660MW“W”火焰鍋爐煙煤啟動的探究

【摘 要】B&WB 660MW“W”火焰鍋爐冷態啟動時長約12小時，每次冷態啟動常規耗柴油在120噸左右，啟動油耗高成為了制約降低啟動成本的主要因素。此外，在機組冷態啟動過程中，燃用柴油時間長和耗油量大，部分油滴未完全燃燒，容易導致脫硝催化劑、空預器、除塵布袋堵塞和造成鍋爐尾部煙道二次燃燒。煙煤啟動的探索和研究對機組的經濟性和安全性均有很大的價值。

【關鍵詞】660MW;“W”火焰鍋爐;煙煤啟動;無煙煤

1引言

660MW“W”火焰鍋爐的冷態啟動從點火到轉干態撤出油槍，時長在12小時左右，啟動油耗直接提高了機組燃油單耗。按每次啟動耗柴油120噸計算，柴油價格按7000元/噸計算，每次機組冷態啟動燃油成本達84萬元，機組啟動成本過高。

國內目前對于燃用無煙煤的“W”火焰鍋爐降低啟動成本的方法有改用小油槍點火，微油富氧技術等。但是對于燃用無煙煤且采用傳統的點火方式的鍋爐來說，采用煙煤啟動方式降低機組啟動成本值得進一步探究。

2系統介紹

某火力發電廠660MW機組鍋爐為超臨界、一次中間再熱、“W”火焰燃燒方式、雙拱單爐膛、平衡通風、尾部雙煙道、固態排渣、露天布置、全鋼架懸吊式直流爐。燃用煤種為貴州本地低揮發份無煙煤，其主要特點是著火溫度高、燃燒穩定性差、燃盡率差、結渣性強。

鍋爐配備6臺上海重型機械廠制造的MGS4760型雙進雙出鋼球磨煤機，每臺磨煤機對應鍋爐4只HPAX-EX型煤粉燃燒器，共24只燃燒器，對稱布置在鍋爐的前后拱上。每個燃燒器均配備一套高能點火裝置，每套高能點火裝置上均裝有一支點火油槍，可用于點火、暖爐、升壓及引燃和穩燃所屬的煤粉燃燒器。油噴嘴采用氣泡霧化方式，24支油槍的總出力按鍋爐BMCR所需熱量的20%設計，每支油槍的額定出力為1.2t/h，油槍出力可靈活調整。

3啟動油耗現狀

3.1本爐啟動油耗現狀

該火電廠每年啟動及穩燃耗柴油約1600噸，折合經濟成本1100萬元，該660MW機組在2018年和2019年兩年間多次啟動，平均每次啟動耗柴油均在120噸以上，兩年燃油單耗均在1.9kg/萬kW.h以上，嚴重高于行業平均水平。

3.2同級別同爐型啟動油耗現狀

經過調研了解，在四川中電福溪電廠、貴州金元茶園電廠、習水二郎電廠、華潤六枝電廠等同級別或者同類型的660MW機組鍋爐冷態啟動耗油均在100噸/次左右。通過優化啟動流程，660MW機組啟動油耗有下降空間，但均存在下降瓶頸。

3.3煙煤啟動前景

對于設計鍋型為燃用低揮發分無煙煤的“W”火焰鍋爐來說，煙煤啟動節油是一各值得探究的方法。煙煤啟動方案是在機組冷態啟動過程中，在鍋爐點火到轉態結束，摘除全部油槍過程中，啟動部分制粉系統運行，投入部分煤粉燃燒器，利用煤粉的燃燒釋放熱量代替柴油燃燒釋放熱量，實現在暖爐、暖機、燒參數、升負荷過程中減少柴油消耗。根據各爐型的運行成熟程度和設備健康狀態，每次660MW機組冷態啟動能節約40-55噸柴油不等，節約經濟成本可觀。

4煙煤啟動流程

4.1準備工作

機組滑停期間，控制制粉系統煤倉煤位，在負荷320MW左右時燒空一臺中間磨煤機煤倉，并將燒空煤倉對應磨煤機內煤粉抽空，其余煤倉保留熱值高于17MJ/kg、干燥的本地無煙煤，為下次機組煙煤啟動創造條件。

