600MW機組冷態啟動節油措施

摘 要：針對陽城電廠二期2×600MW間接空冷燃煤機組冷態啟動燃油消耗高的情況進行分析，其原因主要是冷態啟動時間過長，沒有投入鄰爐加熱系統，汽機暖缸不充分，制粉系統啟動較晚，節點控制不合理等。采取投運鄰爐加熱、提前投入汽機暖缸、采用混煤啟動、優化撤油槍過程等一系列節油措施后，冷態啟動燃油消耗大幅降低，冷態啟動用油由110-150噸/次降低到45-60噸/次，下降了約60%，節省了大量的燃油消耗，冷態啟動經濟性得到大幅提高。

關鍵詞：600MW；燃煤機組；冷態啟動；燃油消耗高；原因；節油措施；經濟性

中圖分類號：F40 文獻標識碼：A

陽城電廠二期安裝2臺600MW間接空冷燃煤發電機組，先后于2007年8月和10月通過168小時滿負荷試運行投入商業運行。在投產初期，冷態啟動燃油消耗一直居高不下，采取投運鄰爐加熱、提前投入汽機暖缸、采用混煤啟動、優化撤油槍過程等一系列節油措施后，冷態啟動燃油消耗大幅降低。

1 設備概況

陽城電廠二期安裝2臺600MW間接空冷燃煤發電機組，鍋爐為東方鍋爐廠引進美國福斯特.惠勒技術生產制造的DG2060/17.6-II3型，亞臨界、一次中間再熱、雙拱形單爐膛、“W”型火焰、平衡通風、固態排渣、露天布置、自然循環汽包型燃煤鍋爐，設計煤種為晉東南無煙煤。每臺鍋爐配置6套雙進雙出、冷一次風正壓直吹式制粉系統，每套制粉系統配置6只雙旋風筒煤粉分離式燃燒器，共36只燃燒器分別布置在前后墻拱上。二次風采用分級送風方式，兩個二次風箱分別布置在前后墻拱部，風箱內用隔板將每個燃燒器隔為一個單元，每個單元又分為6個風箱，由不同的擋板（A、B、C、D、E、F）來控制風量。A、B、C擋板控制拱上環型二次風，D、E、F擋板控制拱下二次風，分三層送入，F擋板進風量最大，拱下二次風占總二次風量的65%。每臺鍋爐安裝36只機械霧化式油槍，燃用#0輕柴油。

汽輪機為哈爾濱汽輪機廠生產的NJK600-16.7/538/538型，亞臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、間接空冷凝汽式汽輪機。高中壓缸采用合缸布置，并采用雙層缸結構，低壓缸為雙流反向布置、三層缸結構。汽輪機設計有高壓缸倒暖系統，用于冷態啟動時對高壓缸及轉子進行加熱。

2 冷態啟動燃油消耗高的原因

陽城電廠二期2臺600MW間接空冷燃煤發電機組在投產初期，冷態啟動燃油消耗一直居高不下，主要是因為冷態啟動時間過長，即從點火到油槍全部撤出的時間過長。具體體現在沒有提前投入鄰爐加熱，汽機預暖不充分，采用無煙煤啟動、著火困難、制粉系統啟動較晚，節點控制不合理、延誤啟動時間等方面。

3 采取措施

3.1 充分利用臨爐加熱系統，提升點火前爐水溫度

鍋爐鄰爐加熱系統可在點火前提高爐水和金屬壁溫，能將汽包壁溫加熱到120℃左右，爐膛溫度加熱到100℃左右，可以縮短啟動時間，是節省啟動用油的有力措施之一。另外鄰爐加熱系統的投運對減少升溫升壓過程中汽包壁溫差、改善油槍著火條件也非常有利。投入爐底加熱系統前，必須確保汽包內爐水淹沒汽水分離器出口，使爐水能通過旋風分離器進入汽包夾層與水冷壁上升管連通。

