發(fā)電廠鍋爐燃油系統(tǒng)深度節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化

黃建勇

（大唐國(guó)際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 潮州 515723）

發(fā)電廠鍋爐燃油系統(tǒng)深度節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化

黃建勇

（大唐國(guó)際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 潮州 515723）

介紹了某發(fā)電廠鍋爐的設(shè)備概況及運(yùn)行優(yōu)化和節(jié)能工作經(jīng)驗(yàn)。通過改進(jìn)冷態(tài)啟動(dòng)和日常運(yùn)行中燃油系統(tǒng)的運(yùn)行方式，達(dá)到了冷啟動(dòng)全程無油啟動(dòng)和燃油系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的效果，節(jié)能效果明顯，降低了燃油系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本。

發(fā)電廠；燃油系統(tǒng)；節(jié)能；油槍；無油啟動(dòng)

1 設(shè)備概況

某電廠共安裝有2×600?MW+2×1?000?MW容量的機(jī)組。其中，2臺(tái)600?MW機(jī)組的鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司引進(jìn)英國(guó)三井巴布科克能源公司技術(shù)生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，為單爐膛、一次再熱、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，型號(hào)為HG-1900/25.4-YM4。鍋爐燃燒方式為前后墻對(duì)沖燃燒，前后墻各布置3層北京巴布科克·威爾科克斯有限公司生產(chǎn)的低NOX軸向旋流燃燒器(LNASB)，前后墻每層各有5只，共30只。每只燃燒器配有1只油槍，用于點(diǎn)火和助燃。前墻最下層5只燃燒器配置等離子點(diǎn)火裝置取代點(diǎn)火油槍，其油槍型式及各項(xiàng)參數(shù)如表1所示。

2臺(tái)1?000?MW機(jī)組的鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限公司設(shè)計(jì)、制造，由日本三菱重工株式會(huì)社提供技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，為單爐膛、一次再熱、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，型號(hào)為HG-3110/26.15-YM3。鍋爐燃燒方式為無分隔墻的八角反向雙火焰切圓燃燒，每臺(tái)鍋爐共設(shè)有48只直流燃燒器。燃燒器共分6層(每層8只)，每層燃燒器由同一臺(tái)磨煤機(jī)供給煤粉，采用PM型主燃燒器、上部燃燼風(fēng)(OFA)及AA分級(jí)風(fēng)的MACT燃燒系統(tǒng)。每臺(tái)鍋爐共設(shè)有24支油槍，用于點(diǎn)火和助燃。最下層8只燃燒器配置等離子點(diǎn)火裝置。其油槍型式及各項(xiàng)參數(shù)如表1所示。

電廠0號(hào)輕柴油低位發(fā)熱值為46?158?kJ/kg。油槍吹掃蒸汽由輔汽聯(lián)箱供給。燃油泵房按2× 600?MW+2×1?000?MW機(jī)組設(shè)計(jì)，設(shè)有3臺(tái)供油泵、2座2?000?m3油罐等，油泵房系統(tǒng)如圖1所示。系統(tǒng)最大出力78?t/h，可滿足1臺(tái)鍋爐點(diǎn)火1臺(tái)鍋爐啟動(dòng)助燃的用油量。3臺(tái)供油泵中2臺(tái)為工頻泵、1臺(tái)為變頻泵。

表1 鍋爐油槍參數(shù)

爐燃油進(jìn)油由公用進(jìn)油母管供給，進(jìn)入2～4號(hào)鍋爐爐前油系統(tǒng)，通過進(jìn)回油聯(lián)絡(luò)門或回油調(diào)節(jié)閥后回油至公用回油母管。鍋爐爐前油壓在進(jìn)、回油跳閘閥開啟時(shí)，通過調(diào)節(jié)回油調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開度控制，每支油槍前的分支管路包括油側(cè)和汽側(cè)2部分，分別對(duì)油槍進(jìn)行供油和吹掃。

2 冷態(tài)啟動(dòng)中的節(jié)油方式優(yōu)化

該電廠每臺(tái)鍋爐均只安裝了1層等離子點(diǎn)火裝置，為保證鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)等離子無油點(diǎn)火，必須做好充足的準(zhǔn)備工作。首先，對(duì)A磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)的原煤倉中的煤種有嚴(yán)格的要求，以保證A磨在最低要求給煤量時(shí)，滿足鍋爐升溫升壓率的要求；同時(shí)煤種著火性能要好，以保證全程不投油，僅靠等離子點(diǎn)火裝置即可滿足著火穩(wěn)定要求。所以要求使用啟動(dòng)煤種為低位發(fā)熱量大于18?900?kJ/kg，且干燥、無灰基、揮發(fā)分大于30?%的優(yōu)質(zhì)煤種。

圖1 某電廠油泵房系統(tǒng)

為了保證鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)無油點(diǎn)火和無油啟機(jī)，必須保證等離子系統(tǒng)的絕對(duì)可靠。所以冷態(tài)啟動(dòng)前，必須全面檢查等離子系統(tǒng)的陰陽極，對(duì)磨損和接近使用壽命的陰極進(jìn)行更換，并將等離子的冷卻水壓力、吹弧風(fēng)壓力調(diào)節(jié)至合適值。

為了保證A磨啟動(dòng)后著火的穩(wěn)定性，在A磨暖磨前必須先進(jìn)行布煤，暖磨時(shí)間要求在磨煤機(jī)出口溫度達(dá)到75?℃后(日常運(yùn)行時(shí)磨出口溫度達(dá)到65?℃即允許啟磨)，繼續(xù)保持30?min，以使得A磨充分暖透和布進(jìn)磨內(nèi)的煤種得到充分干燥，著火性能進(jìn)一步提高。A磨啟動(dòng)后，根據(jù)著火情況，可以關(guān)閉磨煤機(jī)其中一個(gè)出口門，來提高其他磨煤機(jī)出口對(duì)應(yīng)燃燒器的煤粉濃度，以利于著火。此方法在600?MW超臨界直流爐已經(jīng)運(yùn)用得比較成熟，在點(diǎn)火期間能保證鍋爐所要求的升溫升壓曲線。

