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0、引  言
    鍋爐跳閘是火電廠的易發(fā)事故，而且跳閘原因都比較平常，一般可以很快消除，但對(duì)于300 MW及以上的大型機(jī)組而言，發(fā)生鍋爐跳閘就停汽輪機(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)到跳閘前狀態(tài)的時(shí)間也較長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行影響較大。如果能做到跳閘而不停機(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)到跳閘前的狀態(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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
    四川白馬循環(huán)流化床示范電站采用ALSTHOM300 MW CFB燃煤鍋爐、東方汽輪機(jī)廠N300 - 16.7/537/537/ -8型汽輪機(jī)。按照ALSTHOM原來(lái)的設(shè)計(jì)，當(dāng)鍋爐跳閘時(shí)，聯(lián)鎖跳閘汽輪機(jī)，嚴(yán)重滯后了恢復(fù)的時(shí)間。考慮到循環(huán)流化床鍋爐具有很大的蓄熱，試運(yùn)行過(guò)程中將該保護(hù)暫時(shí)取消，從而實(shí)現(xiàn)停爐不停機(jī)。
1、循環(huán)流化床鍋爐的大量蓄熱
1.1鍋爐耐火材料具有大量蓄熱
  循環(huán)流化床鍋爐在爐膛下部，旋風(fēng)分離器、立管、回料器、外置床等處布置了大量的抗磨耐火材料，整個(gè)鍋爐整體的耐火材料重達(dá)幾千噸，鍋爐跳閘時(shí)，這些耐火材料表面都具有900℃以上的高溫。
1.2爐內(nèi)床料
    整個(gè)爐膛內(nèi)具有上千噸的床料，即固體粒子，溫度也高達(dá)900℃以上，具有極大的輻射換熱能力。
1.3循環(huán)流化床獨(dú)特的布置方式
    該鍋爐具有4個(gè)大型外置床，外置床內(nèi)布置了低溫過(guò)熱器、一級(jí)中溫過(guò)熱器、二級(jí)中溫過(guò)熱器及高溫再熱器。外置床內(nèi)充滿了從旋風(fēng)分離器捕捉回收的高溫細(xì)灰粒子（900℃上）。正常運(yùn)行時(shí)，在流化風(fēng)的作用下以0.3 m/s的流化速度和蒸汽進(jìn)行換熱。主燃料或鍋爐跳閘時(shí)，流化風(fēng)丟失，這些高溫細(xì)灰粒子塌下包覆各受熱面。
    因此，相比常規(guī)煤粉爐，循環(huán)流化床不僅同樣具有大量的金屬蓄熱，而且具有耐火材料、床料所含更大的蓄熱，有利保持主、再蒸汽的溫度，為停爐不停機(jī)創(chuàng)造了有利條件，富通新能源銷售生產(chǎn)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。
2、鍋爐跳閘后的處理方式
2.1鍋爐跳閘后汽輪機(jī)即跳閘、發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列
    這時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)處理又有2種結(jié)果：①跳閘原因很清楚，可以馬上進(jìn)行各風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，及時(shí)投入燃料運(yùn)行，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(guò)一段時(shí)間機(jī)組達(dá)到跳閘前狀態(tài)。②鍋爐跳閘后不能很快點(diǎn)火，汽輪機(jī)跳閘后，投入盤車裝置，待鍋爐異常消除后汽輪機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)下啟動(dòng)。
2.2鍋爐跳閘后汽輪機(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。待鍋爐恢復(fù)后，機(jī)組很快恢復(fù)至跳閘前狀態(tài)。如果鍋爐短時(shí)不能恢復(fù)，汽輪機(jī)打閘。
3、鍋爐跳閘對(duì)汽輪機(jī)的影響
    無(wú)論實(shí)行哪種處理方式，鍋爐跳閘后的處理過(guò)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(wèn)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，必將縮短汽輪機(jī)的使用壽命。汽輪機(jī)上下缸溫差及內(nèi)外壁溫差過(guò)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(guò)其屈服極限時(shí)，汽缸或轉(zhuǎn)子將發(fā)生永久變形。
4、停爐不停機(jī)的實(shí)踐
    當(dāng)鍋爐由于某種原因跳閘時(shí)，汽輪機(jī)立即手動(dòng)快減負(fù)荷，輔以高壓旁路閥開(kāi)度調(diào)節(jié)，同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視壓力和主、再熱蒸汽溫度。表1為某次鍋爐由300 MW跳閘時(shí)的處理過(guò)程參數(shù)。
    由表可見(jiàn)，鍋爐19: 40跳閘，4分鐘內(nèi)減負(fù)荷到較低負(fù)荷，能維持汽輪機(jī)溫度在控制范圍內(nèi)，而且低負(fù)荷下的溫度下降緩慢，為鍋爐排除故障，重新啟動(dòng)贏得足夠時(shí)間。19:56鍋爐逐步啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，使壓力溫度都逐步開(kāi)始回升，逐漸恢復(fù)正常。
    如果故障前，機(jī)組負(fù)荷再低一些，將能保證主再熱蒸汽溫度更高一些，變化率和幅度更小一些，對(duì)汽輪機(jī)的熱沖擊就更小一些。
