0、引言
    在300 MW循環(huán)流化床(CFB)鍋爐運(yùn)行中，高溫絕熱旋風(fēng)分離器、回料閥、外置床、風(fēng)道燃燒器等設(shè)備內(nèi)的耐磨耐火保溫材料在高溫物料高速循環(huán)中，易產(chǎn)生裂紋或坍塌，循環(huán)的高溫物料就會(huì)把表面材料燒紅，進(jìn)而燒壞，最終爆裂；另外，回料閥回料腿到爐膛處的非金屬膨脹節(jié)也容易被燒壞、吹破，極易造成高溫物料泄漏事故。因物料溫度較高，一旦泄漏，危害性極大，必須停爐進(jìn)行搶修。利用300 MWCFB鍋爐蓄熱能力較強(qiáng)的特點(diǎn)．可把機(jī)組負(fù)荷降到最低，采取壓火的方式運(yùn)行，從而減少機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)，使機(jī)組能快速恢復(fù)正常運(yùn)行，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性。
1、300 MWCFB鍋爐機(jī)組簡介
   1、2號(hào)鍋爐是引進(jìn)法國ALSTOM公司技術(shù)．由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)制造的HG -1025/17.5 -L.HM37型循環(huán)流化床鍋爐．是全國首臺(tái)和第2臺(tái)國產(chǎn)化300 MW CFB鍋爐。汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司制造的N300 -16.7/537/537型亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)．具有較好的熱負(fù)荷和變負(fù)荷適應(yīng)性，采用數(shù)字式電液調(diào)節(jié)(DEH)系統(tǒng)，機(jī)組能在冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)等不同工況下啟動(dòng)，并可采用定壓和定一滑一定壓運(yùn)行方式中的任一種運(yùn)行．調(diào)峰運(yùn)行時(shí)宜采用定一滑一定壓運(yùn)行，滑壓運(yùn)行的范圍是30%～90%經(jīng)濟(jì)負(fù)荷(ECR)。2臺(tái)機(jī)組分別于2006年6月3日和8月27日．順利通過168 h試運(yùn)．并投入商業(yè)運(yùn)營。鍋爐燃燒側(cè)主要由褲衩形雙水冷布風(fēng)板結(jié)構(gòu)的爐膛、4個(gè)直徑約8m的高溫絕熱旋風(fēng)分離器、4個(gè)非機(jī)械型單路自平衡式回料閥、4臺(tái)對(duì)稱布置的外置式換熱器（外置床）、尾部對(duì)流煙道、四分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、冷渣器等七大部分組成。鍋爐除在燃燒室、分離器、回料閥和外置式換熱器等有關(guān)部位設(shè)置非金屬耐火防磨材料外，還在尾部對(duì)流受熱面、燃燒室有關(guān)部位采取了金屬材料防磨措施．以有效保障鍋爐連續(xù)安全運(yùn)行。300 MW級(jí)CFB鍋爐有4000t以上耐磨耐火材料，加之床料量為給煤量的數(shù)倍，使得鍋爐具有相當(dāng)大的熱慣性。熱慣性大的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在2方面：首先，在機(jī)組額定工況運(yùn)行時(shí)，有較強(qiáng)的自穩(wěn)定作用，能抵抗各種一定強(qiáng)度的內(nèi)外擾動(dòng)；其次，如果壓火處理時(shí)間較短，可直接投煤啟動(dòng)。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、壓火過程分析
    表1為2006-10-08紅河電廠1號(hào)機(jī)組壓火記錄。
    (1)從表l可看出，雖然鍋爐停運(yùn)時(shí)間已達(dá)lOh，但是機(jī)前主蒸汽溫度僅下降了88℃．再熱汽溫下降了109℃，主蒸汽過熱度始終保持在200℃以上，汽缸第一級(jí)金屬溫度只下降了71℃．中壓缸隔板套金屬溫度下降了75℃．脹差從9.60 mm下降到8.47 mm，汽輪機(jī)其他參數(shù)均正常；爐膛密相區(qū)兩側(cè)床溫均在400℃以上，這對(duì)機(jī)組快速恢復(fù)帶負(fù)荷是特別有利的。
