0、引言
鍋爐滅火是火力發(fā)電廠的頻發(fā)事故，而且滅火原因都比較平常，燃燒調(diào)整不合理、煤種突變、鍋爐輔機(jī)故障、保護(hù)裝置誤動(dòng)、人員誤操作等眾多原因都可能導(dǎo)致鍋爐滅火事故的發(fā)生。尤其是大機(jī)組均采用單元制設(shè)計(jì)，滅火將直接影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行及使用壽命的消耗，并影響機(jī)組負(fù)荷。但對(duì)于600MW及以上的大型機(jī)組而言，發(fā)生滅火就停機(jī)，一方面鍋爐的余熱得不到充分利用，另一方面大型機(jī)組重新啟動(dòng)的成本太高，恢復(fù)到滅火前狀態(tài)的時(shí)間也較長，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行影響較大。如果能做到滅火不停機(jī)并保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到滅火前的狀態(tài)，對(duì)于提高大型火力發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性及電網(wǎng)的安全性都具有特殊的意義，并能提高火電廠的市場競爭力，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、爐跳機(jī)的兩種邏輯
第一種邏輯是鍋爐滅火后汽機(jī)即跳閘、發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列。這時(shí)，現(xiàn)場處理又有2種結(jié)果： ①滅火原因很清楚，可以馬上進(jìn)行通風(fēng)、點(diǎn)火，在汽輪機(jī)惰走階段即重新掛閘、沖轉(zhuǎn)、并列、接帶負(fù)荷，經(jīng)過一段時(shí)間機(jī)組達(dá)到滅火前狀態(tài)。②鍋爐滅火后不能很快點(diǎn)火，汽機(jī)跳閘后，投入盤車裝置，待鍋爐異常消除后汽機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)下啟動(dòng)。
第二種模式是鍋爐滅火后汽機(jī)不跳閘、發(fā)電機(jī)仍然并列運(yùn)行。運(yùn)行人員以較快的速度將機(jī)組有功減至適當(dāng)水平，維持機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行。待鍋爐點(diǎn)火后，機(jī)組很快恢復(fù)至滅火前狀態(tài)。
2、托克托發(fā)電廠爐跳機(jī)邏輯及“低汽溫保護(hù)”定值
托克托電廠1、2#機(jī)，汽輪機(jī)是日立機(jī)組，高中壓合缸，鍋爐是哈爾濱鍋爐，燃燒器是四角切圓方式。
在投產(chǎn)時(shí)，根據(jù)其他火電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)引起鍋爐滅火的絕大多數(shù)原因是正負(fù)壓保護(hù)及汽包水位異常保護(hù)裝置動(dòng)作，燃燒突變調(diào)整不及時(shí)等，滅火原因較明確、易判斷。鑒于這種情況，我廠于2003年在1、2#機(jī)組投產(chǎn)時(shí)就將機(jī)爐保護(hù)邏輯改為爐滅火后汽輪機(jī)不跳閘、電氣仍并列運(yùn)行模式。MFT與上汽包水位高三值跳機(jī)，此定值由廠家同意，定為38lmm，保證事故情況下，汽輪機(jī)不發(fā)生水沖擊，并取消MFT后旁路動(dòng)作邏輯。而且我廠
二、三期4臺(tái)機(jī)組的聯(lián)鎖均為鍋爐滅火后汽機(jī)不跳閘、電氣不解列模式。