具體投運步驟和方法如下：（1）在鍋爐點火前30 小時投運臨爐加熱。（2）汽包水質沖洗合格，解除“汽包水位高聯開事故放水門”保護。當汽包水位計灌水完畢后，將汽包水位控制在+350mm 左右。（3）關嚴鍋爐底部排污8 路總門，關嚴連排、事故放水門，以防汽包水位下降，破壞爐水循環。（4）汽包水位穩定后停運電泵。（5）投運蒸汽前必須沖洗蒸汽聯箱，防止聯箱銹渣進入系統。（6）投運后開啟省煤器再循環門。（7）啟動空預器，空預器主、輔電機聯鎖試驗合格后保持空預器運行。（8）投運期間關閉過、再熱器側煙氣擋板，防止爐內熱量散出。（9）監視汽包水位，水位下降時必須找出原因（將系統閥門搖嚴）。當水位低于300mm時檢查就地水冷壁振動情況，必要時停止加熱，啟動電泵將汽包水位補至+350mm 左右。（10）監視爐底加熱聯箱壓力在0.85Mpa 左右，最低不小于0.75Mpa（可能會造成爐水倒灌進輔汽聯箱）。（11）開始停運鄰爐加熱系統到將汽包放水至點火水位（-100mm）需要40 分鐘左右時間，啟動過程中做好時間安排。

3.2 提前暖缸，增加暖缸時間，確保沖轉一次成功

冷態沖轉過程中汽輪機動靜各部件溫度存在差異，且同一部件的溫度也處于非穩態，故造成了高壓缸上下缸溫差大、高中壓缸膨脹不充分、脹差變化大等問題，極易導致汽輪機升速過程中軸瓦振動超標而被迫打閘。在以往沖轉時我們采取在2450rpm暖機2～3小時，等到各部件充分加熱后才升至額定轉速3000r/min，增加了啟動用油量。通過多次摸索，現已成熟掌握了高壓缸暖缸技術，將開始投運高壓缸倒暖（軸封、抽真空系統投運后）提前到沖轉前約20小時，有效地增加預暖時間，在沖轉前將高壓缸預暖到200℃以上，機組沖轉基本一次成功，并且機組定速后直接開始并網操作。暖缸過程中利用高壓缸本體疏水閥間斷開啟的方式控制暖缸速度，同時排出缸內的冷凝水，暖缸時注意以下問題：（1）軸封系統壓力穩定后，靜態ETS 試驗結束后，開始投入汽機高壓缸倒暖。（2）檢查關閉以下閥門：通風閥，高排冷卻蒸汽閥、BDV 閥（MAW61AA001）、高排逆止門。（3）檢查開啟以下閥門：高壓缸缸體疏水門、高壓主汽門閥座前后疏水門、中壓主汽門閥座后疏水門。（4）初期開啟高排逆止門前疏水閥、高排逆止門后疏水閥。供汽溫度大于飽和溫度后，關閉高排逆止門前疏水閥、高排逆止門后疏水閥。投運后定期開啟（每小時開啟5 分鐘）高排逆止門后疏水閥，另外當疏水罐水位過高，也應及時開啟該疏水門。（5）開始階段緩慢開啟暖缸閥門，控制壓力和溫度緩慢上漲，杜絕不考慮熱應力將暖缸閥一次開到位。（6）及時將缸體凝結疏水排除。（7）投運過程中控制高壓缸調節級壓力在0.2～0.25MPa，加強監視汽機盤車運行狀態，嚴防由于壓力過高，汽機轉速高盤車脫扣情況出現。另外嚴防汽機轉子靜止情況出現。（8）點火后，通過調節低旁開度，維持熱再壓力小于0.15MPa。（9）汽機暖缸時加強監視汽機上下缸溫差，發現溫差有明顯增大趨勢要及時查找原因，并予以消除。（10）當熱再壓力大于0.2MPa、主汽壓力大于0.5 MPa，退出暖缸。

3.3 采取混煤啟動，解決低負荷煤粉難以著火及燃盡問題

煤粉著火和燃盡情況是啟動中投粉首要考慮問題，主要影響因素為煤質特性和爐內熱負荷。啟動中煤粉燃盡率（灰渣含碳量）不可能達到正常運行值，具體值為多少合適無標準值參考，主要從啟動過程中爐內燃燒安全（爆燃）和啟動后安全運行（積粉再燃燒）兩方面進行評判，針對某臺鍋爐，一般可經過多次啟動經驗總結出投粉的合適時機。采用摻配煙煤啟動是解決啟動初期著火及燃盡問題的有效措施，可實現升溫升壓過程中提前投粉，降低啟動用油量。

3.3.1 混煤的著火溫度t 與燃料比（FC/Vad）的關系式為t =33.24×（FC/Vad）+439.7（℃）。

根據我廠摻配經驗，當摻配比例達到40%時混煤含碳量一般為58%，Vad 為12%時，此時計算著火溫度為600℃左右。經對比測量爐膛出口溫度約達到350℃時下爐膛溫度即可達到600℃。由于出粉量較少，煤粉著火條件的改善，鍋爐尾部未燃盡粒狀可燃物量不大，引起再燃燒的可能性大幅降低。