    (2)90%額定負(fù)荷情況下，如鍋爐壓火時(shí)間在10h以內(nèi)，一般主蒸汽壓力最低能維持到3 MPa以上，主蒸汽過熱度仍有200℃以上，足以保證汽輪機(jī)的安全。
    (3)鍋爐在處理回料閥、非金屬膨脹節(jié)等缺陷時(shí)，在準(zhǔn)備充分的情況下，10h時(shí)間足夠完成，為鍋爐機(jī)組故障搶修獲得寶貴時(shí)間。
3、壓火的對(duì)比分析
3.1汽輪機(jī)安全性
    (1)鍋爐停運(yùn)汽輪機(jī)不跳閘帶一定負(fù)荷時(shí)，蒸汽對(duì)汽輪機(jī)是一個(gè)不間斷的冷卻過程。而短時(shí)停機(jī)消缺后啟動(dòng)．通常屬于熱態(tài)啟動(dòng)，在汽輪機(jī)沖車時(shí)，汽輪機(jī)對(duì)主蒸汽參數(shù)的要求較高，通常汽輪機(jī)先被冷卻后被加熱，產(chǎn)生交變應(yīng)力，引起金屬部件熱疲勞，縮短汽輪機(jī)壽命。
    (2)機(jī)組啟停過程中，脹差變化較大，汽輪機(jī)上下缸溫差較大。熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)汽輪機(jī)被突然冷卻，脹差最大變化幅度約4.0 mm，而壓火處理時(shí)，僅約1.5 mm。而停機(jī)后啟動(dòng)與壓火處理后啟動(dòng)，在升負(fù)荷階段汽溫的降幅基本相當(dāng)．但停機(jī)后啟動(dòng)時(shí)溫度變化速率大．因此壓火處理后啟動(dòng)由于汽輪機(jī)沒有突然被冷卻的過程，參數(shù)變化相對(duì)更加平穩(wěn)，產(chǎn)生的交變應(yīng)力較小，對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行更加安全。
    (3)機(jī)組解列后，需要重新沖車、升速，在此過程中，汽輪發(fā)電機(jī)組要高于臨界轉(zhuǎn)速，增大了軸系故障的可能性．尤其熱態(tài)啟動(dòng)更容易出現(xiàn)異常。
3.2 CFB鍋爐的保護(hù)
    CFB鍋爐的一大特點(diǎn)就是爐內(nèi)有大量床料，床料絕大部分是惰性的灰渣，其中可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)占很小的一部分，床料量一般為給煤量的數(shù)倍，加上CFB鍋爐爐膛及循環(huán)回路敷設(shè)了大量耐火耐磨材料及保溫材料，使CFB鍋爐具有很大的蓄熱量。在運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)機(jī)組解列，蒸汽循環(huán)和給水循環(huán)破壞，水冷壁、過熱器、再熱器及省煤器的管壁容易超溫甚至損壞。特別是外置床內(nèi)流化物料較多，蓄熱量較大，而壓火能保證再熱器換熱管內(nèi)有一定的蒸汽流過，避免再熱器“干燒”。
3.3發(fā)電機(jī)變壓器組及電網(wǎng)的安全
    發(fā)電機(jī)的啟停，使鐵芯和繞組發(fā)生差動(dòng)膨脹，會(huì)導(dǎo)致端部結(jié)構(gòu)振動(dòng)，以致造成絕緣磨損、開裂，接頭開焊．接地等故障；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、轉(zhuǎn)子繞組和主變壓器、高壓廠用變壓器繞組在每次啟停中同樣承受交變應(yīng)力，通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)力還會(huì)加大，從而引起發(fā)電機(jī)變壓器組設(shè)備疲勞損傷；此外，壓火還能夠減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊次數(shù)．對(duì)發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的安全運(yùn)行更有利。
3.4經(jīng)濟(jì)性
