鍋爐大修滑停及啟動零油耗的實現

牛慶軍 姚國鋒

河南省南陽熱電有限責任公司，河南 南陽 473000

1 概況

2012年5月22日經過14個小時的滑停工作，南陽熱電有限責任公司#1機組高壓內上缸內壁溫度滑至285℃后停運，進行#1機組投產后的首個A級檢修工作。2012年7月4日#1爐A級檢修后首次點火成功，至7月8日7:50#1機組正式并網帶負荷，期間配合汽機完成調整汽缸通流間隙后9次摩檢啟動、配合電氣、汽機完成各類試驗，鍋爐單獨運行時間達56小時，未進行投油助燃。至此，南陽熱電#1機組A級檢修滑參數停機、A級檢修后啟動實現“零油耗”，開創公司先例，取得較大經濟效益。

南陽熱電有限責任公司鍋爐燃燒器為濃淡分離型燃燒器，最下層四臺煤粉燃燒器采用煙臺龍源電力技術有限公司生產的等離子點火系統。在鍋爐點火和穩燃期間，該燃燒器具有點火和穩燃功能；在鍋爐正常運行時，該燃燒器具有主燃燒器功能。

在鍋爐啟動、停運時如果能發揮等離子燃燒器的作用，便能減少燃油消耗，因此我們先了解一下等離子燃燒器的工作原理。

2 等離子燃燒器的工作原理

等離子發生器為磁穩空氣載體等離子發生器，它由線圈、陰極、陽極組成。其拉弧原理為：當陰極2前進同陽極1接觸后，整個系統具有抗短路的能力且電流恒定不變，當陰極緩緩離開陽極時，電弧在線圈磁力的作用下拉出噴管外部。一定壓力的空氣在電弧的作用下，被電離為高溫等離子體，其能量密度高達105 ～ 106W/cm2，溫度可達4000-10000℃，當煤粉以一定的風速一定的濃度經過電弧時，煤粉顆粒受高溫迅速破裂，析出揮發份，再造揮發份，從而使煤粉迅速燃燒。

3 等離子燃燒器的應有

煤粉在鍋爐爐膛中能著火燃燒，取決于：煤種的煤質、煤粉細度、煤粉溫度（包括爐膛溫度、風溫等）、煤粉的濃度等。因此要保證煤粉在鍋爐冷態情況下能順利燃燒，必須從以上幾個決定因素著手。

3.1 煤質

鍋爐啟動用煤必須為優質煤，至少保證煤質揮發分為25%，低位發熱量為4500kcal/kg，且煤量充足。為保證煤質穩定，選擇單一廠礦煤源，減少啟動過程中由于煤質變化對鍋爐燃燒的影響。

3.2 煤粉細度、煤粉溫度

在煤質能夠保證的情況下，煤粉細度、煤粉溫度對鍋爐點火啟動有著重要的作用。因此在啟動初期，逐步將等離子暖風器疏水門開足，盡量提高一次風溫，并打開磨煤機下層各燃燒器噴口，控制一次風速，防止爐膛大量進粉，通過“低速大流量”來對磨煤機進行暖磨，同時由于煤粉在磨煤機內長時間碾磨，不但煤粉細度不斷減小，而且使磨煤機出口溫度不斷升高，從而使煤粉細度、煤粉溫度達到鍋爐點火要求。

3.3 爐膛溫度

冷爐狀態下，爐膛溫度與外界環境溫度一致，對煤粉著火燃燒極其不利，為提高爐膛溫度，盡早將鍋爐上水至點火水位，然后投入爐底加熱。同時為保證加熱效果，必須保證加熱蒸汽壓力在0.8 MPa以上，并逐步將爐底加熱各分門開足。通過3小時的加熱，汽包壁溫升至110℃左右，爐膛溫度也升至100℃以上，這時再進行點火，由于爐膛溫度較高，煤粉著火得到改善，等離子燃燒器著火較為穩定。