而汽輪機(jī)由“低汽溫保護(hù)”保護(hù)實(shí)現(xiàn)停機(jī)，并得到日立廠家人員的認(rèn)可，在該汽溫以上能夠保證汽輪機(jī)的安全。具體定值是：當(dāng)負(fù)荷小于3 5%，溫度低于422℃時(shí)，3取2跳機(jī)（在啟機(jī)時(shí)主汽溫大于498℃保護(hù)投入），負(fù)荷大于35%時(shí)，溫度低于478℃，3取2跳機(jī)。一般鍋爐滅火后主汽壓力降到9MPa左右，在達(dá)到低汽溫時(shí)蒸汽過熱度有150℃以上，足夠保證汽輪機(jī)的安全。
3、鍋爐滅火對(duì)汽輪機(jī)的影響
無論實(shí)行哪種邏輯的機(jī)組，在鍋爐滅火后的處理過程中，由于汽溫的降低及進(jìn)汽量的減少都會(huì)引起缸溫的下降，即引起汽輪機(jī)的強(qiáng)制冷卻。這樣，會(huì)產(chǎn)生3個(gè)方面的問題：①金屬材料的溫降速率；②金屬材料的溫降幅度；③汽缸上下缸溫差。
汽輪機(jī)低周疲勞壽命消耗取決于金屬材料的溫度變化率及溫度變化幅度。即汽輪機(jī)每次溫度變化引起的壽命消耗取決于它的溫度變化率及溫度變化幅度，溫度變化率及溫度變化幅度越大，轉(zhuǎn)子內(nèi)部引起的熱應(yīng)力也越大，循環(huán)壽命消耗的百分?jǐn)?shù)也越大，必將縮短汽機(jī)的使用壽命。
汽輪機(jī)上下缸溫差及內(nèi)外壁溫差過大，將引起汽缸變形而導(dǎo)致通流部分動(dòng)靜間隙發(fā)生變化，當(dāng)溫差增大到一定程度使動(dòng)靜間隙消失，造成動(dòng)靜摩擦事故發(fā)生。另外，金屬溫差增大到一定程度使內(nèi)部熱應(yīng)力超過其屈服極限時(shí)，汽缸或轉(zhuǎn)子將發(fā)生永久變形。
4、托電1、2#機(jī)鍋爐滅火汽輪機(jī)跳閘與不跳閘過程參數(shù)分析
4.1汽輪機(jī)跳閘時(shí)過程分析
2005年10月19日10時(shí)06分，1#機(jī)467MW，主參數(shù)正常，發(fā)生線路跳閘啟動(dòng)安全切機(jī)裝置跳機(jī)，這屬于鍋爐、汽輪機(jī)同時(shí)跳閘。鍋爐開始吹掃點(diǎn)火，10：30鍋爐點(diǎn)火，14：24汽輪機(jī)開始沖轉(zhuǎn)，14:41發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，15:51恢復(fù)到300MW退出全部油槍，廠用電切換完畢，從點(diǎn)火算起共用時(shí)5小時(shí)21分，耗油29.5t，少發(fā)電200萬千瓦，向外購電8.6萬千瓦，發(fā)生一次非停，經(jīng)濟(jì)上損失明顯。
由于是熱態(tài)啟動(dòng)，在沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)時(shí)汽輪機(jī)脹差缸脹參數(shù)變化明顯，高中壓缸脹差由- 0.683mm降至- 0.849mm；低壓脹差由13.09mm降至9.439mm，幅度最大；軸位移由0.108mm降至- 0.399mm；缸脹由28.584mm降至27.558mm。主汽溫下降幅度較大，10:50主汽512℃再熱529℃，1 1：19主汽426℃再熱412℃，變化速率分別是2.96℃/min和4.03℃/min。
4.2汽輪機(jī)不跳閘時(shí)的過程分析
2005年12月04日20點(diǎn)25分，2#機(jī)組發(fā)生鍋爐正壓保護(hù)裝置動(dòng)作滅火事故。事故前，機(jī)組帶負(fù)荷350MW，汽機(jī)各參數(shù)運(yùn)行穩(wěn)定。滅火后，值班人員快速將負(fù)荷降至42MW，主汽壓最低9.9IMPa，鍋爐迅速吹掃點(diǎn)火。20：46點(diǎn)火成功，先投入上層油槍，為保證汽溫迅速上升，先啟動(dòng)B磨。23:40恢復(fù)至300MW退全部油槍，其中耗油26t，損失電量120萬千瓦。
這段時(shí)間內(nèi)，主汽溫由20:25的542℃降至21:07最低448℃，速率2.3℃/min，再熱最低降至438℃，速率2.84℃/min，溫度回升耗時(shí)42min。高壓脹差由1.06mm降至0.05mm；低壓脹差由14.215mm降至13.964mm；缸脹由24.735mm降至23.473mm；參數(shù)變化不大。
