600MW超临界机组热控控制系统培训教材.docx
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600MW超临界机组热控控制系统培训教材
合肥电厂600MW超临界机组热控控制系统培训教材
（初稿）
第一章锅炉控制………………………………………………第01页
第二章汽轮机控制……………………………………………第27页
第三章发电机控制……………………………………………第96页
第四章××厂家DCS控制系统介绍…………………………第页
第五章其他控制系统介绍……………………………………第页
第六章脱硫控制系统介绍………………………………………第页
一、锅炉控制
1、炉主要技术规范
本期工程装设1台600MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为东方锅炉厂制造超临界参数变压运行直流炉，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型锅炉。
燃用烟煤。
锅炉容量和主要参数：
主蒸汽和再热蒸汽的压力、温度、流量等与汽轮机的参数相匹配，主蒸汽温度571℃，最大连续蒸发量（BMCR）为1900t/h（暂定），最终与汽轮机的VWO工况相匹配。
锅炉型号：
DG1900/25.4-II1
锅炉主要参数：
过热蒸汽：
最大连续蒸发量（B-MCR）1900t/h
额定蒸发量（BRL）1807.9t/h
额定蒸汽压力25.4MPa.g
额定蒸汽温度571℃
再热蒸汽：
蒸汽流量（B-MCR/BRL）1607.6/1525.5t/h
进口/出口蒸汽压力（B-MCR）4.71/4.52MPa.a
进口/出口蒸汽压力（BRL）4.47/4.29MPa.a
进口/出口蒸汽温度（B-MCR）321/569℃
进口/出口蒸汽温度（BRL）315/569℃
给水温度（B-MCR/BRL）282/280℃
注：
a）.压力单位中“g”表示表压。
“a”表示绝对压（以后均同）。
b）.锅炉BRL工况对应于汽机TRL工况、锅炉B-MCR工况对应于汽机VWO工况。
锅炉运行方式：
带基本负荷并参与调峰。
制粉系统：
采用中速磨正压直吹冷一次风制粉系统，每炉按配6台中速磨煤机（设1台备用），煤粉细度按200目筛通过量为75%。
给水调节：
机组配置2×50%B-MCR调速汽动给水泵和一台30%B-MCR容量的电动调速给水泵。
汽轮机旁路系统：
暂定采用30%容量二级串联旁路。
空气预热器进风加热方式：
热二次风再循环。
锅炉在投入商业运行后，年利用小时数不小于6500小时，年可用小时数不小于7800小时。
锅炉投产第一年因产品质量原因引起的强迫停用率不大于2%，连续可调时间不低于半年。
锅炉强迫停用率不大于2%，计算公式如下：
强迫停用率=
×100%
2、锅炉本体性能
2.1.1锅炉带基本负荷并参与调峰。
2.1.2锅炉变压运行，采用定—滑—定的方式，锅炉压力—负荷曲线与汽轮机相匹配。
2.1.3锅炉能适应设计煤种和校核煤种。
燃用设计煤种，在BRL工况下锅炉保证热效率不低于93%（按低位发热值），空气预热器进风温度为20℃。
2.1.4在全部高加停运时，锅炉的蒸汽参数能保持在额定值，各受热面不超温，蒸发量也能满足汽轮机在此条件下达到额定出力。
2.1.5锅炉在燃用设计煤种时，能满足负荷在不大于锅炉的35%B-MCR时，不投油长期安全稳定运行，并在最低稳燃负荷及以上范围内满足自动化投入率100％的要求。
2.1.6锅炉负荷变化率达到下述要求：