3.3.2 投粉時機的選擇

（1）升溫升壓過程中爐膛出口溫度約達到350℃或空預器前煙溫達250℃可投粉，此時可投運8 支油槍（根據具體情況決定），蒸汽流量在100～130t/h 左右。（2）為保證投粉初期煤粉燃盡，第一臺磨煤機建議選擇B 或F 磨煤機，此兩臺磨對應油槍出力較大為1.2t/h。另外其火嘴相鄰部位小油槍（0.8t/h）應投運一支。（3）投粉啟磨前就地檢查工作統籌安排，一次風機、密封風機、磨煤機同時全部檢查完畢后方可開始啟磨操作。（4）投粉前應試投過再熱器減溫水，磨煤機運行穩定后根據情況投入減溫水運行，保證主再熱汽溫在可控狀態。（5）投粉前根據屏過管壁溫度溫度余度，適當關小過熱器側煙氣擋板開度，開大再熱器側煙氣擋板開度。（6）磨煤機啟動后在小出力狀態下運行，爐內在少煤粉、少陪油槍的方式下燃燒。蒸汽升溫升壓的同時爐內溫度逐漸上升，燃燒狀況逐漸改善。

3.3.3 投粉后重點監控狀況及參數

（1）投粉后及時觀察火焰電視狀況，投粉后火焰應發黃，如出現火焰發黑情況，適當增加油槍個數或調整油槍位置，盡量保證火焰明亮。（2）就地看火孔查看爐內投粉后著火狀況，防止出現局部燃燒惡化現象。（3）監視爐膛負壓波動情況，波動范圍大說明爐內著火情況不穩定，需調整油槍位置。（4）投粉后若受熱面管壁溫度超溫無法控制，及時減小磨出粉量，無法控制時停運磨煤機。（5）磨煤機啟動后對應F 擋板開度均開至20%左右，磨旁路風開度建議不超過20%，以防屏過超溫。（6）根據實際情況調整二次風量（一般為250～280m3/s 間調整），在保證燃燒風量的同時還要考慮風量過大易造成火焰中心上升引起管壁超溫。（7）啟動投粉過程中應派專人取灰樣，化驗后收集資料。

3.3.4 各臺磨煤機啟動過程優化

（1）摻配煙煤后，機組并網前可完成兩臺磨煤機的啟動工作，此兩臺磨在小出力狀態下運行。（2）根據情況，提前完成各臺磨暖磨工作，壓縮啟動時間。（3）第二、三、四臺磨煤機啟動控制重點為防止屏過受熱面管壁超溫，在啟動磨煤機前要檢查屏過管壁溫度不超490℃，啟磨后控制屏過出口汽溫不超470℃。主要控制手段為調節蒸汽流量（通過旁路開度控制）和減溫水量。（4）在啟動第三臺磨煤機后開始撤油槍。

3.4 優化撤油槍過程

機組并網后用油量占總用油量的40～50%，其中何時撤油槍及撤油槍速度是影響該階段用油量的重要因素。通常在啟動第三臺磨煤機后爐內燃燒基本具備撤油槍條件。此時爐指令大于320mW（參考值，與磨負荷擋板開度有關），蒸汽流量在700t/h 左右，爐膛出口煙溫為530～550℃之間。（1）撤油槍的同時測量屏過看火孔處煙溫變化情況，防止因撤油槍速度過快導致爐內燃燒惡化。（2）撤出油槍的同時相應增加磨煤機出力，保證爐指令逐漸增加，以確保爐內燃燒強度。（3）撤油槍的同時結合蒸汽流量、汽壓、高再前煙溫等參數變化情況分析，當下跌幅度較大時，停止撤油槍，分析原因，防止出現燃燒惡化情況。摻燒煙煤啟動，主蒸汽流量達900t/h 即可全撤油槍，正常情況下，并網到全撤油槍合理時間為1 小時30 分鐘為宜。

4 節油效果

陽城電廠二期600MW機組冷態啟動用油見表1（7號機組）。

從表1中7號機組歷次冷態啟動燃油消耗情況來看，采取節油措施后，節油效果非常明顯，冷態啟動用油由110-150噸/次降低到45-60噸/次，下降了約60%，節省了大量的燃油消耗，冷態啟動經濟性得到大幅提高。

參考文獻

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[2]武旭升.陽城電廠600MW機組鍋爐運行規程 [S].山西：陽城電廠，2008.

[3]汪淑奇.單元機組設備運行[M].北京：中國電力出版社，2009.