 22 日，02:30 锅炉点 火成 功。15:55 锅 炉升 温升 压至 主汽 压力 7.9MPa,主 汽温度 447，做汽 轮机 打闸 试验时 汽机 跳闸，锅炉 MFT 动作，16:12，锅炉 重新点 火成 功。19:50，汽轮机 挂闸 冲转，23:35 汽 轮机 3000r/min 定速。23:57，发变 组并 网成
9、 功。2.2 锅 炉无 炉水 循环 泵启 动主要 参数 控制：（1）02:30 解 除锅 炉给 水 流量低 MFT 保护（省 煤器 给水 流量 456t/h，锅炉 MFT），调整省 煤器 给水 流量 410t/h，锅 炉使 用油 枪点火，进 行暖 炉烘 炉。（2）06:40 启动 分离 器出 口压 力 1.0MPa，出口温 度 181，锅 炉油 枪 折算总 燃料 量 25t/h，总风量 800t/h，省煤 器给 水流量 420t/h，锅炉进行热 态冲 洗。（3）10:40 锅炉 热态 冲洗 结束，启 动 B 磨煤机运 行，11:59 启动 E 磨 煤机运 行，15:55 锅炉 升 温 升 压
10、至 主 汽 压 力 7.9MPa,主 汽 温 度447，做汽轮机打闸试验时汽机跳闸，锅炉MFT 动作，此 时启 动分 离 器出口 压 力 8.0MPa，出口温 度 295，锅 炉油、煤折算 总燃 料 量 69t/h，总风 量 972t/h，省煤 器给 水流 量 415t/h。（4）16:12，锅炉 重 新 点火 成 功，继续 进行升温 升压 操作，至 19:50 达汽轮 机冲 转参 数，此 时 启 动 分 离 器 出 口 压力 7.0MPa，出 口 温 度284，锅 炉油、煤 折算 总 燃料量 62t/h，总 风量 961t/h，省煤 器给 水流 量 410t/h。（5）23:57，发变 组
11、并 网成 功，此 时启 动分离器 出口 压 力 10.6MPa，出口 温 度 315，锅炉油、煤 折算 总燃 料量 76t/h，总风量 1032t/h，省煤器 给水 流 量 432t/h。本 次 锅 炉 启 动，控 制 省 煤 器 给 水 流 量410430t/h 稳 定不 变，通 过缓慢 增加 锅炉 燃料量和总 风量 进行 升温 升压 操作，启动 次中 间的B/E 磨 煤机 运行，防 止炉 膛热量 集中 造成 水冷壁局部 超温，整 个启 动过 程锅炉 水动 力良 好，水冷壁 温度 和水 冷壁 管间 温差未 超限，但 是由于无炉 水循 环泵 启动，启 动能耗 增加 一倍。3.锅炉无炉水循环泵启
12、动水冷壁安全性分析 炉膛下 部和 上部 均为 垂直 水冷壁，炉膛 前、后、左、右 共选 取 10 个 壁 温测点，对比 分析 启动 分 离 器 压 力 分 别 为 1.0MPa、7.0MPa、10.0MPa 时 的水 冷壁 温度 情况，如下 图 1。在锅炉 启动 过程 各阶 段，炉膛下 部垂 直水冷壁温 均远 低于 管壁 报警 温度（434），壁温最高管 段与 壁温 最低 管段 壁温差 均低 于 50。炉膛上 部垂 直水 冷壁 温均 远低于 管壁 报警 温度（534），壁温 最高 管段 与壁温 最低 管段 壁温差均低 于 50。启动 过程 锅炉上、下 部垂 直管水冷壁水动力良好，水冷壁运行安全
13、。图 1：炉 膛 水 冷 壁 温 度 Figure 1:The temperature of the water wall in the furnace 4.锅炉无炉水循环泵启动时影响水冷壁安 全 的 因 素 及 控 制 方 法 W 火 焰 锅 炉 出 现 水 冷 壁 拉 裂 泄 露 问 题 主要是在 机组 启动 初期 和低 负荷运 行阶 段，此时仅部分 磨煤 机、燃烧 器投 入运行，炉 膛内 的热负荷不 均衡，水 冷壁 管内 的温度 偏差 和膜 式壁鳍片的 温度 偏差 是非 常大 的，这 样容 易造 成水冷壁拉 裂。水冷 壁热 偏差 大是造 成水 冷壁 拉裂的最主 要原 因。W 火 焰锅 炉