在50%～100%B-MCR时，不低于±5%B-MCR/分钟
在30%～50%B-MCR时，不低于±3%B-MCR/分钟
在30%B-MCR以下时，不低于±2%B-MCR/分钟
负荷阶跃：
大于10%汽机额定功率
2.1.7过热器和再热器温度控制范围，过热汽温在35%～100%B-MCR、再热汽温在50%～100%B-MCR负荷范围时，保持稳定在额定值，偏差不超过±5℃。
2.1.8锅炉燃烧室的承压能力
锅炉燃烧室的设计承压能力大于±5800Pa，当燃烧室突然灭火内爆，瞬时不变形承载能力不低于±8700Pa。
2.1.9因燃烧室空气动力场分布不均或其他原因产生的烟温偏差，在炉膛出口水平烟道两侧对称点温差不超过50℃。
2.1.10过热器为单侧引出，再热器两侧出口的汽温偏差小于10℃。
2.1.11锅炉炉墙、热力设备及管道等的保温表面温度在锅炉正常运行条件下，当环境温度（距保温表面1m处空气温度）小于等于27℃，风速为2.5m/s时，不超过50℃；当环境温度大于27℃时保温表面温度允许比环境温度高25℃。
散热量（按金属壁温计算）不超过下表规定值:
金属壁温度℃
400
450
500
550
600
散热量W/m2
227
244
262
279
296
2.1.12过热器蒸汽侧的压降不大于2.1MPa（按B-MCR工况计算）。
2.1.13再热器蒸汽侧的压降不大于0.22MPa（按B-MCR工况计算）。
2.1.14省煤器水侧的压降不大于0.2MPa（按B-MCR工况计算）。
2.1.15水冷壁压降不大于1.83MPa（按B-MCR工况计算）。
2.1.16锅炉两次大修间隔大于5年，小修间隔大于2年。
2.1.17燃烧器防磨件及省煤器防磨板等使用寿命大于50000小时。
2.1.18喷水减温器的喷咀使用寿命大于80000小时。
2.1.19锅炉各主要承压部件的使用寿命大于30年，受烟气磨损的低温对流受热面的使用寿命达到100000小时，空气预热器的冷段蓄热元件的使用寿命不低于50000小时。
2.1.20锅炉的起动时间（从点火到机组带满负荷），与汽轮机相匹配，一般满足以下要求：
冷态起动7～8小时
温态起动2～3小时
热态起动1～1.5小时
极热态起动＜1小时
2.1.21锅炉机组在30年的寿命期间，允许的启停次数不少于下值：
冷态起动（停机超过72小时）＞500次
温态起动（停机72小时内）＞4000次
热态起动（停机10小时内）＞5000次
极热态起动（停机1小时内）＞150次
负荷阶跃＞12000次
2.1.22起动采用定--滑--定方式。
各种状态下每次起动的寿命消耗数据如下表。
其总的寿命消耗不大于70%。
类别
次数
点火至满负荷时间（min）
寿命消耗
（％/次）
冷态启动
500
480
1.5×10-2
温态启动
4000
195
6.2×10-3
热态启动
5000
96
5.8×10-3
极热态启动
150
66
1.5×10-2
负荷阶跃
12000
—
—
总计
21650
63.55%
3、锅炉本体热工检测
3.1水冷壁、汽水分离器、过热器、过热器出口联箱和再热器管壁等金属温度测点如下：
1）螺旋水冷壁出口：
24（前7/后7/侧5*2）
2）上部水冷壁出口：
20（前7/侧5*2/折焰角3）
3）顶棚管出口：
7
4）尾部包墙出口：
23（前5/侧4*2/后5/中隔墙5）
5）水平烟道（前）出口:
2
6）水平烟道（后）出口:
2
7）水平烟道（底部）出口:
7
8）尾部包墙汽吊管出口:
16
9）低温过热器出口:
7
9）屏过出口：
