600MW直流鍋爐微油點火控制探析

趙林蕤

摘 要：鍋爐啟動是一種常見的運行操作，點火過程中即使有等離子，也會適當投油助燃，以保證純冷態(tài)鍋爐點火初期煤粉能充分燃盡。但如何投油，如何提升爐溫，何時退油，危險點如何把控是困擾大多數(shù)電廠運行的一個實實在在的技術(shù)難題，需經(jīng)過大量實踐操作及經(jīng)驗積累才能基本摸清其內(nèi)在規(guī)律。

關(guān)鍵詞：鍋爐;點火準備;過程控制

中圖分類號：TK227.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）02-0063-03

Analysis of Micro-oil Ignition Control for 600 MW Once-through Boiler

Abstract： Boiler start-up is a common operation， even if there is plasma in the ignition process， oil will be properly injected to support combustion， in order to ensure that pulverized coal can be fully burned out in the initial ignition stage of pure cold boiler. But how to put in oil， how to raise furnace temperature， when to withdraw oil， and how to control the dangerous points are a real technical problem that puzzles most power plants. It needs a lot of practical operation and experience accumulation to basically understand its internal law.

Keywords： boiler;ignition preparation;process control

鍋爐點火初期，因爐內(nèi)溫度低，煤粉燃盡效果差，造成煤粉層火檢閃爍，爐膛負壓波動大，且大量未燃盡煤粉聚集后達到一定濃度會引起爐膛爆燃，還會引發(fā)空預(yù)器著火，并造成設(shè)備損壞。因此，點火初期，一般都在投入等離子的情況下，再增投點火油為煤粉助燃，提升其燃盡效果和爐膛溫度。但是，投油量過大、時間過長會造成點火成本增加，也會導(dǎo)致脫硫漿液品質(zhì)下降、漿液脫水效率降低。如果投油時間過短、油量不足，反而起不到助燃作用。如何從該矛盾點中找到平衡點是本文闡述的主要方向。

1 鍋爐主要設(shè)備介紹

機組為2×630MW東方鍋爐廠制造的超臨界直流滑壓運行鍋爐。其型號為DG1970/25.4-Ⅱ1型，單爐膛，一次中間再熱，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，固態(tài)排渣。

共6臺MPS212液壓加載中速磨煤機，燃燒器前、后墻對稱布置，鍋爐前墻自下而上布置A、B、E三層燃燒器，后墻自下而上布置F、D、C三層燃燒器，每層煤粉燃燒器有4只噴口。鍋爐每個煤粉燃燒器均設(shè)置一只點火油槍，每支點火油槍出力為250kg/h。煤粉燃燒器上部布置有12只燃盡風風口，中間8只燃盡風風口分別布置在35.5m前后墻上。前、后墻各有兩只側(cè)燃盡風風口布置在33.3m層上。其中，A層燃燒器配備有等離子點火器。

2 點火前準備工作

2.1 確保等離子系統(tǒng)運行正常

確保水箱水位、等離子泵工作壓力、各等離子點火器器供水壓力和等離子載體風壓正常。實際調(diào)整后的具體參數(shù)如下：等離子水箱水位≥1.2m;等離子水泵運行及聯(lián)鎖試驗正常，等離子冷卻水母管壓力>0.6MPa;等離子點火器冷卻水進水壓力為0.3～0.5MPa;A層等離子點火器載體風壓為0.12～0.2MPa[1]。

2.2 提前拉弧有備無患

為使煤粉燃盡，需要確保等離子點火器能可靠工作，故在磨煤機通風前進行等離子層4支等離子點火器拉弧試驗，通過燃燒器側(cè)墻關(guān)火孔查看等離子拉弧情況。若發(fā)現(xiàn)起弧不正常，要及時聯(lián)系檢修部門進行處理，確保點火順利。

2.3 備足“口糧”

所謂“口糧”即是點火時用的點火煤，這種煤一般揮發(fā)分較高、易著火。在原煤倉加點火煤之前，一定要將A、F、B、D倉內(nèi)的積煤清理干凈，防止留在原煤倉內(nèi)的非點火煤種進入爐膛后影響著火質(zhì)量。點火煤一般加至7m（最高可加至13m），保證煤種可以隨時調(diào)換，增強上煤的靈活機動性。點火煤的工業(yè)特性如表1所示。