    停機(jī)后重新啟動(dòng)所需時(shí)間較長，電量損失大。壓火到壓火恢復(fù)所需時(shí)間較停機(jī)時(shí)短．且無須進(jìn)行廣用電的切換．可節(jié)省停機(jī)時(shí)向外購電的費(fèi)用，還可減少一次非計(jì)劃停機(jī)。從這些方面看，壓火的經(jīng)濟(jì)性更高。
3.5其他
    停機(jī)后的啟動(dòng)過程，要經(jīng)歷沖車、并網(wǎng)、切換廠用電等重大操作，工作量相對(duì)較大，在機(jī)組啟動(dòng)過程中的故障幾率也相應(yīng)增加。而在壓火檢修鍋爐設(shè)備故障期間，一旦有異常情況時(shí)能夠及時(shí)恢復(fù)，保證公用系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
4、壓火對(duì)汽輪機(jī)的影響
4.1降負(fù)荷速度
    停爐后，為了增加鍋爐的蓄熱量，選擇一個(gè)高的負(fù)荷點(diǎn)停給煤線，降負(fù)荷時(shí)在安全門不動(dòng)作的前提下，盡量保持較高的汽包壓力。所以，在事故搶修時(shí)降負(fù)荷速率宜快不宜慢，否則將加大主蒸汽壓力、溫度下降幅度．最后造成汽輪機(jī)的過度冷卻，同時(shí)又影響啟動(dòng)后的恢復(fù)，延長事故處理時(shí)間。
4.2最低負(fù)荷
    停爐后機(jī)組所帶負(fù)荷的高低決定了鍋爐蒸發(fā)量，也決定冷卻汽輪機(jī)的蒸汽量。如負(fù)荷過高，將加大主蒸汽壓力、溫度降幅、速率。同時(shí)，這一負(fù)荷又不能過小，否則，由于鼓風(fēng)摩擦損失將引起汽輪機(jī)排汽溫度的升高，甚至超限。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，最低負(fù)荷以額定負(fù)荷的5%為宜。
4.3汽缸各段抽汽
    汽輪機(jī)各段抽汽均與下汽缸連接．低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，各段抽汽均有一定的低溫蒸汽對(duì)下缸進(jìn)行冷卻，增大上下缸溫差。因此，在停爐前將輔汽聯(lián)箱汽源切換為鄰機(jī)供應(yīng)，在停爐后解除高、低壓加熱器是很重要的。
4.4升負(fù)荷速度
    升負(fù)荷速度直接影響汽輪機(jī)金屬溫度最終的變化情況．理論上在高溫下應(yīng)盡量減少低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，否則將引起缸溫的大幅度降低。鍋爐缺陷處理完畢后，只要鍋爐床溫能滿足要求，應(yīng)及時(shí)投煤，盡快帶負(fù)荷，將有利于主蒸汽溫度的回升。
4.5蒸汽的升溫升壓控制
    壓火恢復(fù)時(shí)．啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)床料正常流化后，當(dāng)床溫降至400℃以下時(shí)，應(yīng)停止給煤，投入風(fēng)道燃燒器油槍，并且要控制外置床的流化風(fēng)量。只要床溫在400℃以上．立即以最小給煤量間斷給煤，提高床溫。這一階段如果給煤量過大，會(huì)引起爆燃，汽溫超限難以控制，甚至對(duì)汽輪機(jī)的安全造成威脅，應(yīng)嚴(yán)格按照升溫升壓曲線控制蒸汽參數(shù)。
5、壓火的技術(shù)措施
    (1)停爐前試驗(yàn)機(jī)組交、直流潤滑油泵、頂軸油泵、盤車裝置啟停正常。確認(rèn)廠用電快切裝置在熱備用狀態(tài)，風(fēng)道燃燒器油槍在備用狀態(tài)，柴油發(fā)電機(jī)試運(yùn)正常后投入自動(dòng)。
    (2)經(jīng)總工程師批準(zhǔn)后退出“發(fā)電機(jī)逆功率”、“低真空”、”鍋爐跳閘聯(lián)跳汽輪機(jī)”保護(hù)、“失去燃料”動(dòng)作鍋爐主燃料跳閘(MFT)保護(hù)、“總風(fēng)量小于25%”動(dòng)作鍋爐MFT保護(hù)、“2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)跳閘”動(dòng)作鍋爐跳閘保護(hù)、“所有流化風(fēng)機(jī)跳閘”動(dòng)作鍋爐跳閘保護(hù)。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
