煙煤啟動技術(shù)在1 025 t/h貧煤鍋爐上的應(yīng)用

何 誠，魏 剛，楊守偉，樊 旭

(河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

石家莊良村熱電有限公司2臺300 MW熱電機(jī)組鍋爐為1 025 t/h亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，采用四角切圓燃燒方式，共布置3臺雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，每臺磨煤機(jī)帶2層燃燒器。設(shè)計(jì)煤種為收到基灰分30.21%，收到基水分6.5%，干燥無灰基揮發(fā)分16.02%。為節(jié)省燃油，下層燃燒器改造為少油點(diǎn)火燃燒器，每個燃燒器內(nèi)布置了2只小油槍。鍋爐尾部煙道布置了脫硝系統(tǒng)。脫硫系統(tǒng)采用無旁路設(shè)計(jì)，排煙系統(tǒng)采用煙塔合一技術(shù)。

1 煙煤啟動技術(shù)的提出

在貧煤鍋爐啟動時，若利用投運(yùn)的大油槍來提高爐膛溫度，在具備投粉條件后，投入制粉系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間的油煤混燒后撤出大油槍，機(jī)組繼續(xù)升負(fù)荷，并逐漸投入電除塵，這樣由于存在較長時間的電除塵退出過程，大量含塵煙氣將對脫硫塔、石灰石漿液、煙塔內(nèi)填料、循環(huán)水及煙塔等設(shè)備造成嚴(yán)重的污染或者腐蝕；若采用少油點(diǎn)火系統(tǒng)直接冷爐投煤啟動時，貧煤較難著火的特性，導(dǎo)致啟動初期煤粉的燃燼率極低，大量未完全燃燒的煤粉會積存在尾部煙道、脫硝系統(tǒng)催化劑及空氣預(yù)熱器換熱面上，存在較高的尾部煙道再燃燒風(fēng)險(xiǎn)，無法利用少油點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鍋爐少油啟動[1]。

機(jī)組啟動調(diào)試期間，鍋爐吹管、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)前電氣試驗(yàn)均要求一個較長時間的鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行過程，同時由于調(diào)試期間設(shè)備、系統(tǒng)均為首次投運(yùn)，大量的消缺工作導(dǎo)致機(jī)組啟停頻繁，長時間的低負(fù)荷運(yùn)行工況，不僅提高了燃油消耗量，而且對脫硝系統(tǒng)催化劑、脫硫塔及漿液、煙塔內(nèi)填料、循環(huán)水、煙塔等造成嚴(yán)重污染或腐蝕。

為降低燃油消耗量，保證設(shè)備安全，提出在機(jī)組吹管及啟動期間鍋爐燃用高揮發(fā)分煙煤的啟動方案，即在最下層燃燒器對應(yīng)的A磨煤機(jī)供給高揮發(fā)分煙煤。在機(jī)組啟動過程中通過小油槍直接點(diǎn)燃煤粉，保證較高煤粉燃燼率，并同步投入電除塵，減少煙氣中的灰塵含量。

2 煙煤啟動相關(guān)系統(tǒng)分析

少油點(diǎn)火系統(tǒng)爐前設(shè)計(jì)油壓為1.2 MPa，單只小油槍出力為120 kg/h，每個燃燒器配2只小油槍，采用壓縮空氣霧化和吹掃。為保證小油槍燃燒配風(fēng)，配置了2臺助燃風(fēng)機(jī)，一用一備，直接為少油點(diǎn)火燃燒器供風(fēng)。為滿足鍋爐冷爐啟動制粉的需要，在A側(cè)空氣預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)道內(nèi)布置了風(fēng)道燃燒器，設(shè)置了2只壓縮空氣霧化小油槍，單只油槍出力180 kg/h，經(jīng)風(fēng)道燃燒器加熱的一次風(fēng)與冷一次風(fēng)混合后進(jìn)入磨煤機(jī)，風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)設(shè)計(jì)2路，一路來自磨煤機(jī)密封風(fēng)母管，一路來自風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)機(jī)。為確保小油槍能迅速穩(wěn)定的點(diǎn)燃煤粉，A層噴燃器采用中心濃淡分離技術(shù)，小油槍火焰直接點(diǎn)燃濃相煤粉，煤粉濃度較低一次風(fēng)包裹濃相煤粉，冷卻噴燃器。