4.3鍋爐滅火汽機(jī)跳閘與不跳閘情況下的對(duì)比
汽機(jī)不跳閘帶一定負(fù)荷時(shí)，蒸汽對(duì)汽輪機(jī)是進(jìn)行的不間斷冷卻，而停機(jī)后啟動(dòng)屬于熱態(tài)啟動(dòng)，在沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)時(shí)，汽輪機(jī)受到蒸汽的突然冷卻。從參數(shù)可知，熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)汽輪機(jī)被突然冷卻，脹差最大變化幅度低壓脹差是3.651mm，而汽輪機(jī)不停時(shí)是0.251mm。而汽機(jī)跳閘與不跳閘在升負(fù)荷階段汽溫的降幅基本相當(dāng)，但汽機(jī)跳閘時(shí)溫度變化速率大，因此汽機(jī)不跳閘由于沒有突然冷卻的過程，參數(shù)變化相對(duì)更加平穩(wěn)，產(chǎn)生的交變應(yīng)力不大，對(duì)汽輪機(jī)較安全。
汽機(jī)跳閘后，要再次沖轉(zhuǎn)、升速，汽輪發(fā)電機(jī)組要通過臨界轉(zhuǎn)速，增大了軸系故障的可能性。尤其是國產(chǎn)600MW機(jī)組，熱態(tài)啟動(dòng)容易出現(xiàn)異常。
600MW大型汽輪機(jī)低負(fù)荷時(shí)汽缸內(nèi)壓力也是正壓，不存在從抽汽口反汽的可能，只要監(jiān)視好凝汽器水位即可。在這方面，停機(jī)與不停機(jī)上下缸溫差基本一樣，變化不大。另一方面，停爐不停機(jī)只要控制好溫度下降幅度及速度，對(duì)汽輪機(jī)振動(dòng)基本沒有影響。
停機(jī)后啟動(dòng)耗費(fèi)的時(shí)間長，電量損失大，滅火不停機(jī)無須進(jìn)行廠用電的切換，從這方面看，不停機(jī)的經(jīng)濟(jì)性更高。不停機(jī)還能夠減少一次對(duì)電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)的沖擊，對(duì)發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的安全運(yùn)行也有好處：另一方面，在全廠有多臺(tái)機(jī)組故障檢修的情況下，發(fā)生滅火后能夠迅速恢復(fù)一臺(tái)機(jī)組，保證公用系統(tǒng)的運(yùn)行，特別是冬季全廠保證公用系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于防凍，意義相當(dāng)重大。
5、鍋爐滅火汽機(jī)不跳閘時(shí)，影響汽機(jī)金屬溫度的因素
(1)降負(fù)荷速度。鍋爐滅火后，由于汽輪機(jī)熱負(fù)荷完全靠鍋爐本體的蓄熱來維持，所以，在事故處理時(shí)降負(fù)荷速度宜快不宜慢，否則將加大主汽壓力、溫度降幅及速率，最后，造成汽輪機(jī)的過度冷卻，同時(shí)又影響點(diǎn)火后的恢復(fù)，延長事故處理時(shí)間。降負(fù)荷速度主要根據(jù)主汽壓力來控制，只要壓力沒有上升的趨勢就繼續(xù)關(guān)調(diào)門，直到降至9 -10MPa的水平。
(2)最低負(fù)荷。鍋爐滅火后機(jī)組所帶低負(fù)荷的高低決定了鍋爐蒸發(fā)量，也決定了冷卻汽輪機(jī)的蒸汽量。如負(fù)荷過高，將加大主汽壓力、溫度降幅及速率。同時(shí)，這一負(fù)荷又不能過小，否則，由于鼓風(fēng)將引起汽輪機(jī)排汽溫度的升高。根據(jù)我廠的經(jīng)驗(yàn)，最低負(fù)荷以額定負(fù)荷的4% -8%為宜。
