600MW超臨界W型火焰鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)節(jié)油研究

華電國(guó)際電力股份有限公司奉節(jié)發(fā)電廠 張 帆 宋文海

W火焰鍋爐設(shè)計(jì)為無(wú)煙煤，因無(wú)煙煤揮發(fā)分低，不易點(diǎn)燃，冷態(tài)啟動(dòng)升溫升壓過(guò)程中，溫度偏高、壓力偏低，在提升壓力的過(guò)程中需增投多支大油槍?zhuān)瑢?dǎo)致油耗過(guò)高。通過(guò)分析實(shí)踐，摸索出了一套降低W 火焰鍋爐啟動(dòng)油耗的方案，主要通過(guò)合理安排機(jī)組啟停、微爆油槍改造、冷爐啟磨系統(tǒng)采用風(fēng)道燃燒器方式、提高設(shè)備可靠性、采用高揮發(fā)分煤?jiǎn)?dòng)等，可將機(jī)組啟動(dòng)油耗降低到較低水平，并在實(shí)踐中得的了較好的節(jié)油效果，對(duì)國(guó)內(nèi)相同類(lèi)型機(jī)組具有借鑒指導(dǎo)意義。

1 鍋爐概況及鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)油耗高的原因分析

奉節(jié)發(fā)電廠鍋爐采用東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司制造的型號(hào)為DG-1852/25.31-Ⅱ8型鍋爐，其主要技術(shù)特征為超臨界參數(shù)、W 型火焰燃燒、垂直管圈水冷壁變壓直流鍋爐。設(shè)計(jì)燃用無(wú)煙煤，采用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)。鍋爐點(diǎn)火及助燃油為#0輕柴油。每只煤粉燃燒器配一支油槍?zhuān)糜邳c(diǎn)火、暖爐和低負(fù)荷穩(wěn)燃，全爐共24只，單只油槍出力為1600kg/h[1]。每次機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)油耗高達(dá)100多噸，大量的燃油消耗增加了生產(chǎn)成本。

鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)油耗高的原因分析如下：重慶電網(wǎng)容量小，導(dǎo)致機(jī)組啟、停頻繁，我廠傳統(tǒng)的機(jī)械霧化油槍出力過(guò)大，導(dǎo)致油耗大；機(jī)械霧化油槍霧化效果差，經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)不著火，運(yùn)行可靠性差；鍋爐燃用無(wú)煙煤在負(fù)荷低于45%額定負(fù)荷時(shí)就要投油助燃，油槍出力大、導(dǎo)致油耗大；我廠在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，因無(wú)煙煤揮發(fā)分低，不易點(diǎn)燃，每次啟動(dòng)升溫升壓過(guò)程中，溫度偏高、壓力偏低，造成投粉時(shí)間滯后，升溫升壓緩慢，在提升壓力的過(guò)程中必須增投多支大油槍?zhuān)瑢?dǎo)致啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，撤油時(shí)間滯后，開(kāi)機(jī)油耗高。

2 鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)節(jié)油措施

2.1 合理安排機(jī)組啟停

積極協(xié)調(diào)電網(wǎng)，想方設(shè)法減少機(jī)組啟、停次數(shù)。鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)前，做好檢查和充分的準(zhǔn)備工作，在確認(rèn)具備啟動(dòng)條件后方可點(diǎn)火，避免不必要的啟停，浪費(fèi)燃油。

2.2 微爆油槍改造

改造油槍?zhuān)档陀蜆尯挠土?。將我廠B/E 磨大油槍改為微爆油槍?zhuān)瑢?duì)應(yīng)單只油槍出力500kg/h 和800kg/h，根據(jù)煤質(zhì)情況進(jìn)行更換霧化片，增強(qiáng)鍋爐點(diǎn)火的調(diào)節(jié)性能。微爆油槍與我廠使用的傳統(tǒng)機(jī)械霧化大油槍比較：霧化效果好/燃燒效率高/節(jié)油；微爆油槍出力可調(diào)，增強(qiáng)鍋爐點(diǎn)火的調(diào)節(jié)性能。

