解決鍋爐減溫水壓力低的問題的辦法
2005-12-07
來源:安全文化網
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對某些型式機組,在設計和調試時經常會遇到給水泵的出口壓力不能在所有工況下滿足鍋爐減溫水噴水壓力要求的問題。這些機組的鍋爐燃燒方式一般前后墻對沖或垂直燃燒。為通過兩級噴水減溫器將過熱蒸汽溫度,調整至額定值。在不同鍋爐負荷時減溫噴水量變化較大。給水系統一般按2×50%汽動給水泵+1×50%電動調速給水泵方案配置,電動泵做為啟動泵和備用泵。給水系統不設主調節閥,只設30%給水調節旁路。當負荷在30%負荷以下時,給水流量由旁路調節閥單段調節,此時電動給水泵定速運行;當負荷高于30%時,流量調節通過改變泵的轉速,實現3段調節。此時,泵出口壓力為鍋爐省煤器入口壓力和管道阻力及高加阻力之和。
在鍋爐不同負荷時,減溫噴水量變化較大。在低負荷時,往往由于蒸汽壓力較低,水蒸汽汽化潛熱隨汽壓降低而增大,但同1臺鍋爐的蒸發受熱面及過熱受熱面的配比是不變的,所以減溫水量呈明顯上升趨勢,這樣就造成了減溫水系統的阻力,總趨勢是隨鍋爐負荷的降低而相對增大。對于變速泵給水系統,在30%~100%負荷范圍內,給水泵出口壓力隨鍋爐負荷降低而降低。這樣,在某些工況情況下給水泵的出口壓力有可能滿足不了減溫水噴水壓力要求的。據了解,上安電廠二期、湖北鄂州發電廠、邯峰發電廠在最初設計布置時就遇到這種情況(鍋爐均為FW公司的“W”形火焰燃無煙煤鍋爐),西柏坡電廠一期工程(鍋爐為BW公司的前后墻對沖燃燒方式)調試階段也遇到此類問題。此外,煤種變化及受熱面積灰程度,也將會影響減溫噴水量。?
2影響因素及解決方法?
首先應仔細核算各工況下,給水系統、減溫水系統阻力,減溫器噴嘴壓降等,并對其全面評估。設計時應要求鍋爐制造商提供詳細的減溫器阻力數據。即使給水泵出口壓力滿足不了減溫水噴水壓力要求,其差距通常也并不大,一般為200~300kPa左右。?
2.1影響因素?
2.1.1噴水壓降?
鍋爐制造商所提供的噴水噴嘴所需的壓力降是重要的評估因素之一。噴嘴所需壓力降有設計流量下的最大壓降和實際壓降之分。有時設計最大壓降比實際壓降大得多。可能按設計最大壓降計算時,給水泵出口壓力滿足不了減溫水噴水壓力要求;而按實際壓降計算時,給水泵出口壓力卻可滿足壓差要求。減溫水管路上均設有調節閥,閥的進出口壓差對調節特性也有影響,較大的壓差可提高系統的調節品質,但增加了系統阻力。?
2.1.2噴水量?
噴水量也是重要的影響因素之一。噴水量增大,會增大系統阻力。這種情況一般發生在高壓加熱器停運時。此時,鍋爐給水溫度明顯降低,從而造成過熱器噴水量顯著上升。在確定減溫水系統管子直徑時,應考慮諸類因素,選用較大的管徑可減小系統阻力。?
2.2解決方法?
當給水泵出口壓力不能滿足鍋爐過熱器所要求的減溫噴水壓力時,目前解決方法一般有2種:一是在給水泵上增加一級葉輪,將減溫水進一步增壓。二是在給水系統減溫水引出處和省煤器入口間設置ON/OFF型節流孔板。當節流孔板處在ON位置時,可產生節流壓差(一般約為600~800kPa);當節流孔板處在OFF位置時,則幾乎無阻力。?
上述2種方法在國內外工程中均有應用。如山東鄒縣電廠三期工程采用Weir泵帶增壓級來提升減溫水壓力;而上安電廠二期(2×300MW)、邯鄲2×200MW供熱機組等項目,則采用了增設節流孔板方案。
2種方案均增加了投資。確定方案時,應做技術經濟比較。從技術角度看,增壓泵方式較為復雜,每臺泵都要設,電耗較大,且維護量也大。而孔板方案,僅需在主管上設置一件電動ON/OFF節流孔板,其結構較為簡單,類似于在閘閥的閥板上開1個孔,對于300MW機組,進口1臺設備約5~6萬美元;如能做到國產化,則費用還可低許多。?
3實例分析?
基于以上原因,在邯峰發電廠2×660MW工程前期技術談判中,中方就如何解決鍋爐減溫水壓力偏低問題與SIMENS公司進行了協商。最后確定,采用安裝在高壓加熱器出口給水管道上的1個調節閥(Pinch閥)來維持必須的過熱器減溫水壓力,Pinch閥的功能類似于電動ON/OFF節流孔板的功能。?
邯峰發電廠的給水系統按2×50%汽動給水泵+1×35%電動調速給水泵方案配置,電動給水泵做為啟動泵和備用泵。在正常滿負荷運行時,給水由2臺汽動給水泵經2臺高壓加熱器后送入省煤器,給水流量由給水泵的轉速控制。電動給水泵作為備用。當1臺汽動給水泵故障時自動切入;當負荷低于35%時使用電動給水泵。
Pinch閥用來在機組降負荷時維持高壓噴水減溫控制閥及相應噴嘴有足夠的壓降。通過調整Pinch閥來維持減溫水管道內的壓力,即增加此閥的壓降后而增加了噴水系統的背壓,背壓的提高可使噴水霧化良好并與主蒸汽良好混合。?
從機組調試和運行來看,Pinch閥基本起到了預期的作用。但是,當投入自動調節時,由于Pinch閥的調節會對整個給水系統的流量和壓力產生綜合影響,因此對調整精度的要求非常嚴格。