(3)點(diǎn)火后升負(fù)荷速度。升負(fù)荷速度影響著汽機(jī)金屬溫度最終的變化情況。在鍋爐剛點(diǎn)火時(shí)，由于加快了水冷壁的循環(huán)，剛開始時(shí)汽溫有個(gè)明顯的下降趨勢，所以鍋爐一旦點(diǎn)火成功，應(yīng)多投上層油槍，啟第一臺(tái)磨時(shí)盡量啟B磨，并注意爐膛燃燒情況�，F(xiàn)場處理事故時(shí)，只要鍋爐燃燒調(diào)整能跟上，溫度一回頭，應(yīng)盡快接帶負(fù)荷，這樣也有利于主汽溫度的恢復(fù)。
(4)蒸汽的升溫升壓控制。點(diǎn)火后，要按照升溫升壓曲線控制蒸汽參數(shù)，特別是要考慮燃料與負(fù)荷的匹配問題，防止在恢復(fù)的過程中發(fā)生超溫超壓事故，也不利于事故恢復(fù)甚至對(duì)汽輪機(jī)的安全構(gòu)成威脅。
6、托克托電廠鍋爐滅火不停機(jī)機(jī)爐側(cè)的技術(shù)措施
6.1鍋爐滅火不停機(jī)汽機(jī)側(cè)安全措施
(1)鍋爐滅火后，解除給水自動(dòng)，迅速打跳一臺(tái)小機(jī)，檢查電泵聯(lián)啟正常后，可以打跳另一臺(tái)小機(jī)（防止汽包水位控制不及時(shí)，汽輪機(jī)跳機(jī)或發(fā)生水沖擊事故），控制好汽包水位，這需要專人操作，汽包水位的控制是個(gè)關(guān)鍵。
(2)采取手動(dòng)關(guān)閉調(diào)門指令的方式，迅速減負(fù)荷至30 -40MW，降負(fù)荷速度可以控制在50 -100MW／min左右，主要根據(jù)機(jī)前壓力，保證安全門不動(dòng)作，并注意防止逆功率動(dòng)作，檢查高調(diào)門、高排門、各疏水門開啟正常，檢查軸封汽源的切換。為減小壓力下降幅度，可以關(guān)閉高壓加熱器汽側(cè)，除氧器倒輔汽。輔汽倒至其于機(jī)組帶，并加強(qiáng)凝汽器及除氧器水位監(jiān)視。監(jiān)視好大機(jī)參數(shù)，如主汽溫降至422℃，檢查低汽溫保護(hù)動(dòng)作，否則手動(dòng)停機(jī)。
(3)鍋爐點(diǎn)火成功后，機(jī)側(cè)疏水盡量全開，根據(jù)滑壓曲線帶負(fù)荷，．投入高壓加熱器汽側(cè)，除氧器倒四抽。盡快帶負(fù)荷至事故前狀態(tài)。
6.2鍋爐滅火不停機(jī)鍋爐側(cè)安全措施
(1)鍋爐滅火后，爐膛具備吹掃條件應(yīng)立即對(duì)爐膛進(jìn)行吹掃，查明跳閘原因，判斷具備點(diǎn)火條件，立即進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火，視汽溫、汽壓降低情況，可從上到下投入油槍。
(2)鍋爐點(diǎn)火后，控制好汽溫、汽壓上升速度，防止超溫超壓，磨煤機(jī)具備啟動(dòng)條件，方可啟動(dòng)制粉系統(tǒng)，并視情況，可以先啟動(dòng)B磨。啟磨時(shí)注意爐膛負(fù)壓。在事故恢復(fù)過程中，汽包水位盡量維持在- 178 - 50mm之間，防止汽包水位高跳機(jī)或發(fā)生汽輪機(jī)水沖擊。
7、結(jié)束語
對(duì)于600MW大型汽包鍋爐機(jī)組，滅火后汽機(jī)不跳閘時(shí)，只要機(jī)爐協(xié)調(diào)好，主汽壓力、溫度可維持在9MPa、440℃以上的水平，遠(yuǎn)離機(jī)組跳閘值，蒸汽過熱度大于150℃，滅火后汽機(jī)不跳閘對(duì)汽機(jī)運(yùn)行較為安全。滅火后汽機(jī)不跳閘方式下的事故處理時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)性更高，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行更安全，機(jī)組的市場競爭力較強(qiáng)。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)壁爐
2、
秸稈顆粒機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
