鍋爐大修滑停及啟動(dòng)零油耗的實(shí)現(xiàn)

牛慶軍 姚國(guó)鋒

河南省南陽(yáng)熱電有限責(zé)任公司，河南 南陽(yáng) 473000

1 概況

2012年5月22日經(jīng)過14個(gè)小時(shí)的滑停工作，南陽(yáng)熱電有限責(zé)任公司#1機(jī)組高壓內(nèi)上缸內(nèi)壁溫度滑至285℃后停運(yùn)，進(jìn)行#1機(jī)組投產(chǎn)后的首個(gè)A級(jí)檢修工作。2012年7月4日#1爐A級(jí)檢修后首次點(diǎn)火成功，至7月8日7:50#1機(jī)組正式并網(wǎng)帶負(fù)荷，期間配合汽機(jī)完成調(diào)整汽缸通流間隙后9次摩檢啟動(dòng)、配合電氣、汽機(jī)完成各類試驗(yàn)，鍋爐單獨(dú)運(yùn)行時(shí)間達(dá)56小時(shí)，未進(jìn)行投油助燃。至此，南陽(yáng)熱電#1機(jī)組A級(jí)檢修滑參數(shù)停機(jī)、A級(jí)檢修后啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)“零油耗”，開創(chuàng)公司先例，取得較大經(jīng)濟(jì)效益。

南陽(yáng)熱電有限責(zé)任公司鍋爐燃燒器為濃淡分離型燃燒器，最下層四臺(tái)煤粉燃燒器采用煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)有限公司生產(chǎn)的等離子點(diǎn)火系統(tǒng)。在鍋爐點(diǎn)火和穩(wěn)燃期間，該燃燒器具有點(diǎn)火和穩(wěn)燃功能；在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，該燃燒器具有主燃燒器功能。

在鍋爐啟動(dòng)、停運(yùn)時(shí)如果能發(fā)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(fā)生器為磁穩(wěn)空氣載體等離子發(fā)生器，它由線圈、陰極、陽(yáng)極組成。其拉弧原理為：當(dāng)陰極2前進(jìn)同陽(yáng)極1接觸后，整個(gè)系統(tǒng)具有抗短路的能力且電流恒定不變，當(dāng)陰極緩緩離開陽(yáng)極時(shí)，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(dá)105 ～ 106W/cm2，溫度可達(dá)4000-10000℃，當(dāng)煤粉以一定的風(fēng)速一定的濃度經(jīng)過電弧時(shí)，煤粉顆粒受高溫迅速破裂，析出揮發(fā)份，再造揮發(fā)份，從而使煤粉迅速燃燒。

3 等離子燃燒器的應(yīng)有

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

3.1 煤質(zhì)

鍋爐啟動(dòng)用煤必須為優(yōu)質(zhì)煤，至少保證煤質(zhì)揮發(fā)分為25%，低位發(fā)熱量為4500kcal/kg，且煤量充足。為保證煤質(zhì)穩(wěn)定，選擇單一廠礦煤源，減少啟動(dòng)過程中由于煤質(zhì)變化對(duì)鍋爐燃燒的影響。

3.2 煤粉細(xì)度、煤粉溫度

在煤質(zhì)能夠保證的情況下，煤粉細(xì)度、煤粉溫度對(duì)鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)有著重要的作用。因此在啟動(dòng)初期，逐步將等離子暖風(fēng)器疏水門開足，盡量提高一次風(fēng)溫，并打開磨煤機(jī)下層各燃燒器噴口，控制一次風(fēng)速，防止?fàn)t膛大量進(jìn)粉，通過“低速大流量”來對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行暖磨，同時(shí)由于煤粉在磨煤機(jī)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間碾磨，不但煤粉細(xì)度不斷減小，而且使磨煤機(jī)出口溫度不斷升高，從而使煤粉細(xì)度、煤粉溫度達(dá)到鍋爐點(diǎn)火要求。

3.3 爐膛溫度

冷爐狀態(tài)下，爐膛溫度與外界環(huán)境溫度一致，對(duì)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(diǎn)火水位，然后投入爐底加熱。同時(shí)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(shí)的加熱，汽包壁溫升至110℃左右，爐膛溫度也升至100℃以上，這時(shí)再進(jìn)行點(diǎn)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(wěn)定。