鑒于啟動調(diào)試期間鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時間較長，為減小鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行期間可燃物再脫硝系統(tǒng)催化劑上的積聚，從輔助蒸汽聯(lián)箱引出1根蒸汽管道供脫硝系統(tǒng)吹灰用汽，從而保證在低負(fù)荷運(yùn)行期間脫硝系統(tǒng)能夠定期吹灰。

3 煙煤啟動實(shí)施方案

鍋爐上水前投入除氧器加熱，汽包見水后保持低水位，投入底部加熱，逐漸將汽包壁溫提高到100 ℃左右，退出底部加熱。檢查機(jī)組具備啟動條件后啟動引、送風(fēng)機(jī)，A側(cè)一次風(fēng)機(jī)，密封風(fēng)機(jī)，投入風(fēng)道燃燒器，對A磨煤機(jī)進(jìn)行暖磨。保持熱一次風(fēng)壓力在5 kPa左右，調(diào)整磨煤機(jī)入口風(fēng)門開度，控制一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速在18 m/s左右，調(diào)整少油點(diǎn)火燃油母管壓力在1.2 MPa左右，投入少油點(diǎn)火燃燒器。在各角少油點(diǎn)火油槍著火良好、磨煤機(jī)出口溫度達(dá)到70 ℃左右時，關(guān)小A磨煤機(jī)兩側(cè)負(fù)荷風(fēng)門至5%左右，開大A側(cè)旁路風(fēng)門保證一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速，啟動A磨煤機(jī)、A2給煤機(jī)，增加給煤量建立磨內(nèi)料位，控制磨煤機(jī)內(nèi)差壓料位計(jì)差壓在500 Pa左右。緩慢增加負(fù)荷風(fēng)門開度，減小旁路風(fēng)門開度，增加磨煤機(jī)出力，同時保持粉管內(nèi)一次風(fēng)速，控制磨煤機(jī)出口溫度在70 ℃左右，調(diào)整對應(yīng)二次風(fēng)門開度，確保煤粉著火穩(wěn)定迅速，燃燒充分。

煤粉投入需要加強(qiáng)對熱一次風(fēng)道壁溫和少油點(diǎn)火燃燒器壁溫的監(jiān)視，防止燒損設(shè)備。熱一次風(fēng)道壁溫可通過調(diào)整小油槍供油手動門來降低供油壓力，必要時可停運(yùn)1只小油槍，待空氣預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)溫升至150 ℃左右即可退出風(fēng)道燃燒器的運(yùn)行。燃燒器壁溫可通過調(diào)整一次風(fēng)速、風(fēng)粉混合物溫度、周界風(fēng)風(fēng)量等來調(diào)整。根據(jù)機(jī)組冷態(tài)啟動升溫升壓曲線要求調(diào)整磨煤機(jī)出力，控制升溫升壓速率不超限。磨煤機(jī)料位正常后控制磨煤機(jī)出力在18 t/h左右，一次風(fēng)速20 m/s，出口溫度70 ℃左右，觀察爐內(nèi)著火良好，燃燒器出口向火側(cè)火焰明亮，爐膛負(fù)壓波動幅度在300 Pa左右，爐膛能見度良好。投粉2 h后爐膛負(fù)壓逐漸穩(wěn)定，溫升率保持在0.6～1.0 ℃/min范圍內(nèi)。

機(jī)組并網(wǎng)后增加A磨煤機(jī)出力逐漸升負(fù)荷，待A磨煤機(jī)出力增至28 t/h左右時，逐只投入B層煤粉燃燒器，同時增加磨煤機(jī)出力，啟動A1給煤機(jī)，A磨煤機(jī)轉(zhuǎn)換為雙進(jìn)雙出運(yùn)行方式。在投入B層燃燒器時注意應(yīng)逐只投入，同時增加A磨煤機(jī)出力，避免最下層燃燒器燃燒強(qiáng)度大幅降低導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)。在A磨煤機(jī)出力增加至45 t/h左右，機(jī)組繼續(xù)升負(fù)荷時，可啟動B磨煤機(jī)，投入C層燃燒器。待機(jī)組負(fù)荷升至穩(wěn)燃負(fù)荷以上時，可退出少油點(diǎn)火燃燒器的運(yùn)行。