2.4 擦亮“眼睛”

聯(lián)系熱工人員投入等離子攝像頭及鍋爐火焰電視，確保工作正常，以便在點火時準確觀察爐內(nèi)著火情況，并根據(jù)火焰顏色、明暗程度實時調(diào)整鍋爐燃燒，保證煤粉充分燃盡。

2.5 提煤粉初溫

A磨配有磨煤機暖風器，用來加熱進入磨煤機的一次風，進而提升磨出粉溫度。煤粉溫度升高后，更易著火。但是，因用高揮發(fā)分點火煤，溫度過高會造成煤粉在磨內(nèi)燃燒，嚴重的會引起爆炸。因此，溫度一般保持在80℃左右。

2.6 暢通配風

點火前進行鍋爐二次風調(diào)節(jié)擋板、燃燒器三次風調(diào)節(jié)風門開關(guān)試驗，確認就地、遠方開度一致，機械位置與熱工反饋一致。保證爐內(nèi)的配風通道暢通，為穩(wěn)定點火保駕護航。

2.7 提升水溫

為減少爐膛換熱，快速提升爐溫，保證煤粉燃盡效果，鍋爐上水前投入除氧器加熱，上水溫度控制在40～50℃，鍋爐沖洗過程中逐漸提高水溫至100℃，控制溫升率不大于2℃/min，鍋爐點火前，將除氧器出口水溫維持在100℃。

3 點火過程控制配風調(diào)整及制粉系統(tǒng)啟動

3.1 點火過程控制配風調(diào)整

①風煙系統(tǒng)啟動后，投入送風機出口暖風器運行，控制空預(yù)器入口二次風溫在50～60℃（如果暖風器有裕量可以再提高溫度）。送風機出口暖風器是在機組超凈改造后，用于提升空預(yù)器冷端綜合溫度，防止空預(yù)器堵塞，同時也能提升爐膛入口二次風溫，進而起到助燃作用。

②鍋爐吹掃完成后，投入空預(yù)器連續(xù)吹灰（就地確認吹灰器運行正常），進行點火油槍試運（就地確認著火正常）。試驗完成后，退出點火油槍備用，調(diào)節(jié)鍋爐配風，A層（等離子層）二次風箱擋板開度20%，燃燒器三次風門開度分別為#1、#2、#3、#4，開度分別為45%、35%、35%、45%;F、B、D層二次風調(diào)節(jié)單板100%開度，C、E層二次風調(diào)節(jié)單板10%開度，燃燼風擋板全關(guān)，F(xiàn)、B、D、C、E層燃燒器三次風門開度分別為#1、#2、#3、#4，開度分別為65%、40%、40%、65%。調(diào)節(jié)送風機出力，維持總風量為800～900t/h。這樣調(diào)整的好處是降低爐膛總通風量，減少爐膛熱量損失，同時因啟動初期等離子層的煤量較低（12t/h），減少該層的配風，降低燃燒擾動，增強燃燒剛性。

③一次風機啟動前，選用A、C、E磨煤機通風（全開冷風）。啟動一次風機，A磨煤機通風后，調(diào)整其入口一次風量63～75t/h，風速18～23m/s，投入A磨煤機暖風器運行，控制磨煤機出口溫度為80～90℃。進行A層4支等離子點火器拉弧調(diào)整試驗，并再次調(diào)整載體風壓，選用能維持穩(wěn)定拉弧的較低風壓值。一次風機為軸流風機，一般為3臺及以上制粉系統(tǒng)通風后才能避免其運行過程中失速。選用上層C、E磨而未選用中間及下層（F、B、D）通風，是為防止避免其對A層點火時的配風擾動[2]。

3.2 制粉系統(tǒng)啟動控制

3.2.1 第一臺制粉系統(tǒng)啟動（底層A磨）。①提升A磨煤機磨輥，啟動A磨煤機運行，控制A磨煤機分離器轉(zhuǎn)速480r/min，磨煤機出口溫度90℃，將等離子運行方式切換為“點火模式”，調(diào)節(jié)A層4支等離子點火器一次電流設(shè)定值為300A，準備啟動給煤機進行鍋爐點火。提升分離器轉(zhuǎn)速及干燥出力是為保證煤粉細度合適且充分燃燒。