2.3 冷爐啟磨系統(tǒng)采用風(fēng)道燃燒器方式

對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng)，存在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)由于熱風(fēng)溫度不夠、不能干燥制粉的問(wèn)題，我廠利用風(fēng)道燃燒器加熱系統(tǒng)加熱風(fēng)道內(nèi)風(fēng)溫的方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在兩側(cè)空預(yù)器出口熱一次風(fēng)母管上各安裝一套風(fēng)道燃燒器系統(tǒng)，它也相應(yīng)包括燃油及吹掃系統(tǒng)、油配風(fēng)系統(tǒng)、油燃燒器、風(fēng)道保護(hù)系統(tǒng)等。

我廠的兩臺(tái)鍋爐B/E 磨煤機(jī)各配備一套少油系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐各配備兩套風(fēng)道燃燒器系統(tǒng)，每支少油油槍、風(fēng)道燃燒器油槍出力均為150kg/h。少油油槍投運(yùn)后可代替部分出力500kg/h 的微爆油槍。同時(shí)，風(fēng)道燃燒器投運(yùn)后可在10分鐘內(nèi)將熱一次風(fēng)溫度加熱到200℃，滿(mǎn)足啟磨要求，縮短烘爐、升溫升壓時(shí)間。由于利用風(fēng)道燃燒器加熱一次風(fēng)，使一次風(fēng)溫度達(dá)到啟磨要求的溫度，進(jìn)行冷爐啟磨制粉，達(dá)到冷爐初期即可投用煤粉從而進(jìn)一步節(jié)約燃油的目的。

2.4 提高設(shè)備可靠性

每次停機(jī)前對(duì)機(jī)組的所有存在的缺陷進(jìn)行匯總，確保機(jī)組停運(yùn)后，維護(hù)部對(duì)缺陷進(jìn)行全面細(xì)致的處理；加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)備健康狀況。特別是風(fēng)道燃燒器、B/E 磨微爆油槍的健康狀況，保證隨時(shí)可用。做好鍋爐點(diǎn)火前的各項(xiàng)試驗(yàn)工作，提前做好鍋爐的風(fēng)門(mén)擋板開(kāi)關(guān)試驗(yàn)，油槍霧化片的清理檢查，盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)的缺陷必須在點(diǎn)火前予以消除；維護(hù)人員要保證機(jī)組各種顯示、記錄表計(jì)一次正常好用。盡量不因表計(jì)不準(zhǔn)，電動(dòng)門(mén)、調(diào)節(jié)門(mén)動(dòng)作不正常，各種保護(hù)誤動(dòng)而造成停爐停機(jī)，增加耗油量。

2.5 采用高揮發(fā)分煤?jiǎn)?dòng)

啟動(dòng)用高揮發(fā)分煤，可以實(shí)現(xiàn)升溫升壓過(guò)程中提前投粉，大大降低了啟動(dòng)用油量。

2.5.1 相關(guān)改造

為了適應(yīng)機(jī)組高揮發(fā)分煤?jiǎn)?dòng)，我廠進(jìn)行了以下改造：對(duì)燃用高揮發(fā)分煤的B（E）磨煤機(jī)加裝防爆門(mén)；邏輯優(yōu)化：對(duì)B（E）磨煤機(jī)出口混合溫度高高跳閘條件，跳閘值增加“無(wú)煙煤/高揮發(fā)分煤選投按鈕”，磨煤機(jī)燃用高揮發(fā)分煤時(shí)選“高揮發(fā)分煤跳閘值（90℃）”，燃燒無(wú)煙煤時(shí)選“無(wú)煙煤跳閘值（130℃）”，有效防止因燃用高揮發(fā)分煤時(shí)煤粉爆炸風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)B（E）磨燃燒器乏氣風(fēng)管，增加壁溫測(cè)點(diǎn)并遠(yuǎn)程至DCS 顯示，同時(shí)增加聲光報(bào)警，提醒運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)燃燒器溫度高，及時(shí)調(diào)整及聯(lián)系相關(guān)人員處理，有效避免燃用高揮發(fā)分煤導(dǎo)致燃燒器燒損。

