煤粉鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)深度節(jié)油技術(shù)的探索與應(yīng)用

謝風(fēng)林

摘? ?要：近年來，機(jī)組調(diào)峰啟停次數(shù)增加，燃燒用油已成為火力發(fā)電廠一筆很大的開支，節(jié)約鍋爐啟動(dòng)耗油已成為節(jié)能降耗的重要課題之一。針對(duì)某電廠節(jié)油點(diǎn)火小油槍不能高效利用的問題，提出鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)深度節(jié)油技術(shù)方案，從系統(tǒng)改造、升爐操作方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，深度挖掘節(jié)油潛能，節(jié)油效果顯著。

關(guān)鍵詞：小油槍? 深度節(jié)油? 冷態(tài)啟動(dòng)? 以煤代油

中圖分類號(hào)：TM621.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（c）-0141-03

1? 立項(xiàng)背景

采用大油槍（1t/h）作為點(diǎn)火燃燒器用，油槍火焰與煤粉氣流距離大，二者直接混合效果差，在鍋爐啟動(dòng)及低負(fù)荷期間，需消耗大量的燃油來點(diǎn)火、助燃，才能達(dá)到點(diǎn)火及穩(wěn)燃的效果，造成啟動(dòng)耗油量大。某電廠已于2011年將#3、4爐下層4支大油槍改造為氣化小油槍，出力為0.09t/h，作為點(diǎn)火燃燒器和主燃燒器使用。但由于小油槍易堵塞、漏油、無火檢、油壓波動(dòng)等因素，在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)中，小油槍的使用受到限制，未能充分發(fā)揮節(jié)能作用。

以下是近幾年#3、4爐啟動(dòng)用油統(tǒng)計(jì)情況。

由表1、表2數(shù)據(jù)得知，#3爐的平均啟動(dòng)耗油為30.6T，#4爐的平均啟動(dòng)耗油為34.2T。經(jīng)了解，2015—2018年，#3、4爐啟動(dòng)中，受堵塞、漏油、無火檢、油壓波動(dòng)等因素影響，小油槍均未投入使用，從而導(dǎo)致啟動(dòng)耗油居高不下。

2? 技術(shù)方案

2.1 小油槍系統(tǒng)優(yōu)化改造

優(yōu)化改造前，如圖1所示，該系統(tǒng)存在以下問題：

（1）助燃風(fēng)取自熱風(fēng)箱：壓力偏低，小油槍冷卻效果差，容易造成回火，燒損小油槍。

（2）小油槍點(diǎn)火槍無推進(jìn)器：點(diǎn)火槍固定在燃燒套筒內(nèi)，容易燒損。

儲(chǔ)能穩(wěn)壓罐：油罐充油時(shí)油壓波動(dòng)大，容易造成大油槍熄火。

針對(duì)以上問題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，如圖2所示。

（1）將小油槍助燃風(fēng)改為取自送風(fēng)機(jī)出口管道，風(fēng)壓提高，提高冷卻效果。

（2）小油槍點(diǎn)火槍加裝推進(jìn)器，小油槍點(diǎn)著火后，點(diǎn)火槍退出，防止燒壞。

（3）取消儲(chǔ)能穩(wěn)壓罐，避免油罐充油時(shí)引起燃油壓力波動(dòng)，影響大小油槍的正常投運(yùn)。

2.2 改良小油槍的使用辦法

（1）穩(wěn)定儀用壓縮空氣壓力。

提前增啟一臺(tái)儀用空壓機(jī)，穩(wěn)定儀用壓縮空氣壓力在0.6～0.7MPa。大油槍在升爐過程中用氣量大，導(dǎo)致儀用壓縮空氣壓力下降。因此提前增啟一臺(tái)儀用空壓機(jī)穩(wěn)定壓力，保證大小油槍的正常使用。

（2）提前試運(yùn)小油槍。

提前進(jìn)行小油槍試運(yùn)，確保各角小油槍推進(jìn)器、點(diǎn)火器、電磁閥動(dòng)作正常，并為故障設(shè)備爭(zhēng)取更多的消缺時(shí)間，及早投入小油槍運(yùn)行。

（3）調(diào)整一次風(fēng)壓。

調(diào)整一次風(fēng)壓，保證一次風(fēng)速18m/s，其他一次風(fēng)門關(guān)閉，爐膛壓力保護(hù)投入。點(diǎn)著火后適當(dāng)調(diào)整風(fēng)壓，使小油槍火焰明亮、形狀規(guī)則。

（4）優(yōu)化點(diǎn)火操作。

點(diǎn)火步驟：推進(jìn)點(diǎn)火槍→打火→開霧化閥→開油閥→退出點(diǎn)火槍。點(diǎn)火時(shí)必須就地觀察，若無火檢，邏輯保護(hù)關(guān)油閥，則適當(dāng)關(guān)小一次風(fēng)門，重新點(diǎn)火，直至小油槍點(diǎn)著火。為防止小油槍堵塞，小油槍停運(yùn)后應(yīng)保持吹掃閥一直打開，直至下次開停機(jī)小油槍投運(yùn)前關(guān)閉。小油槍運(yùn)行期間未達(dá)脫油條件時(shí)始終保持一支大油槍運(yùn)行，避免小油槍因運(yùn)行不穩(wěn)定導(dǎo)致對(duì)應(yīng)給粉機(jī)煤粉著火不完全。