②鍋爐主管就地確認A1、A2、A3、A4等離子拉弧正常，穩(wěn)定運行時間不低于5min后，通知主控啟動A給煤機，控制磨煤機出口溫度80～85℃，維持給煤機出力12～15t/h，鋪煤2min后下降磨輥，提高給煤量至20t/h，調(diào)整磨煤機熱一次風調(diào)節(jié)擋板，維持磨煤機出口壓力為1.5～1.8kPa。小煤量鋪煤目的在于提高出粉濃度，減少磨輥與磨盤之間摩擦，避免發(fā)生磨振動。降低磨出口風壓是為延遲煤粉著火時間，改善煤粉燃盡效果。

③鍋爐主管就地觀察A層燃燒器煤粉著火情況，發(fā)現(xiàn)任何一個燃燒器煤粉未著火，通知值長立即投入A層點火油槍運行，停止A給煤機運行，如果點火油槍未正常投入或投入后煤粉仍未著火，通知值長立即將A磨煤機打閘，分析原因后進行調(diào)整，再次進行等離子點火試驗。再次試驗前，鍋爐吹掃時間不能低于15min，防止發(fā)生鍋爐爆燃。如果就地觀察燃燒趨于平穩(wěn)，且火檢不閃、火焰顏色明亮，可以試著退出等離子層點火油槍。根據(jù)實操經(jīng)驗可知，一般是40min左右能退出油槍，使用燃油為0.7t。

④A層等離子點火成功后，逐漸開大A層二次風調(diào)門開度至100%，#1、#2、#3、#4三次風門開度逐漸增加至60%、40%、40%、60%;風門開度調(diào)整過程中，派人就地觀察鍋爐著火情況，發(fā)現(xiàn)燃燒有惡化的趨勢，要立即匯報，進行調(diào)整，直至燃燒正常。調(diào)整A給煤機出力，按照要求控制鍋爐升溫升壓率。

⑤檢查空預(yù)器出口熱一次風溫大于160℃時，退出A磨煤機暖風器運行。

3.2.2 第二臺制粉系統(tǒng)啟動（底層F磨）。①聯(lián)系熱工做F磨煤機啟動允許條件。

②確認空預(yù)器出口熱二次風溫大于160℃，確認2F等離子運行正常、2F層煤粉燃燒正常、爐膛壓力變化正常（波動范圍正負200Pa內(nèi)），調(diào)整F磨煤機分離器轉(zhuǎn)速450r/min，啟動F磨煤機暖磨，控制暖磨一次風量為55～65t/h，磨煤機出口溫度控制不高于90℃。

③調(diào)整F層二次風調(diào)節(jié)擋板開度20%，燃燒器三次風門開度分別為#1、#2、#3、#4，開度分別為45%、35%、35%、45%，鍋爐主管到F層燃燒器觀火孔區(qū)域準備檢查F層燃燒器煤粉著火情況。發(fā)現(xiàn)任何一個燃燒器煤粉未著火，通知操作人員立即停止F給煤機運行，投入F層點火油槍助燃，啟動F給煤機重新投粉，如果點火油槍未正常投入或投入后煤粉仍未著火，通知操盤人員立即將F磨煤機打閘，分析原因后進行調(diào)整，再次進行F層燃燒器投運試驗。因F層啟動時爐內(nèi)煙溫已經(jīng)達到160℃以上，可以滿足煤粉的著火需求，但啟動初期因磨煤機風量和煤粉濃度比不夠，仍會出現(xiàn)著火不穩(wěn)的現(xiàn)象，需要及時投油助燃，但這個過程比較短暫，在10min就能實現(xiàn)燃燒穩(wěn)定，用油0.2t。