3.4 風(fēng)溫的控制

3.4.1 各燃燒器噴口投粉后，能否正常著火，關(guān)鍵看等離子拉弧情況。由于爐膛溫度低、一次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫都較低，等離子著火是很困難的。因此此時(shí)可將等離子拉弧電流調(diào)至額定值375A左右，保持足夠的功率，提供足夠的能量，同時(shí)盡可能減小等離子的載體風(fēng)量，減少該部分風(fēng)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?fàn)t膛溫度得到提高，但當(dāng)鍋爐啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行爐膛吹掃時(shí)，爐膛的通風(fēng)會(huì)使?fàn)t膛溫度很快降低，故盡量降低鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)的風(fēng)量，待鍋爐爐膛燃燒轉(zhuǎn)好時(shí)，再根據(jù)需要進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整。

3.5 煤粉濃度

一次風(fēng)速越高，等離子體燃燒器中心筒內(nèi)煤粉濃度越低；反之一次風(fēng)速越低，等離子體燃燒器中心筒內(nèi)煤粉濃度越高。等離子體燃燒器在被等離子體發(fā)生器點(diǎn)燃時(shí)，濃度越高越易于點(diǎn)燃，反之則不利于點(diǎn)燃。

4 等離子運(yùn)行注意事項(xiàng)

4.1 煤質(zhì)不好時(shí)，盡量降低一次風(fēng)速，增加煤粉著火時(shí)間，提高燃盡率，同時(shí)，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(zhì)好著火效果會(huì)更好，燃燒器的壁溫就會(huì)越來越高，但可能會(huì)燒損燃燒器，所以當(dāng)煤質(zhì)好時(shí)，為保護(hù)等離子體燃燒器可以適當(dāng)提高一次風(fēng)速。

4.2 等離子點(diǎn)火初期，由于一次風(fēng)溫偏低，對(duì)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(zhuǎn)好，一次風(fēng)溫的提高，燃燒器壁溫也跟著升高，當(dāng)壁溫大于400℃時(shí)，會(huì)導(dǎo)致燃燒器燒損。所以當(dāng)溫度大于400℃，通過加大磨入口一次風(fēng)量、提高一次風(fēng)風(fēng)速、降低等離子體拉弧電流等手段進(jìn)行控制。

4.3 等離子點(diǎn)火啟動(dòng)初期，由于爐膛溫度偏低，煤粉不能完全燃燒，同時(shí)啟動(dòng)用煤都是優(yōu)質(zhì)煤，揮發(fā)份、發(fā)熱量極高，增加尾部煙道發(fā)生二次燃燒的幾率，因此整個(gè)啟動(dòng)過程中對(duì)空預(yù)器投入連續(xù)吹灰，并且當(dāng)條件滿足時(shí)，立即對(duì)尾部受熱面進(jìn)行吹灰。

5 滑參數(shù)停機(jī)過程

機(jī)組停運(yùn)時(shí)，爐膛溫度相對(duì)較高，在等離子投入的情況下，燃燒相對(duì)比較穩(wěn)定，只要操作到位，完全可實(shí)現(xiàn)停機(jī)過程中不投油助燃。在機(jī)組滑停減熱負(fù)荷時(shí)，優(yōu)先將上層燃燒器對(duì)應(yīng)的#2磨煤機(jī)停運(yùn)，再根據(jù)負(fù)荷情況逐步退出#1磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)的燃燒器，直至最后剩余最下層的兩個(gè)燃燒器噴口，即回到機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，當(dāng)然在減負(fù)荷、減燃燒過程中，應(yīng)注意一次風(fēng)、二次風(fēng)的調(diào)節(jié)，始終使風(fēng)粉比在較好的狀態(tài)。在停止給煤機(jī)，磨煤機(jī)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(hù)動(dòng)作，然后汽機(jī)打閘，電氣解列。這樣就實(shí)現(xiàn)了不投油滑停，可以節(jié)約大量的燃油。

6.結(jié)束語(yǔ)

機(jī)組大修滑停過程中，由于要求缸溫較低，鍋爐參數(shù)較低，鍋爐燃燒工況逐漸變差，運(yùn)行工況較為惡劣；而機(jī)組大修后啟動(dòng)，因需要配合汽機(jī)、電氣完成各種實(shí)驗(yàn)，使機(jī)組低參數(shù)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)爐膛燃燒極其不利，通過對(duì)機(jī)組滑停及啟動(dòng)過程中各個(gè)參數(shù)的控制，最終實(shí)現(xiàn)了大修滑停和啟動(dòng)零油耗，一次為公司節(jié)省約100噸的燃油，節(jié)約燃料費(fèi)用約80萬(wàn)元。

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

[2]煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)有限公司.等離子點(diǎn)火安全注意事項(xiàng)

[3]南陽(yáng)熱電集控運(yùn)行規(guī)程