某电厂1000MW机组运行中锅炉烟气深度冷却器隔绝操作优化

汪鑫

摘  要：本文主要分析了某火力发电厂1000MW机组正常运行中锅炉烟气深度冷却器隔绝中的注意事项，并针对放水消压过程中进、回水管道异常振动进行分析，同时结合实际情况，优化烟气深度冷却系统隔绝操作，避免出现隔绝过程中出现的管路异常振动问题。

关键词：1000MW 火力发电;深度冷却器;隔绝;管路振动

某电厂1000MW机组为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型超超临界变压运行直流锅炉[1]。由于现用煤种与设计煤种偏差较大，粉尘排放量也较高，不能满足国家对粉尘排放标准的要求[2]。2013年依据锅炉运行情况，将锅炉设计的排烟温度由125.4℃降低至95℃[3]，在空气预热器出口至电除尘器入口共布置6台烟气深度冷却器。但随着近几年的长期运行，由于各种磨损加剧，多台烟气深度冷却器出现不同程度磨损泄露，导致深度冷却器处积灰严重，加大了机组补水率。某日由于在烟气深度冷却系统隔绝过程中由于前期分析不足，导致在系统消压放水3小时后，深度冷却器进、回水母管发生异常振动。本文主要就此次隔绝过程中发生的异常现象及处置、原因分析，并对隔绝操作进行优化。

一、深冷隔绝操作过程

01：38 负荷500MW，烟气深度冷却系统因泄露开始隔绝操作，确认缓慢烟气深度冷却器分流旁路调节阀以及烟气深度冷却器分流旁路调节阀旁路电动阀已开启。

02：22 依次关闭烟气深度冷却器进回水电动阀，并联系值班锅炉检修校严。

05：00 依据操作票、工作票要求开始放水消压操作，打开以下阀门：打开烟气深度冷却器再循环泵A、B入口排污阀、打开烟气深度冷却器再循环泵进、出口管道放水阀、烟气深度冷却器分流旁路调节阀旁路电动阀放水阀以及1-6号烟气深度冷却器进、出水联箱排空阀及放水阀。

因就地放水阀、排汽阀出汽量较大，2、3、5、6号深冷进回水箱放水、排空阀均开一半开度。

如图1所示，标红色箭头阀门及标蓝色箭头阀门为本次操作中开启的排空阀及放水阀。

08：44 机组涨负荷900MW，就地检查烟气深度冷却器进、回水母管振动剧烈。检查烟气深度冷却器进水流量大幅摆动。

08：50立即关闭2、3、5、6号烟气深度冷却器进回水总阀，并开启2、3、5、6号烟气深度冷却器各分层集箱排空阀及放水阀。同时联系检修校严烟气深度冷却器引水支路调节阀后手动阀及调节阀旁路手动阀。

09：13管道振动现象消失，流量计异常摆动现象消除，各排空及放水汽量逐渐减少。

二、管路异常振动原因分析

本次烟气深度冷却系统隔绝时间节点如下：02：22 依次关闭烟气深度冷却器进回水电动阀，04：20 进回水电动阀才校严完毕。05：00 开始放水消压操作，因就地放水汽量较大，2、3、5、6号深冷进回水箱放水、排空阀均只开一半开度。08：44 涨负荷，就地发现进回水母管振动剧烈。

由于烟气深度冷却系统进回水隔离阀为一道电动隔离阀，且烟气深度冷却引水支路电动阀及调阀未进行校验。结合异常发生后进、回水母管放水阀一直有连续水流现象，判断进、回水电动阀及引水支路电动阀、调阀发生内漏，进、回水母管放水阀前管路内一直存在流动的凝结水（图中蓝线部分）。

整个系统放水消压时间不足导致烟气深度冷却器内存水较多，在机组正常运行中，内部存水不断被烟气加热，在放水排空前，内部存水已被烟气不断加热。随着深度冷却器内部压力不断下降，导致冷却器内不饱和蒸汽快速转换为变成饱和蒸汽。但由于各烟气深度冷却器仅开启进、回水联箱排空、放水阀，其余各分支冷却器放水、排空阀均未开启，放水、排气量远远小于冷却器内产生的蒸汽量。未能及时排出的蒸汽回流回深冷进、回水母管（图中红线部分）。

随着负荷快速上涨，深度冷却器内存水大量汽化，凝结水压力也不断上升，烟气冷却器进、回水电动阀内漏量也在增加。炉侧蒸汽与机侧不饱和凝结水之间发生工质流动与热量交换，如图所示，红色线代表的蒸汽与蓝色线代表凝结水发生混合形成汽液两相流。导致烟气冷却器管路压力剧烈变化，进、回水母管发生剧烈振动。

三、深度冷却系统隔绝操作改进措施

1、改变操作顺序，优先逐一隔绝各个烟气深度冷却器进、回水总阀，并将各烟气深度冷却器各集箱放水、排空阀全部开启。在隔绝，消压放水完毕后，再对进、回水母管进行隔绝、消压、放水。

2、增加烟气深度冷却器引水支路调节阀后手动阀及烟气深度冷却器引水支路调节阀旁路阀的隔绝。

3、系统母管放水增加以下阀门：

1. 烟气深度冷却系统出水电动阀前管路至机组排水槽放水手动阀;

2. 烟气深度冷却系统进水电动阀后放水阀;

3. 烟气深度冷却系统出水电动阀前管路放水阀。

四、优化结果

异常发生后4个月后，某电厂同型号锅炉再次进行深度冷却系统隔绝操作，操作过程完全按照优化后的标准操作票操作。本文中所提及异常未发生。系统消压放水过程水温、压力变化稳定，管路未发生明显振动。

参考文献：

[1]谢德勇 3、4号机集控运行规程[R] 广东大唐国际潮州发电有限责任公司，2019

[2]李秀平，李博，谢津伦 燃煤锅炉低温余热利用技术应用分析[J] 中國电力，2011，44（12）：86-88.

[3]王存洋. 潮州电厂4号机组低温省煤器运行技术标准[S]. 青岛达能环保公司，2012.