    鍋爐跳閘時(shí)汽輪機(jī)跳閘與不跳閘情況下的對(duì)比：汽輪機(jī)不跳閘帶一定負(fù)荷時(shí)，蒸汽對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行的是不間斷冷卻，而且隨著負(fù)荷、壓力的降低，蒸汽流量減小，對(duì)汽輪機(jī)的冷卻得到緩解。而停機(jī)后的重新啟動(dòng)屬于極熱態(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。而汽輪機(jī)跳閘與不跳閘在鍋爐恢復(fù)階段汽溫的變化幅度基本相當(dāng)，但汽輪機(jī)跳閘時(shí)溫度變化速率大，因此汽輪機(jī)不跳閘由于沒(méi)有突然冷卻的過(guò)程，參數(shù)變化相對(duì)更加平穩(wěn)，產(chǎn)生變應(yīng)力不大，對(duì)汽輪機(jī)較安全。汽輪機(jī)跳閘后，要再次沖轉(zhuǎn)、升速，汽輪發(fā)電機(jī)組要通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速，增大了軸系故障的可能性。而且由于一般此時(shí)壓力較高，調(diào)門波動(dòng)大，轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，不利于機(jī)組的并列。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(méi)有影響。停機(jī)后啟動(dòng)耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，電量損失大，跳閘不停機(jī)無(wú)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。
5、影響汽輪機(jī)金屬溫度的因素
    (1)降負(fù)荷速度。鍋爐跳閘后，由于汽輪機(jī)熱負(fù)荷完全靠鍋爐的蓄熱來(lái)維持，所以，在事故處理時(shí)降負(fù)荷速度宜快不宜慢，否則將加大主蒸汽壓力、溫度降幅及速率，最后，造成汽輪機(jī)的過(guò)度冷卻，同時(shí)又影響點(diǎn)火后的恢復(fù)，延長(zhǎng)事故處理時(shí)間。降負(fù)荷速度主要根據(jù)主蒸汽壓力、溫度來(lái)控制，只要壓力沒(méi)有上升的趨勢(shì)就繼續(xù)關(guān)調(diào)門，直到降至8~10 MPa的水平。
    (2)最低負(fù)荷。鍋爐跳閘后機(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(guò)高，將加大主蒸汽壓力、溫度降幅及速率。同時(shí)，這一負(fù)荷又不能過(guò)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)白馬電廠的經(jīng)驗(yàn)，最低負(fù)荷以額定負(fù)荷的loo/o左右為宜。
    (3)鍋爐恢復(fù)后升負(fù)荷速度。升負(fù)荷速度影響著汽輪機(jī)金屬溫度最終的變化情況。鍋爐風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，特別是一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，爐內(nèi)床料被吹起，爐內(nèi)換熱急劇加強(qiáng)，同時(shí)為了防止床溫下降過(guò)快，將投入一定量的煤，使壓力、溫度等都將較快上漲。應(yīng)合理應(yīng)用這一優(yōu)勢(shì)，提升機(jī)組負(fù)荷、溫度至缸溫對(duì)應(yīng)水平，減少對(duì)汽輪機(jī)的過(guò)度冷卻。以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(wèn)題，在外置床的重新投入時(shí)，防止在恢復(fù)的過(guò)程中發(fā)生超溫超壓事故。
6、鍋爐跳閘不停機(jī)注意事項(xiàng)
    (1)采取手動(dòng)關(guān)閉調(diào)門指令的方式，迅速減負(fù)荷至30~50 MW，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，并注意防止逆止門動(dòng)作，檢查高調(diào)門、高排門、各疏水門開(kāi)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。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)，如主蒸汽溫變化不超過(guò)規(guī)程規(guī)定，否則手動(dòng)停機(jī)。
    (2)水位控制：鍋爐跳閘后，爐內(nèi)工況，蒸汽流量、給水流量及壓力變化較大，注意調(diào)整給水泵，控制好汽包水位，檢查關(guān)閉各級(jí)減溫水。
    (3)旁路開(kāi)度過(guò)小，壓力太高，調(diào)節(jié)級(jí)溫降就大，對(duì)汽輪機(jī)冷卻更甚。旁路開(kāi)度過(guò)大，不利于主再熱蒸汽溫度的維持，而且在低負(fù)荷時(shí)旁路開(kāi)大了容易使高排逆止門頂不開(kāi)而使高排溫度急劇上漲至超限。
    (4)鍋爐恢復(fù)成功后，機(jī)側(cè)疏水盡量全開(kāi)，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)。
7、結(jié)語(yǔ)
    對(duì)于300 MW CFB大型汽包鍋爐機(jī)組，跳閘后汽輪機(jī)不跳閘時(shí)，只要機(jī)爐協(xié)調(diào)好，主蒸汽壓力、溫度可維持在7 MPa、490℃以上的水平，避免機(jī)組跳閘，減小對(duì)汽輪機(jī)的壽命損耗，跳閘后汽輪機(jī)不跳閘對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行較為安全。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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。