4 煙煤啟動過程中應(yīng)注意的問題

a. 燃油系統(tǒng)管道必須用蒸汽進(jìn)行充分吹掃，確保燃油系統(tǒng)管道吹掃干凈。油循環(huán)時先對主路進(jìn)行大流量沖洗，合格后對少油系統(tǒng)進(jìn)行油循環(huán)，防止內(nèi)部雜物堵塞少油系統(tǒng)濾網(wǎng)或者小油槍槍頭，導(dǎo)致小油槍滅火。

b. 風(fēng)道燃燒器油槍進(jìn)油手動門必須確保能嚴(yán)密關(guān)閉，且每次停止其運(yùn)行時必須關(guān)閉手動門，防止燃油漏入熱一次風(fēng)道發(fā)生著火事故。運(yùn)行中監(jiān)視風(fēng)道燃燒器火檢信號、一次風(fēng)溫度，防止小油槍滅火，而燃油沒有及時切斷造成大量燃油進(jìn)入一次風(fēng)道。

c. 點(diǎn)火前必須投入空氣預(yù)熱器連續(xù)吹灰，且維持輔助蒸汽聯(lián)箱壓力在0.8 MPa左右。脫硝系統(tǒng)吹灰器可視脫硝系統(tǒng)前后壓差變化情況投入。

d. 點(diǎn)火前省煤器灰斗、電除塵灰斗程控輸灰系統(tǒng)必須投入，防止點(diǎn)火初期含大量可燃物的飛灰自燃。鍋爐點(diǎn)火后可同步投入電除塵，減小對系統(tǒng)及環(huán)境的污染。

e. 磨煤機(jī)啟動后應(yīng)就地觀察煤粉著火情況，通過對一次風(fēng)速、磨煤機(jī)出口溫度、磨煤機(jī)出力、小油槍供油壓力、助燃風(fēng)壓力等進(jìn)行調(diào)整，確保煤粉著火良好，燃燒器壁溫不超限[2]。

f. 磨煤機(jī)出口溫度必須嚴(yán)格控制在75 ℃左右，防止磨煤機(jī)出口溫度過高導(dǎo)致制粉系統(tǒng)發(fā)生著火、爆炸。磨煤機(jī)消防蒸汽處于熱備用狀態(tài)，可隨時投入。空氣預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)溫度達(dá)到150 ℃時，可退出風(fēng)道燃燒器運(yùn)行。

g. 投粉后應(yīng)定期取樣化驗(yàn)煤粉細(xì)度及飛灰可燃物含量，飛灰可燃物含量偏高時可通過調(diào)整煤粉細(xì)度、小油槍出力、磨煤機(jī)出口溫度、粉管內(nèi)一次風(fēng)速及煤粉濃度等，提高煤粉燃盡程度，防止可燃物被帶進(jìn)尾部煙道發(fā)生二次燃燒。

h. 制粉系統(tǒng)啟停過程中必須進(jìn)行充分吹掃，確保磨煤機(jī)和風(fēng)粉管道內(nèi)部無明顯煤粉聚集，長時間停機(jī)時需燒空原煤倉。

5 結(jié)論

a. 石家莊良村熱電有限公司1號、2號機(jī)組通過采用煙煤啟動技術(shù)，用小油槍直接點(diǎn)燃煤粉進(jìn)行鍋爐吹管及機(jī)組整套啟動，使大油槍在機(jī)組調(diào)試期間基本沒有投入，節(jié)省了大量燃油，提高了機(jī)組調(diào)試期間的經(jīng)濟(jì)性。

b. 煙煤啟動過程中電除塵、脫硫系統(tǒng)同步投入，減少了對脫硫系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)的污染，降低了污染物排放量，使機(jī)組啟動更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。

c. 通過對少油點(diǎn)火系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)及鍋爐燃燒配風(fēng)情況進(jìn)行調(diào)整，能保證著火穩(wěn)定后飛灰可燃物含量在13%左右，噴燃器及水冷壁不結(jié)焦，燃燒器壁溫不超限。

d. 制粉系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，沒有發(fā)生自燃和爆炸現(xiàn)象。鍋爐燃燒穩(wěn)定，調(diào)試期間沒有發(fā)生由于尾部煙道再燃燒、煙溫升高及燃燒不穩(wěn)而產(chǎn)生的滅火、放炮現(xiàn)象。

e. 冷爐啟動直接投煤能滿足鍋爐冷態(tài)啟動升溫升壓曲線要求，升溫升壓速率不超限，受熱面金屬壁溫不超限，主、再熱蒸汽溫度能滿足汽輪機(jī)冷態(tài)啟動要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚 斌．大型低揮發(fā)份煤鍋爐燃燒運(yùn)行問題的研究[D]．武漢：華中科技大學(xué)，2005.

[2] 岑可法,周 昊,池作和.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2003.