在鍋爐點火前在2小時將準備好的200噸煙煤存入停爐時燒空的中間煤倉，作啟動初期用煤，其他5臺磨煤機對應煤倉存入熱值高于17MJ/kg、干燥的本地無煙煤。啟動用煙煤和無煙煤相關參數如下表：

4.2實施過程

鍋爐點火成功后，投入13支油槍以上，就地觀火明亮無黑煙、不滴油。二次風溫達100℃，啟動兩臺一次風機及一臺密封風機運行，對待啟動磨煤機暖磨。當一次風溫達100℃以上時，啟動待啟動磨煤機運行，磨煤機啟動時容量風門關閉，開出旁路風門，控制磨煤機出口溫度在70～80℃，對磨制煙煤的磨煤機建立料位，緩慢開啟磨煤機容量風門及增投煤燃燒器，增加鍋爐輸入熱量，對鍋爐升溫升壓。煙煤投入著火正常，保證煤火檢強度在90%以上，就地調整對應油槍出力在0.5 t/h，調整鍋爐燃油瞬時流量在4～6t/h，視情況增投油槍保證鍋爐熱負荷均勻。磨煤機運行正常后，觀察煤粉和油著火和火檢強度變化情況，確保火檢強度≥90確保如著火良好，燃燒穩定，爐膛負壓正常，根據升溫升壓曲線提高制粉系統出力，并逐步減少油槍數量，逐步升溫升壓至沖轉參數。

煙煤啟動升溫升壓過程中，磨制煙煤磨煤機出力控制在20～35t/h之間，并網后再逐步增加其出力。

汽輪機暖機過程中，對其余磨煤機暖磨后建立料位備用。逐漸增加煙煤磨制磨煤機出力、視情況啟動另外磨煤機運行，提高鍋爐熱負荷。控制鍋爐熱量投入的均勻性和煤燃燒器投入數量，控制鍋爐熱負荷與產氣能力匹配。機組暖機結束并網后，根據機組接帶負荷情況，增啟制粉系統。在磨制煙煤磨煤機煤倉煤位降至10%時，對該磨機原煤倉進無煙煤，當煙煤燒完后逐漸提高磨煤機出口溫度至100℃運行。

在蒸汽參數提升、汽輪機暖機、并網升負荷、鍋爐濕態轉干態過程中，視火焰工業電視亮度、煤/油火檢強度、爐膛負壓、就地粉/油燃盡情況，減少油槍投運數量或者降低部分油槍出力。利用煤粉燃燒器替換部分油槍，滿足鍋爐所需熱負荷。

5煙煤啟動過程中的危險點

5.1制粉系統自燃和爆炸

嚴格控制煙煤進入煤倉時間，控制磨出口煤粉溫度不超80℃，防止磨制煙煤的磨煤機堵磨、空磨。

5.2油火檢強度弱，火檢數量引發鍋爐MFT

投入煤粉燃燒器時緩慢操作，先以低濃度煤粉投入，保證煤、油混燃均充分。

5.3尾部煙道堵塞及二次燃燒

點火后對空預器連續吹灰;檢查油槍和煤粉燃盡情況，若不能燃盡，切換燃燒器和油槍。

5.4升溫、升壓速率控制不當

增/減投油槍和煤粉燃燒器時，保證鍋爐熱負荷與所需蒸汽量匹配。

5.5鍋爐水冷壁超溫

定期切換油槍，盡量調整爐膛各受熱面受熱均勻。

5.6燒損燃燒器噴口

嚴格監視燃燒器噴口壁溫不高于800℃。

5.7投粉過程中引起爐膛爆燃

在對應油槍點燃情況下再低濃度投入煤粉燃燒器。

6煙煤啟動節油成果

通過近4次的煙煤啟動統計，該660MW機組鍋爐啟動過程中，排除其他因素導致的開機時間延長，每次利用高熱值、高揮發分的煙煤啟動，能減少啟動燃油40-50噸，節約經濟成本25萬元以上。

7結語

B&WB 660MW“W”火焰鍋爐煙煤啟動尚在摸索研究階段，節約機組啟動成本顯著，對機組開機流程加以優化后，能進一步降低啟動成本，煙煤啟動在大型燃煤電廠中值得推廣。

作者簡介：

張習祥，男，助理工程師，學士學位，主要研究大型鍋爐燃燒調整。

（作者單位：貴州黔西中水發電有限公司）