14
10）高过出口：
4
11）低再出口：
7
12）高再出口：
7
13）汽水分离器筒体：
4（内外壁各2）
3.2烟道上各负压及烟温测点
3.3在锅炉烟道两侧有测量烟气含氧量的取样孔（不小于6个）。
3.4炉膛内左右两侧炉墙合适位置有炉膛压力测点插座。
3.5汽水分离器（或贮水箱上）上增加若干水位和压力测点，汽水分离器、减温器进出口增加温度测点，过热器和再热器出口增加蒸汽温度和压力测点，再热器进口增加蒸汽温度测点。
3.6吹灰控制装置
吹灰控制装置包括对吹灰器、汽源减压站、疏水等工艺系统及与其有关的管路、阀门的全部检测和控制设备（吹灰动力柜等）。
3.7炉管泄漏检测装置
3.8炉膛出口烟温测温探针
1）每台锅炉提供两套炉膛烟温测量探针装置，烟温探针具有伸进、退出、停止及在超温时自动退回的功能，并提供4-20mA二线制位置变送器。
2）装置留有与DCS的信号接口，以便通过DCS的操作员站监视和操作烟温探针。
电源要求：
采用两路380VAC三相四线制供电，每路最大容量为5KVA，分别送至炉膛出口两侧烟温探针就地电气操作箱。
（1）就地电气操作箱（色标由业主确定，并提供色标）2只
（2）双支热电偶2只
（3）探针本体（包括位置变送器）2台
3.9锅炉电磁泄放安全阀（PCV）控制装置
3.10炉膛安全燃烧监控系统（FSSS）
3.11炉前燃烧设备
1）炉前燃烧设备：
油枪及其伸缩装置、高能点火器。
燃油及点火油母管快关阀、燃油及点火油进油调节阀、各油枪的进油阀、雾化蒸汽阀、吹扫阀、现场过程逻辑开关等，这些设备为进口优质产品。
炉前油系统中的油枪伸缩机构、点火器为国产优质产品。
燃油关断阀、吹扫阀、雾化蒸汽阀、燃油跳闸阀电源为220VAC或220VDC。
买方提供气源压力为0.5~0.7MPa。
相关的阀门数量如下:
（每台炉）
启动油管路快关阀
只
1
点火油管路快关阀
只
1
点火油枪油角阀
只
24
点火油枪吹扫阀
只
12
启动油枪雾化阀
只
8
启动油枪进油阀
只
8
启动油枪吹扫阀
只
8
2）炉前燃烧设备安全可靠（特别是油枪和点火枪的伸缩机构），并具有就地控制功能，其就地点火控制箱留有与FSSS的信号接口。
3）油燃烧器的伸缩机构提供终端位置限位开关以满足过程控制要求。
设有燃烧器就地控制箱，并预留DCS的接口，控制箱上装有操作按钮和显示燃烧器阀门的状态及油枪行程位置的显示灯，每个燃烧器或每组燃烧器配备一个就地控制箱，放置在燃烧器前部平台上。
4）每只燃烧器均预留油火焰检测器和主火焰检测器的开孔。
每只燃烧器的煤或油的火焰变化由单独的火焰检测器进行检测。
火焰检测器及其冷却风系统，火检探头的开孔位置能确保火焰检测系统在锅炉点火至满负荷运行的整个过程中均能真实反应炉膛的火焰状态。
5）燃油母管跳闸阀采用单线圈电磁阀进行控制，电磁阀失电时燃油跳闸阀关闭以确保炉膛安全。
6）燃油进油质量流量计，流量计采用进口产品。
3.12锅炉启动控制系统
3.13锅炉启动系统控制逻辑将在DCS中实现，
4、锅炉主要保护联锁控制系统
4.1二次风系统
4.1.1主控制设备及相关控制项目
（1）送风机
（2）送风机叶片角度调节
（3）送风机出口挡板风门
（4）送风机出口联络挡板风门
（5）空气预热器及驱动装置
（6）二次风侧空气预热器出口挡板风门
（7）支承轴承油泵
（8）导向轴承油泵
（9）送风机工作油泵
（10）二次风侧再循环风门
4.1.2系统运行说明
4.1.2.1送风机
4.1.2.1.1总则
每台锅炉配置两台50%BMCR容量送风机，为带有动叶片角度调节的轴流送风机，配定速电动机。