3.4 風溫的控制

3.4.1 各燃燒器噴口投粉后，能否正常著火，關鍵看等離子拉弧情況。由于爐膛溫度低、一次風溫、二次風溫都較低，等離子著火是很困難的。因此此時可將等離子拉弧電流調至額定值375A左右，保持足夠的功率，提供足夠的能量，同時盡可能減小等離子的載體風量，減少該部分風的吸熱量，使等離子拉弧能量能夠得到充分的利用。

3.4.2 雖然通過投入爐膛底部加熱，使爐膛溫度得到提高，但當鍋爐啟動送風機、引風機進行爐膛吹掃時，爐膛的通風會使爐膛溫度很快降低，故盡量降低鍋爐點火啟動時的風量，待鍋爐爐膛燃燒轉好時，再根據需要進行風量調整。

3.5 煤粉濃度

一次風速越高，等離子體燃燒器中心筒內煤粉濃度越低；反之一次風速越低，等離子體燃燒器中心筒內煤粉濃度越高。等離子體燃燒器在被等離子體發生器點燃時，濃度越高越易于點燃，反之則不利于點燃。

4 等離子運行注意事項

4.1 煤質不好時，盡量降低一次風速，增加煤粉著火時間，提高燃盡率，同時，也可以提高等離子體工作電流來增加等離子能量；如果煤質好著火效果會更好，燃燒器的壁溫就會越來越高，但可能會燒損燃燒器，所以當煤質好時，為保護等離子體燃燒器可以適當提高一次風速。

4.2 等離子點火初期，由于一次風溫偏低，對等離子燃燒器的冷卻較好，燃燒器壁溫較低。隨著爐膛燃燒逐步轉好，一次風溫的提高，燃燒器壁溫也跟著升高，當壁溫大于400℃時，會導致燃燒器燒損。所以當溫度大于400℃，通過加大磨入口一次風量、提高一次風風速、降低等離子體拉弧電流等手段進行控制。

4.3 等離子點火啟動初期，由于爐膛溫度偏低，煤粉不能完全燃燒，同時啟動用煤都是優質煤，揮發份、發熱量極高，增加尾部煙道發生二次燃燒的幾率，因此整個啟動過程中對空預器投入連續吹灰，并且當條件滿足時，立即對尾部受熱面進行吹灰。

5 滑參數停機過程

機組停運時，爐膛溫度相對較高，在等離子投入的情況下，燃燒相對比較穩定，只要操作到位，完全可實現停機過程中不投油助燃。在機組滑停減熱負荷時，優先將上層燃燒器對應的#2磨煤機停運，再根據負荷情況逐步退出#1磨煤機對應的燃燒器，直至最后剩余最下層的兩個燃燒器噴口，即回到機組啟動時的狀態，當然在減負荷、減燃燒過程中，應注意一次風、二次風的調節，始終使風粉比在較好的狀態。在停止給煤機，磨煤機料位抽空后，可以從燃燒器噴口處看到煤粉濃度逐漸變淡，直至鍋爐滅火保護動作，然后汽機打閘，電氣解列。這樣就實現了不投油滑停，可以節約大量的燃油。

6.結束語

機組大修滑停過程中，由于要求缸溫較低，鍋爐參數較低，鍋爐燃燒工況逐漸變差，運行工況較為惡劣；而機組大修后啟動，因需要配合汽機、電氣完成各種實驗，使機組低參數運行時間較長，對爐膛燃燒極其不利，通過對機組滑停及啟動過程中各個參數的控制，最終實現了大修滑停和啟動零油耗，一次為公司節省約100噸的燃油，節約燃料費用約80萬元。

[1]張孝勇.等離子燃燒器點火特性的試驗研究與數值模擬.華北電力大學（北京）,2007年

[2]煙臺龍源電力技術有限公司.等離子點火安全注意事項

[3]南陽熱電集控運行規程