④F層燃燒器點火成功后，逐漸開大F層二次風調(diào)門開度至100%，#1、#2、#3、#4三次風門開度逐漸增加至60%、40%、40%、60%;風門開度調(diào)整過程中，派人就地觀察鍋爐著火情況，發(fā)現(xiàn)燃燒有惡化的趨勢，要立即匯報值長，鍋爐主管指導(dǎo)調(diào)整，直至燃燒正常。調(diào)整A、F給煤機出力，按照要求控制鍋爐升溫升壓率。第二臺制粉系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，檢查鍋爐燃燒穩(wěn)定，將等離子運行方式切換為“穩(wěn)燃模式”。

3.2.3 第三、四臺制粉系統(tǒng)啟動（B或D）。發(fā)電機并網(wǎng)后，此時已經(jīng)點火12h，爐內(nèi)溫度已充分滿足第三臺制粉系統(tǒng)（D或B）啟動條件，不需要投油。汽輪機切完缸后，準備啟動第四臺制粉系統(tǒng)啟動（D或B）。第四臺制粉系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，檢查鍋爐燃燒穩(wěn)定，機組負荷升至300MW恢復(fù)鍋爐強制條件，退出等離子運行。第三、四臺制粉系統(tǒng)啟動控制方法和前兩臺相同。

4 安全注意事項

第一，注意觀察A層等離子燃燒器壁溫上升趨勢，壁溫升到200℃以上時必須進行控制，調(diào)節(jié)手段有：①提高一次風量，提高該層二次風量，降低磨煤機出口溫度;②降低拉弧電流，但不能低于160A;③提高載體風壓。

以上項目調(diào)整過程中，盤面及就地嚴密監(jiān)視鍋爐燃燒情況，就地發(fā)現(xiàn)燃燒惡化、盤面檢查爐膛壓力波動范圍超過正負200Pa，立即調(diào)整，直至燃燒正常。

第二，值班員連續(xù)監(jiān)視等離子系統(tǒng)運行，發(fā)現(xiàn)任何一個等離子斷弧，立即投入層該點火油槍運行，并再次將該等離子拉弧投入運行，如果拉弧不成功（經(jīng)過調(diào)整載體風壓），維持點火油槍運行，并及時聯(lián)系處理。

第三，廠用電源切換前，確認等離子運行方式切換到“穩(wěn)燃模式”。防止電源瞬間斷電等離子斷弧引起的A磨煤機跳閘，造成鍋爐燃燒惡化。

第四，值班員要嚴密監(jiān)視爐膛壓力、火檢、火焰電視變化，第一臺磨煤機啟動時，發(fā)現(xiàn)爐膛壓力波動至正負1 000Pa，立即將A給煤機停運，維持等離子運行，鍋爐吹掃15min后再次投運。第二臺磨煤機投運時，發(fā)現(xiàn)爐膛壓力波動至正負1 000Pa，立即將F給煤機停運，投入2A層點火油槍，磨煤機吹掃5min后再次啟動。

第五，爐膛壓力波動至正負2 000Pa時立即手動MFT。

第六，電機并網(wǎng)前，全面檢查鍋爐燃燒情況，確認燃燒穩(wěn)定、無任何異常后發(fā)電機方可并網(wǎng)[3]。

第七，就地人員檢查鍋爐燃燒情況時，戴好防護眼鏡，側(cè)身觀看，防止爐膛冒正壓造成人身傷害。

第八，發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒有惡化趨勢時，立即投入該層點火油槍穩(wěn)燃，全面分析原因并進行調(diào)整，燃燒正常后退出油槍運行。

第九，嚴密監(jiān)視空預(yù)器、脫硝煙溫變化，防止發(fā)生二次燃燒。

5 結(jié)論

該型號鍋爐使用此控制方法，可使點火用油在1t以內(nèi)，較大幅度降低發(fā)電企業(yè)點火成本。但是，仍需要深入探求如何在純等離子模式下進行無油點火啟動。其中，采取何種措施保煤粉燃盡、爐膛穩(wěn)燃仍是比較難解決問題。

參考文獻：

[1]樊泉桂，閻維平.鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]華東六省一市機電工程（電力）學(xué)會主編.600MW火力發(fā)電機組培訓(xùn)教材鍋爐設(shè)備及其系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2001.

[3]馮明馳.鍋爐設(shè)備運行技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2004.