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陕西生物质发电机组启动调整试运那些事~~~

所属分类:热门问答    发布时间: 2020-12-17    作者:admin
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生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。..生物质发电起源于20世纪70年代,当时,..性的石油危机爆发后,丹麦开始积极开发清洁的可再生能源,大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来,生物质发电在欧美许多..开始大力发展。

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我国生物质能资源非常丰富,发展生物质发电产业前景广阔。一方面,中国农作物播种面积有18亿亩,年产生物质约7亿吨。相当于3.5亿吨标准煤。此外,农产品加工废弃物包括稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣和棉籽壳等,也是重要的生物质资源。另一方面,我国现有森林面积约1.95亿公顷,森林覆盖率20.36%,每年可获得生物质资源量约8亿至10亿吨。

发展生物质发电,实施煤炭替代,可显著减少二氧化碳和二氧化硫排放,产生巨大的环境效益。与传统化石燃料相比,生物质能属于清洁燃料,燃烧后二氧化碳排放属于自然界的碳循环,不形成污染。据测算,运营1台2.5万kW的生物质发电机组,与同类型火电机组相比,可减少二氧化碳排放约10万t/a。

《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。此外,..已经决定,将安排资金支持可再生能源的技术研发、设备制造及检测..等产业服务体系建设。总的说来,生物质能发电行业有着广阔的发展前景。

到2025年之前,可再生能源中,生物质能发电将占据主导地位。未来,利用生物质再生能源发电已经成为解决能源短缺的重要途径之一。

我们..重点说的是农林废弃物直接燃烧发电,也是狭义上的生物质发电,目前国内在建的生物质发电机组数量较多,主要分布在山东、江苏、安徽、广东、河南等农林资源丰富的地区。生物质发电使用的燃料包括秸秆、锯末、板材等,与燃煤发电相比,其.大的缺点就是热值波动大(比垃圾发电稍好)。因此,机组一旦启动,就要面临燃烧不稳、发电机负荷波动较为频繁等问题。

目前生物质发电机组锅炉主要包括循环流化床和振动炉排两种,而汽轮发电机组普遍在单机装机40MW以下,蒸汽参数从次高温次高压到高温超高压范围之间。根据以往工作经验,我们选取几个重要节点,逐一讲述锅炉水压试验、烘煮炉、吹管,汽轮发电机组拉阀试验、冲转、定速、并网。

..部分 锅炉水压试验

锅炉水压试验是检查锅炉承压部件严密性的重要手段,也是对承压部件强度的一种考验。生物质机组目前均是汽包炉,水压试验主要检测汽包的严密性和承压能力。上水方式一般有两种,一种是通过给水系统上水,另一种是通过疏水系统上水。正常情况下,如果给水系统已经就位,那么我们多采用给水系统,采用疏水系统也是一种选择。上水打压要..水温在合理的范围之内,一般如果水温过低,我们会采取相应的加热措施。

上水过程中电接点和平衡容器水位计可以不投入,但是两侧的双色水位计要..可靠。不过,到了打压阶段,尽量将双色水位计隔离,然后对汽包进行升压和耐压试验。升压过程中,升压速度要..在合理范围内,一般不要超过0.5MPa/min,升压过程中如果发现漏点,应停止升压并对漏点进行处理。上水结束后,..汽包压力达到水压试验压力,并且能维持5~10min。同时检查汽包各处漏点,..汽包无泄漏、无变形。

此外,要在锅炉各承压部位增加膨胀指示计,记录上水过程前后锅炉膨胀参数。需要注意的是,汽包上一般会有..门,必要时要将..门拆除,避免..门提前动作无法完成上水打压。

第二部分 烘煮炉

为了防止锅炉运行时由于炉墙潮湿在急剧受热后膨胀不均匀而造成炉墙开裂、产生裂缝或变形,并使炉墙灰缝达到较好强度,提高炉墙耐高温的能力,在炉墙浇筑、保温完成之后,锅炉正式投入运行之前,必须对锅炉进行烘炉。同时,为了清除锅炉在制造、运输、安装过程中带入锅内的杂质和油污,防止堵塞水管,使蒸汽品质恶化、受热面过热烧坏,还必须对锅炉进行煮炉。