（5）優(yōu)化投粉操作。

只有上層大油槍升爐的情況下，投粉順序?yàn)椋荷蠈咏o粉機(jī)→中層給粉機(jī)→下層給粉機(jī)。其中下層給粉機(jī)的投運(yùn)條件為：爐膛出口溫度380℃，熱風(fēng)溫度180℃。在不使用小油槍升爐的情況下，基本都是沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)之后才開始投入第一臺(tái)給粉機(jī)運(yùn)行，投粉時(shí)間相對(duì)滯后，如圖3所示。

小油槍布置在下層火嘴的中間，可以直接點(diǎn)著煤粉，實(shí)現(xiàn)提前投粉，以煤代油。使用小油槍升爐時(shí)，優(yōu)化投粉順序：下層給粉機(jī)→中層給粉機(jī)→上層給粉機(jī)。優(yōu)化下層給粉機(jī)的投粉條件：爐膛出口溫度280℃，熱風(fēng)溫度120℃。上層給粉機(jī)投運(yùn)時(shí)爐膛出口溫度仍須達(dá)320℃以上為宜。

使用小油槍升爐的情況下，在沖轉(zhuǎn)前就可連續(xù)投入多臺(tái)給粉機(jī)運(yùn)行。如圖4所示，第一臺(tái)給粉機(jī)投運(yùn)時(shí)，爐膛出口溫度280℃，熱風(fēng)溫度126℃。沖轉(zhuǎn)前已投入4臺(tái)給粉機(jī)，實(shí)現(xiàn)提前投粉，以煤代油，有效降低鍋爐啟動(dòng)耗油量。

2.3 制定冷態(tài)升爐油耗控制方案

不使用小油槍，點(diǎn)火升爐至少需要投入3～4支大油槍運(yùn)行，而且投粉、脫油時(shí)間滯后，啟動(dòng)油耗基本在33T以上。小油槍升爐深度節(jié)油技術(shù)的應(yīng)用，可減少大油槍的投運(yùn)數(shù)量，并能提前投粉，及早穩(wěn)定燃燒，提前脫油運(yùn)行。在冷態(tài)啟動(dòng)中，通過精準(zhǔn)控制各階段油耗，能有效降低機(jī)組啟動(dòng)用油。

（1）小油槍投粉前的油耗指標(biāo)控制。

投粉前，控制溫升曲線，盡快投入兩只大油槍，試點(diǎn)四角小油槍，并投入運(yùn)行。直至爐膛出口溫度達(dá)280℃且熱風(fēng)溫度達(dá)120℃，可投粉（下層給粉機(jī)）。考慮此過程需試運(yùn)所有油槍、大油槍切換，建議用時(shí)2h，油耗5T。

（2）小油槍投粉后至沖轉(zhuǎn)前的油耗指標(biāo)控制。

達(dá)投粉條件后，盡量投入三臺(tái)以上小油槍對(duì)應(yīng)下層給粉機(jī)運(yùn)行，視情況調(diào)整給粉機(jī)轉(zhuǎn)速或增投對(duì)應(yīng)大油槍的中層給粉機(jī)，穩(wěn)定參數(shù)，準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)。此過程考慮操作調(diào)整比較多，以穩(wěn)定、可控、安全為主，建議用時(shí)2h，油耗5T。

（3）沖轉(zhuǎn)過程的油耗指標(biāo)控制。

此階段主要保持參數(shù)穩(wěn)定，順利沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)。建議用時(shí)1.5h，油耗3.5T。

（4）并網(wǎng)后的油耗指標(biāo)控制。

并網(wǎng)后及時(shí)增投給粉機(jī)，保持參數(shù)穩(wěn)定，逐步退出大油槍，50MW后退出所有油槍運(yùn)行。此過程關(guān)鍵是，在保證汽機(jī)脹差、蒸汽溫度可控的情況下，盡快增投給粉機(jī)，及早穩(wěn)定燃燒，退出油槍。此過程建議用時(shí)1.5h，油耗3T。

該油耗控制方案的總油耗指標(biāo)為16.5T。此油耗控制量是以有兩支及以上小油槍可用為前提，若四支小油槍均可用，油耗還可進(jìn)一步降低。

深度節(jié)油技術(shù)在2018年10月9日#4爐冷態(tài)啟動(dòng)中，得到很好的應(yīng)用，節(jié)油效果明顯。此次啟動(dòng)，嚴(yán)格按照小油槍冷態(tài)升爐油耗控制方案執(zhí)行，如表3所示。各階段油耗可控，啟動(dòng)油耗14.8T，節(jié)油率達(dá)55%。

3? 應(yīng)用成果

2018年7月份以來，鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)深度節(jié)油技術(shù)在#3、4爐冷態(tài)啟動(dòng)中的應(yīng)用，有效降低了鍋爐啟動(dòng)油耗，如表4所示。#3爐的平均油耗為19.2T，#4爐平均油耗16.4T。對(duì)比近幾年來的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，#3爐的節(jié)油率達(dá)37%，#4爐的節(jié)油率高達(dá)52%。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)深度節(jié)油技術(shù)的成功應(yīng)用，節(jié)油效果顯著，有效降低電廠機(jī)組啟動(dòng)的成本支出，提高經(jīng)濟(jì)效益。

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