2.5.2 采用高揮發(fā)分煤?jiǎn)?dòng)的準(zhǔn)備工作

機(jī)組停用前，為保證啟機(jī)時(shí)能使用到高揮發(fā)分煤，在機(jī)組正常運(yùn)行中，燃運(yùn)人員隨時(shí)保持B（E）原煤倉(cāng)煤位在低料位，值長(zhǎng)接到停機(jī)命令后立即安排燃運(yùn)不得向B（E）原煤倉(cāng)上煤，并安排運(yùn)行人員加大B（E）磨出力，將B（E）原煤倉(cāng)燒空并將磨煤機(jī)抽空，為下一步高揮發(fā)分煤?jiǎn)?dòng)提供有力保障。

表1 正常時(shí)燃用入爐無(wú)煙煤和啟動(dòng)用高揮發(fā)分煤質(zhì)對(duì)比

機(jī)組啟動(dòng)前，即將B（E）磨燒高揮發(fā)分煤的磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)油槍霧化片改?。河?00kg/h 改為500kg/h，并將所有油槍全面清理干凈，確保油槍正常使用。啟動(dòng)前通知燃運(yùn)將對(duì)應(yīng)原煤倉(cāng)上高揮發(fā)分煤，以便提前投粉，以達(dá)到減少鍋爐啟動(dòng)油耗量的目的。特別注意防止上錯(cuò)煤種，在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，只有B（E）磨(對(duì)應(yīng)的噴燃器)燃用高揮發(fā)分煤，其它燃燒器燃用原有設(shè)計(jì)煤種。

做好鍋爐點(diǎn)火前的各項(xiàng)試驗(yàn)工作，油槍霧化片的清理檢查，盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提前予以消除。啟動(dòng)前，盡早進(jìn)行油循環(huán)，注意清洗濾網(wǎng)，在確保濾網(wǎng)干凈的前提下才允許點(diǎn)火，以防止油槍堵塞和霧化不良；安排好人員進(jìn)行敲煤。防止因斷煤使磨煤機(jī)被迫停運(yùn)達(dá)不到節(jié)油的目的；根據(jù)開(kāi)機(jī)需要，準(zhǔn)備充分的運(yùn)行人員。安排設(shè)備檢修人員待命，及時(shí)消除啟動(dòng)過(guò)程中存在的缺陷。相關(guān)管理人員到位指導(dǎo)開(kāi)機(jī)，保證開(kāi)機(jī)順利。

2.5.3 高揮發(fā)分煤?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)控制

確定鍋爐點(diǎn)火時(shí)間后，提前啟動(dòng)引、送風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火后按升溫升壓曲線(xiàn)，點(diǎn)火初期多投油槍?zhuān)岣邿煖?，及早達(dá)到投粉條件。點(diǎn)火后投入空預(yù)器蒸汽吹灰，并進(jìn)行連續(xù)吹灰。當(dāng)二次風(fēng)溫達(dá)到90～100℃時(shí)啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)和密封風(fēng)機(jī)，調(diào)整一次風(fēng)壓到6kPa，投入一次風(fēng)風(fēng)道燃燒器運(yùn)行，投入暖風(fēng)器運(yùn)行，根據(jù)輔汽壓力情況，盡量開(kāi)大暖風(fēng)器進(jìn)汽調(diào)門(mén)。投入待啟的高揮發(fā)分煤磨煤機(jī)的相關(guān)風(fēng)門(mén)擋板，進(jìn)行暖磨操作。