烘煮炉的方式主要有两种,一种是使用厂家自带的烘炉机,另一种是使用锅炉自身的燃烧系统。烘炉的依据除了电力建设的相关规范以外,.重要的是参考锅炉厂提供的烘炉曲线。一般烘炉会分为低温、中温和高温三个阶段,烘炉过程中要..炉墙坚固无塌陷,煮炉时要对汽包进行加药处理,加药过程中尽量将汽包水位计隔离,避免药液进入水位计,造成损坏。

一般主蒸汽设计压力在9.8MPa以上的机组要不进行煮炉,而是采用酸洗的方法对锅炉管道进行清理。酸洗是锅炉吹管前管道清理.重要的环节,酸洗效果的好坏将直接影响锅炉吹管的把数。我曾经在一个项目吹管把数超过了300把(经验值一般在70~100),之所以会出现这样的问题,就是因为酸洗不彻底,造成管道中杂质和污垢未能被彻底清理。

第三部分 吹管

锅炉吹管是对蒸汽管道进行蒸汽吹扫,达到干净无污的目的操作手法。新建电站锅炉投运前必须进行过热器、再热器及其管道系统的蒸汽吹扫,目的是去除在制造和安装期间产生的任何杂质。吹管一般有稳压吹管和降压吹管两种方式,所谓稳压吹管是通过保持主蒸汽压力在一段时间内恒定,从而对管道进行清扫。稳压吹管需要考虑锅炉蓄热能力、除盐水量等因素。

我们一般采用降压吹管,通过汽包闷压的方式将压力升高的一定的数值,然后打开临吹门,瞬间释放压力,从而清理掉管道内的杂质。降压吹管需要的次数会增加,不过同样可以满足要求。

需要注意的是,吹管过程中要严密监视吹管系数的变化,所谓吹管系数是指衡量吹管参数可靠性的一个变量。它的计算方式非常复杂,需要考虑主蒸汽管道通径、设计压力等参数,不过简化后的计算公式比较简单:

吹管系数=(实际汽包压力-实际主蒸汽压力)/(额定汽包压力-额定主蒸汽压力)

第四部分 汽轮机拉阀试验

锅炉吹管结束意味着锅炉的整体工作基本结束,锅炉具备了点火条件。剩下的主要工作就在汽机侧,而汽轮机拉阀试验是汽轮机就位后、启动前必须完成的一项工作。

这里我们首先了解一下主流汽轮机进汽系统配置,一般汽轮机设计有主汽门和调门,主汽门是开关门,蒸汽首先通过主汽门,然后进入调门控制。有的汽轮机设计有两个主汽门,有的又设计分为高压主汽门和中压主汽门,有的汽轮机只有一个调门,有的分为高调门和中调门。比如哈汽350MW亚临界凝汽式机组设计包括两个高压主汽门、两个中压主汽门、四个高调门、两个中调门。

不管是什么样的设计,调门拉阀试验的原理都是一样的。所谓拉阀试验就是对调门的行程进行整定,一般的调门行程通过LVDT(位移传感器)进行测量然后转化为电信号传送到DEH系统(也有一些采用其它测量方式,主流采用LVDT)。对LVDT进行整定,就是..传送到DEH系统的电信号与就地测量的实际开度能够吻合,我们通过标定调门的满位、零位从而达到远方监视和控制调门的目的。

调门整定合理与否直接影响到机组在冲转过程中调门的控制性能,我遇到过一些整定不合理的情况,在这里与大家进行分享,引以为戒。..种是调门零位漂移,调门开度尚为0,汽轮机已经被冲转,说明DEH系统中调门的零位并非实际零位;第二种是调门需要开到10%左右,汽轮机才开始有转速,说明DEH系统中调门的零位偏低;第三种是汽轮机尚未带负荷,调门开度已经在60%以上,说明调门行程与实际行程不符(主蒸汽压力低除外);第四种是机组带满负荷,调门行程只有30%左右,说明调门行程满位与DEH内不符。

首先要说明的是,一般LVDT行程线性.好的区间是30%~60%,如果超出这个范围,LVDT本身也会有一些不..或者不灵敏的地方。在整定调门的过程中,很多人会纠结当调门指令给到....的时候,反馈只有96%,或者调门指令给到0的时候,反馈是5%左右。其中的原因有很多,LVDT本身的漂移是一个问题,伺服卡件本身也会存在问题。一般我们可以通过调节伺服卡的比例值进行修正,但是如果无法修正到很..的结果,我们可以首先..调门能够全关,也就是指令给到0的时候,调门反馈在0,现场实际完全关闭。