14、燃烧 器前 后墙 拱上布 置、炉膛宽深比 较大 等，造 成 W 火 焰锅炉 热负 荷分 布不均。W 火 焰锅 炉水 冷壁 不 能制成 螺旋 管圈，只能制成 垂直 管圈，垂 直管 圈的布 置形 式无 法使水冷壁 均匀 吸热，导 致壁 温偏差 相对 较大，当水冷壁 管材 超温 后，材料 性能显 著下 降，许用应力急 剧降 低，此时 容易 由于受 热面 膨胀 不一致导致 拉裂。水 冷壁 超温 和热偏 差大 是属 于同166 174 185 185 169 175 182 170 185 168 284 291 291 291 283 291 290 292 291 290 315 314 314 3
15、15 315 314 315 316 315 313 0501001502002503003501MPa 7MPa 10MPa 2020-3-一类问 题，即 锅炉 水循 环 安全性，因此 保证 W火焰锅 炉水 循环 安全 性是 防止水 冷壁 拉裂 的根本措施。本 次锅 炉无 炉水 循环泵 启动 保证 水冷壁安全 的主 要控 制措 施如 下。（1）合 理控 制启 动流 量，保持省 煤器 给水流量 410 430t/h 稳 定不 变，减 小给 水扰 动，通过燃 烧调 整控 制锅 炉升 温升压 速度 和受 热面温度，整个 启动 过程 水冷 壁受热 均匀，事 实证明 660MW 超临界 W 火焰 锅炉
16、无 炉水 循环 泵启动时省 煤器 给水 流 量 410 430t/h 完全 满足 水冷壁安 全要 求。（2）严 格控 制投 油速 度和 投粉速 度，根据受热面 温升 速度 增加 燃料，严格 控制 汽温、壁温 温升速 率不大于 1/min，投 入油枪 时前后墙对称 均匀 投入，先 次中 间油枪，再 侧墙 位置油枪，最后 最中 间油 枪的 顺序投 油，同时 采取油枪每 隔 15 分 钟定 期切 换 方式，保 证炉 膛内 热负荷分 布均 匀。（3）优 化磨 煤机 启停 顺序 和组合 方式，机组启动 时为 防止 局部 热负 荷过高，在 不影 响燃烧的情 况下 按照 B 磨、E 磨、C 磨、D 磨、A磨
17、、F 磨的顺序 进行 启动，原则 上优 先启 动次中间磨 煤机（B/E 磨），后启动 侧墙 位置 的磨煤机（C/D 磨），最 后启 动最 中间磨 煤机（A/F），防止炉 膛中 间位 置热 负荷 过高，同时 在单 个燃烧器附 近水 冷壁 温度 过高 时，可 采取 单独 切除此燃烧 器的 办法 降低 水冷 壁温度。（4）合 理配 风，防 止炉 膛 中部缺 风。根 据超临 界 W 火 焰锅 炉上 部水 冷壁壁 温分 布特 点：沿炉宽 方向 一般 靠中 间位 置壁温 偏高，两 侧壁温低，采取 适当 增加 炉膛 中部风 量降 低中 部火焰温度，减 少炉 膛两 侧风 量提高 炉膛 两侧 火焰温度，有利 于
18、沿 整个 炉宽 方向热 负荷 均匀。即采取中 间大（50-55%），两边逐 渐减 小的 原则进 行 配 风（40-50%），也 就 是 拱 形 配 风 方 式，防止中 部缺 风。（5）保 持适 当的 锅炉 风箱 风压。风箱 风压过低，火焰 容易 贴墙，在 锅炉启 动过 程中 前、后墙二 次风 箱风 压不 宜低 于 0.2kPa，可通 过各风门的 配合 来进 行保 证，但单个 燃烧 器分 级风和套筒 风开 度不 得小 于 45%，防止 燃烧 不充 分。5.结论（1）660MW 级 W 火焰 锅炉采 用无 炉水循环泵 启动 是可 行的，在 炉水循 环泵 故障 不能运行时，为 保证 机组 启动 需要，可编 制运 行措施，采 用无 炉水 循环 泵启 动方式。（2）锅炉 采用 无炉水 循环 泵启动 方式 时，必须保 证锅 炉水 动力 循环 安全，防止 水冷 壁受热不均 造成 拉裂 损坏 事故。参 考 文 献 1北京 B&W 公司.B&WB-2146/26.15-M 型锅炉说明书，2016，50-G17300-0(REV.0)。2 普 安 电 厂 集 控 运 行 规 程，2020，Q/PAFD 11060201 2020。作者简 介 袁 达（1985-），男，湖 北孝 感人，大学本 科学 历，工程 师，中电（普 安）发电 有限 责任 公司，从 事 火电厂 集控 运行 管理 工作，。