它们的功能是维持燃烧所需的通过炉膛的空气流量。
4.1.2.1.2控制联锁要求
◆第一台送风机A启动允许条件
（1）任一吸风机运行且投入自动
（2）空气预热器A在运行。
（3）送风机B叶片角度调节和出口挡板风门B是100%打开的。
（4）送风机A叶片角度调节和出口挡板风门A是关闭的。
（5）送风机A油压是正常的。
（6）送风机A油流量是正常的。
（7）其他制造厂认为必需的启动允许条件。
◆第二台送风机A启动允许条件
（1）两台吸风机正在运行。
（2）送风机出口联络挡板风门是100%打开的。
（3）送风机B运行且出口挡板风门是100%打开的，调节叶片在开启或自动方式。
（4）送风机A叶片角度调节和出口挡板风门是关闭的。
（5）送风机A油压是正常的。
（6）送风机A油流量是正常的。
（7）其他制造厂认为必需的启动允许条件。
◆送风机自动跳闸
（1）一台吸风机跳闸。
（2）同一侧空气预热器跳闸。
（3）风机轴承温度在一定的时间内从高增加至高—高。
（4）风机振幅是高—高。
（5）风机有低的压差（喘振条件）。
◆报警
（1）送风机轴承温度是高—高。
（2）电机轴承温度是高—高。
（3）电机定子绕组温度是高—高。
（4）送风机振幅是高—高。
（5）送风机有低—低的压差。
（6）送风机轴承温度是高的。
（7）电机轴承温度是高的。
（8）电机定子绕组温度是高的。
（9）风机振幅是高的。
（10）风机有低的压差
（11）工作油温度是高的。
（12）备用油泵自动启动。
（13）油压低。
（14）风机油槽液位是低的。
（15）风机自动跳闸。
（16）其他必要的报警要求。
4.1.2.2送风机叶片角度调节
送风机叶片角度调节使二次风（总风量）与锅炉负荷相匹配,按过剩空气系数（锅炉出口烟气氧量）来控制。
4.1.2.3送风机油泵
油泵为风机轴承提供润滑油；逻辑回路装设在就地控制仪表板上，详见制造厂有关说明。
4.1.2.4送风机出口挡板
4.1.2.4.1总则
送风机出口挡板按送风机的启停程序进行启闭控制。
4.1.2.4.2控制联锁要求
（1）送风机A出口挡板开启保护条件：
当送风机B关闭时停送风机A，送风机A出口挡板采用延时保护动作。
（2）当送风机B正在运行时，送风机A被停止。
挡板A移至关闭位置。
挡板B保持在100%打开位置。
（3）送风机A启动逻辑
当送风机A启动时，将首先驱动出口挡板A至关闭位置。
当出口挡板达到关闭位置时，才可启动送风机A。
在送风机A启动后，出口挡板A将在预置的时间内保持在关闭位置以便使送风机A进入正常转速，使出口挡板A自动回复至打开位置。
（4）当送风机B关闭时，送风机A被启动
送风机B出口挡板B保持在打开位置直至送风机A运行时，它的出口挡板A开始打开为至。
在出口挡板A打开时，送风机B出口挡板将移至关闭位置。
（5）送风机出口挡板关闭条件：
对应侧的送风机停运。
（6）送风机出口挡板关闭保护条件：
a.对应侧的送风机停运
b.另一侧的送风机运行
c.另一侧的送风机出口挡板未关
4.1.2.5送风机出口联络挡板风门
4.1.2.5.1总则
送风机出口联络挡板关闭能隔离二台空气预热器；二个空气预热器均正常运行时送风机出口联络挡板应开启以平衡二侧空气流量。
4.1.2.5.2控制联锁要求
（1）任一侧空气预热器着火，送风机出口联络挡板自动关闭。
（2）当两台空气预热器在运行且只有一台送风机在运行时，送风机出口联络挡板不能关闭。
若此时连通挡板处关闭位置，应报警。
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