確認(rèn)二次風(fēng)溫達(dá)140～150℃，磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)粉管油槍燃燒穩(wěn)定、磨煤機(jī)具備啟動(dòng)條件，啟動(dòng)第一套制粉系統(tǒng)（B 磨或E 磨），注意調(diào)整二次風(fēng)量和煤粉燃燒情況；啟動(dòng)高揮發(fā)分磨煤機(jī)后，由于B/E 磨油槍為微爆油槍出力可調(diào)，確認(rèn)煤粉燃燒穩(wěn)定、爐膛負(fù)壓穩(wěn)定后，緩慢調(diào)整微爆油槍出力，減少耗油量；機(jī)組并網(wǎng)前，確認(rèn)第二套制粉系統(tǒng)具備啟動(dòng)條件，啟動(dòng)第二套制粉系統(tǒng)，并根據(jù)煤粉燃燒穩(wěn)定、爐膛負(fù)壓穩(wěn)定情況，緩慢調(diào)整微爆油槍出力，降低耗油量。

根據(jù)燃燒需要控制油槍數(shù)量，并根據(jù)投粉燃燒情況和爐膛穩(wěn)定靈活掌握投油情況。視燃燒情況和負(fù)壓變化及時(shí)停用大油槍?zhuān)S持B/E 磨微爆油槍運(yùn)行，并調(diào)整油壓、控制油量，并對(duì)第三套、第四套制粉系統(tǒng)進(jìn)行暖磨；負(fù)荷150MW 啟動(dòng)第三臺(tái)磨；鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)后，機(jī)組負(fù)荷250MW，可啟動(dòng)第四臺(tái)磨，機(jī)組第四臺(tái)磨建立料位正常后，負(fù)荷280MW～300MW，鍋爐各運(yùn)行火檢正常，燃燒穩(wěn)定，鍋爐可以退出所有油槍運(yùn)行。

2.6 開(kāi)機(jī)節(jié)點(diǎn)耗油精細(xì)控制

接到調(diào)度開(kāi)機(jī)命令后，根據(jù)并網(wǎng)時(shí)間、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)溫度，并結(jié)合以往開(kāi)機(jī)經(jīng)驗(yàn)等，提前制定機(jī)組開(kāi)機(jī)節(jié)點(diǎn)計(jì)劃并下發(fā)；運(yùn)行人員在開(kāi)機(jī)操作中以開(kāi)機(jī)節(jié)點(diǎn)計(jì)劃為指導(dǎo)，并針對(duì)鍋爐升溫升壓、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)到鍋爐撤油等節(jié)點(diǎn)時(shí)段制定對(duì)應(yīng)耗油目標(biāo)，精心調(diào)整，規(guī)范操作，確保各項(xiàng)工作執(zhí)行到位，同時(shí)實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)耗油精細(xì)控制。

在鍋爐點(diǎn)火前，運(yùn)行人員提前試投風(fēng)道燃燒器，確?？煽總溆?，同時(shí)，當(dāng)有臨機(jī)供汽時(shí)提前投入除氧器加熱，將給水溫度加熱至90℃以上，提高爐膛內(nèi)溫度。鍋爐點(diǎn)火成功后，立即投運(yùn)風(fēng)道燃燒器、少油油槍?zhuān)_保第一臺(tái)磨煤機(jī)及時(shí)投運(yùn)；在鍋爐升溫升壓階段，運(yùn)行人員嚴(yán)密監(jiān)視火檢、火焰電視變化，根據(jù)節(jié)點(diǎn)計(jì)劃，在確保鍋爐燃燒穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，加大磨煤機(jī)出力，盡可能多的減少大油槍投運(yùn)數(shù)量，保證大油槍和微爆油槍投運(yùn)數(shù)量不超過(guò)4支，或降低微爆油槍母管燃油壓力，減少投運(yùn)微爆油槍出力。