因为正常运行过程中,即便带满负荷,我们的调门开度可能也只有60%,我也遇到一些机组开度会在满位的。但是,调门有一个重要的指标就是严密性,我们..机组在打闸停机的时候,调门能够完全关闭是.重要的。

第五部分 汽轮机冲转、定速和并网

汽轮机在准备就绪之后,挂闸进入冲转阶段。汽轮机的冲转过程有一个重要的环节是暖机,汽轮机厂会提供一个冲转和带负荷曲线,里面会将暖机时间标明。一般情况下国产机组暖机分为低、中、高三个转速范围,轴系越长的机组暖机时间越长。暖机是为了使汽轮机金属特性能够适应当前的温度情况,..机组上下缸能够充分膨胀,不至于机组在运行阶段出现轴系动静摩擦过大。

一些进口机组在这方面的要求较低,这与机组的工艺品质有很大关系。我曾经调试过一台150MW的燃机,冷态启动只需要不到十分钟时间,根本没有暖机的要求。由于暖机不充分造成冲转过程中振动大、轴向位移大停机的案例比比皆是,尤其是在低转速阶段,国产机组暖机时间普遍较长,有的甚至高达两个小时。

很多人会凭借经验,认为不需要暖机这么长时间,贸然升转速,极有可能造成轴系的摩擦损伤。这里需要注意的是,一般机头会设计两个膨胀指示计,或者我们也可以在汽轮机各轴承部位增加膨胀仪,监测汽轮机冲转过程中的膨胀情况

冲转过程中要判断DEH内的临界转速区间设置是否合理,这是非常重要的一方面。汽机厂提供的临界转速区间只能作为一个参考,它同样受到现场设备安装、环境参数等的影响。一般在进入一个临界区之前,汽轮机都会在临界区外进行暖机,如果暖机过程中振动升高,很有可能是我们的机组停留在了临界转速区内。有经验的工程师能够根据振动情况准确判断临界区的范围,一般60MW以下的机组临界区只有一个,我也遇到DEH设计四个的情况,而300MW以上的机组临界区有2~3个,在临界区内升速率由DEH内自行改为600rpm/min以上。

转速升到500rpm左右的时候,我们要对机组进行一个动态的打闸试验(操作台手动按下打闸按钮,按钮规定设计两个,串联),包括在定速3000rpm之后,我们也应该先完成一次动态的打闸试验,很多人把这个过程给省略掉了。这是检验汽轮机保护系统.直接的方式,因此应该格外慎重。转速500rpm的时候我们还会进行摩擦检查试验,这个过程同样不能忽视。

定速3000rpm(额定转速3000rpm,高速机也是如此)后,首先完成一次动态的打闸试验,然后重新定速3000,之后电气侧可以进行相关的电气试验。此外,可以在稳定一段时间后完成超速103%和超速110%试验,带机械超速保护的机组也可以进行机械超速试验。超速试验可以在并网前操作或者在并网一段时间后解列机组再进行,我一般建议机组..行并网,将电气侧所有试验结束,通过机组并网带负荷,检验机组的调节系统性能。

关于机组并网,在并网的一瞬间(俗称刚并网),调门开度会有个陡增。这里需要注意的是,机组并网后,控制方式会由原来的转速控制切换为阀控或者功控,我建议在初始阶段阀控运行。通过阀控可以很好的检验阀门的调节特性,一般阀控下机组能..稳定运行,投上功控也不会有太大问题。

机组升负荷阶段,要严密监视机组的TSI各项参数,包括各轴承温度、回油温度等。需要注意的是,根据反措、调试规程、运行规程等规定,如果冲转阶段出现保护测点丢失或者损坏,那么必须打闸停机进行处理。我遇到一个.极端的情况是,某个机组三个DEH转速有两个不正常,现场人员依然要求将其中坏掉的两个转速从逻辑中剔除,继续冲转。如果在冲转过程中.后一个转速出现问题,那么极有可能会造成超速事故。

汽轮机在正常运行后汽轮机本体需要完成DEH超速试验、TSI超速试验、机械超速试验、主汽门活动性试验、主汽门严密性试验、调门严密性试验、汽轮机甩负荷试验等。这些试验都是写进了各种规程当中,但是主汽门活动性试验和甩负荷试验往往被忽略掉,这是极不可取的。

以上是对机组启动过程几个关键节点的总结,希望能够对大家有所帮助。

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