    (3)在鍋爐給煤機(jī)停止前，盡量保持主蒸汽參數(shù)16.7 MPa、537℃，再熱蒸汽溫度537℃。
    (4)把輔汽聯(lián)箱汽源倒為鄰機(jī)供應(yīng)，檢查機(jī)組軸封各路汽源（包括輔助汽源、冷再熱蒸汽汽源和主蒸汽汽源）疏水已盡，處于熱備用狀態(tài)。根據(jù)機(jī)組負(fù)荷及軸封供汽壓力、溫度與高中壓缸兩側(cè)軸端金屬溫度的匹配情況，選擇投入相應(yīng)汽源．確保軸封壓力正常、機(jī)組真空正常。
    (5)啟動(dòng)電泵逐漸帶負(fù)荷與一臺(tái)汽泵并列運(yùn)行，停運(yùn)另一臺(tái)汽泵運(yùn)行．安排專人對(duì)汽包水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)負(fù)荷情況停運(yùn)另一臺(tái)汽泵。
    (6)將機(jī)組控制方式由協(xié)調(diào)切為手動(dòng)控制，并由順序閥切換為單閥運(yùn)行。
    (7)停止4條給煤線，關(guān)嚴(yán)外置床錐形閥，調(diào)整一次風(fēng)量和送風(fēng)量，使一次風(fēng)量和送風(fēng)量維持當(dāng)前風(fēng)量，當(dāng)鍋爐出口兩側(cè)氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)升至20%．將一次風(fēng)機(jī)快速減到空載，停運(yùn)2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、停運(yùn)高壓流化風(fēng)機(jī)，通知檢修消除缺陷。
    (8)停止高、低壓加熱器汽側(cè)運(yùn)行；投入低壓缸噴水，控制低壓缸排汽溫度小于65℃：
    (9)手動(dòng)快速關(guān)小主機(jī)調(diào)節(jié)門，維持機(jī)前壓力16 MPa，將負(fù)荷降至15 MW后投入功率回路，安排專人控制好汽溫、監(jiān)視各受熱面壁溫。
    (10)將除氧器加熱汽源切換至輔助蒸汽，保持較高給水溫度（150℃以上）；
    (11)當(dāng)主蒸汽過熱度小于80℃時(shí)，開啟主、再熱蒸汽管道疏水及本體疏水。
    (12)在壓火過程中如果發(fā)生下列情況之一，應(yīng)立即打閘停機(jī)：a．過熱、再熱汽溫失控或汽溫10 min內(nèi)下降50℃；b．高壓內(nèi)缸外壁上、下溫差增大超過42℃；c．高中壓外缸（中壓進(jìn)汽處）上、下溫差增大超過56℃：d．機(jī)組各瓦發(fā)生異常振動(dòng)：e．汽缸負(fù)脹差小于-1.5 mm;f-機(jī)組各瓦溫度發(fā)生異常升高；g．軸向位移增大，超過±1.0mm;h．鍋爐汽包水位失控。
6、結(jié)語
    對(duì)于300 MW CFB鍋爐機(jī)組，在鍋爐停運(yùn)機(jī)組不解列的情況下，只要機(jī)爐間的操作協(xié)調(diào)好，主蒸汽壓力維持在3 MPa以上、主蒸汽溫度維持在450℃以上，主蒸汽過熱度大于200℃，對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行，鍋爐各受熱面的保護(hù)．電網(wǎng)的安全及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性都是非常有利的。在壓火的運(yùn)行方式下，如果鍋爐故障設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)能搶修完，一方面鍋爐的余熱能夠得到充分利用，能以較快的速度帶滿負(fù)荷；另一方面可減少機(jī)組的非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)．對(duì)于提高300 MWCFB鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性及電網(wǎng)的安全性都具有重要意義。此外，還能提高300 MW CFB鍋爐機(jī)組的市場競爭力，為將來大型CFB鍋爐機(jī)組的發(fā)展及參與電網(wǎng)調(diào)峰提供技術(shù)支持。