在汽輪機(jī)中速暖機(jī)期間，及時(shí)投運(yùn)#2高加以及低加系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，立即投運(yùn)#1/3高加，提高給水溫度，縮短鍋爐轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)間。第三臺(tái)磨煤機(jī)啟動(dòng)前，由于爐膛溫度較高、燃燒相對(duì)穩(wěn)定，投運(yùn)油槍不超過(guò)2支，控制鍋爐投運(yùn)油槍數(shù)量不大于8支。第四臺(tái)磨煤機(jī)啟動(dòng)前，進(jìn)行油槍切換，控制鍋爐投運(yùn)油槍數(shù)量不大于8支，待第四臺(tái)磨運(yùn)行正常后，根據(jù)火檢、火焰電視、爐膛負(fù)壓變化的情況，及時(shí)退出鍋爐油槍。

2.7 降低單次開(kāi)機(jī)耗油的其他措施及注意事項(xiàng)

提前投入除氧器加熱，提高給水溫度，減少耗油；鍋爐及時(shí)投入暖風(fēng)器，提高空預(yù)器入口風(fēng)溫，改善著火條件減少耗油；及時(shí)投入高加，保證高加投入正常，可明顯改善啟動(dòng)時(shí)壁溫超溫和減少耗油；保證上水水質(zhì)合格，加強(qiáng)鍋爐及管道的沖洗工作，在爐水合格情況方可允許點(diǎn)火；鍋爐應(yīng)在冷態(tài)和低參數(shù)情況下加強(qiáng)換水，縮短熱態(tài)換水而等待汽水品質(zhì)改善的時(shí)間；投油前和油槍運(yùn)行時(shí)，指定專(zhuān)人對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行巡回檢查，發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象及時(shí)聯(lián)系處理。

點(diǎn)火后及時(shí)檢查油槍的著火情況，加強(qiáng)燃燒調(diào)整，使燃燒完全，節(jié)約燃油；升溫升壓過(guò)程中，合理控制疏水排汽，盡量減少不必要的過(guò)大疏水及排汽，以減少損失，達(dá)到節(jié)油的目的；在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，加強(qiáng)大油槍和微爆油槍的配合使用，盡早撤出大油槍?zhuān)鶕?jù)燃燒情況及時(shí)調(diào)整微爆油槍出力，降低耗油量；在設(shè)備允許的條件下，盡量縮短機(jī)組由低負(fù)荷升至高負(fù)荷的時(shí)間，并使機(jī)組保持高負(fù)荷運(yùn)行，減少耗油。

表2 冷態(tài)啟動(dòng)用油指標(biāo)變化情況

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)鍋爐耗油量（噸）如下：2019年5月8日#2機(jī)組101.63、2019年7月28日#1機(jī)組93.75、2019年8月27日#1機(jī) 組90.36、2020年3月31日#2機(jī)組72.38、2020年5月15日#1機(jī)組89.12、2020年6月22日#1機(jī)組78.42、2020年6月28日#2機(jī)組57.95、2020年7月9日#2機(jī)組47.41、2020年7月28日#2機(jī)組42.99（20年耗油最低）、2021年7月05日#1機(jī)組39.7（21年耗油最低）。

綜上，針對(duì)啟動(dòng)耗油量過(guò)大的問(wèn)題，通過(guò)分析實(shí)踐，摸索出了一套降低W 火焰鍋爐啟動(dòng)油耗的方案，主要通過(guò)合理安排機(jī)組啟停、微爆油槍改造、冷爐啟磨系統(tǒng)采用風(fēng)道燃燒器方式、提高設(shè)備可靠性、采用高揮發(fā)分煤?jiǎn)?dòng)等，將機(jī)組啟動(dòng)油耗降低到較低水平，冷態(tài)開(kāi)機(jī)耗油下降到39.7噸，節(jié)約效果顯著。雖然鍋爐啟動(dòng)節(jié)油取得了一定成績(jī)，但與其他同類(lèi)型電廠相比，還有值得學(xué)習(xí)和借鑒的方面，我們也將加強(qiáng)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)我廠節(jié)能降耗新突破。