由于磨內(nèi)整體溫度仍然很低，在啟動(dòng)第2臺(tái)磨煤機(jī)時(shí)，對(duì)于對(duì)沖燃燒鍋爐，應(yīng)選擇A磨斜上方的磨煤機(jī)，以借A磨的火焰及爐膛負(fù)壓抽吸來點(diǎn)燃第2臺(tái)磨煤機(jī)來的煤粉，如圖2所示。對(duì)于1?000?MW超超臨界直流爐，由于切圓燃燒鍋爐以整個(gè)爐膛作為一個(gè)巨大的火炬共同組織燃燒，在第1臺(tái)磨煤機(jī)出力為最大出力的62?%時(shí)，爐膛出口煙溫已經(jīng)達(dá)到450?℃，完全能夠滿足第2臺(tái)磨煤機(jī)燃燒器的點(diǎn)火能量需求。該電廠在只有1層等離子的情況下，經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，不但實(shí)現(xiàn)了無油點(diǎn)火，而且每次啟機(jī)均實(shí)現(xiàn)了全程無油啟機(jī)，將啟動(dòng)燃油消耗減至0。

圖2 啟機(jī)過程中啟動(dòng)第2臺(tái)磨煤機(jī)示意

3 日常運(yùn)行中的燃油系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化

機(jī)組日常運(yùn)行中，規(guī)定每月定期試驗(yàn)油槍2次，4臺(tái)爐爐前油壓力均應(yīng)為3.0?MPa，油泵房出口油壓為3.7?MPa，以維持燃油的循環(huán)。為了維持3.0?MPa的燃油循環(huán)，油泵房變頻供油泵變頻位基本在100?%，電流為130?A。2，3號(hào)工頻供油泵保持備用。燃油系統(tǒng)的能耗主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：(1)?定期試驗(yàn)油耗；(2)?油泵房供油泵電耗。試驗(yàn)表明：燃油壓力降至1.5?MPa后，燃油泵變頻位由94?%降至61?%，燃油泵電流由130?A降至30?A。燃油壓力由1.5?MPa恢復(fù)至3.0?MPa的時(shí)間小于20?s。因此，一旦鍋爐燃燒異常，直接將變頻位調(diào)節(jié)至100?%即可恢復(fù)正常油壓，不影響油槍的助燃功能。所以，為了節(jié)能優(yōu)化，燃油系統(tǒng)保持1.5?MPa低油壓小循環(huán)的方式運(yùn)行，并調(diào)節(jié)油泵房油泵回油壓力調(diào)節(jié)閥開度和變頻，控制電流在35?A以下；回油調(diào)節(jié)閥保持在手動(dòng)位置調(diào)節(jié)，各機(jī)組爐前油系統(tǒng)油循環(huán)投自動(dòng)，壓力定值設(shè)為3.0?MPa，實(shí)際運(yùn)行油壓為1.5?MPa，并保持充油狀態(tài)。任一機(jī)組投運(yùn)油槍時(shí)，要求及時(shí)將油泵房油泵變頻增加至100?%。即日常備用時(shí)，供油泵不作為油循環(huán)使用，僅作為穩(wěn)油壓使用。油槍定期試驗(yàn)前或火檢異常需要投油槍時(shí)，應(yīng)將燃油泵變頻提高至100?%。爐前油油槍定期試驗(yàn)由每月2次改為1次。改變?nèi)加瓦\(yùn)行方式前后的經(jīng)濟(jì)成本對(duì)比如表2所示。采用新運(yùn)行方式后，每年可節(jié)約費(fèi)用35.86萬元。新運(yùn)行方式運(yùn)行半年期間，僅發(fā)生過1次低負(fù)荷跳磨、1次火檢差異常，而且油槍均能及時(shí)投用后助燃，燃油系統(tǒng)起到了很好的安全保障作用。

4 結(jié)束語

節(jié)能降耗是發(fā)電企業(yè)發(fā)展的基石，只有抓好節(jié)能降耗工作，才能保證企業(yè)快速發(fā)展。通過運(yùn)行方式優(yōu)化，機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)全程實(shí)現(xiàn)了無油啟動(dòng)，正常運(yùn)行中，在保障安全的前提下，最大限度地降低了燃油系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本。

表2 燃油運(yùn)行方式年經(jīng)濟(jì)成本對(duì)比表

1?《火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材》編委會(huì)．火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材鍋爐設(shè)備運(yùn)行[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2010.

2?王??亮．國(guó)產(chǎn)600?MW亞臨界“W”型火焰鍋爐節(jié)約燃油方式優(yōu)化[C]．全國(guó)火電600?MW級(jí)機(jī)組能效對(duì)標(biāo)論文集．北京，2011.

3?吳聯(lián)國(guó)．鍋爐增設(shè)微油點(diǎn)火系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì)與改進(jìn)[J]．電力安全技術(shù)，2011(11)．

4?索玉明，秦成果，王??彪．交流等離子點(diǎn)火技術(shù)在燃煤鍋爐上的應(yīng)用[J]．電力安全技術(shù)，2012(1)．

2015-02-11。

黃建勇(1979-)，男，工程師，主要從事大型火電運(yùn)行技術(shù)管理工作，email：281237865@qq.com。