臺(tái)山電廠5號(hào)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中MFT案例分析

田光

摘 要：在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中等離子點(diǎn)火磨煤機(jī)一次風(fēng)量高、出口溫度低等異?，F(xiàn)象，導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)定，機(jī)組MFT，通過(guò)對(duì)機(jī)組啟動(dòng)中執(zhí)行鍋爐防止氧化皮措施和等離子點(diǎn)火技術(shù)的分析，解決等離子點(diǎn)火過(guò)程中鍋爐滅火問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：等離子點(diǎn)火 氧化皮 脫火 一次風(fēng)量 點(diǎn)火能量

中圖分類號(hào)：TK412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（a）-0121-02

1 臺(tái)山電廠5號(hào)鍋爐型號(hào)及等離子點(diǎn)火簡(jiǎn)介

臺(tái)山電廠5號(hào)鍋爐為上海鍋爐廠產(chǎn)品，型號(hào)：SG2028/17.5-M907（引進(jìn)美國(guó)CE公司技術(shù)生產(chǎn)），亞臨界一次中間再熱燃煤控制循環(huán)汽包爐，單爐膛倒U型露天布置，燃用可結(jié)渣性的煙煤，燃燒器共六層煤三層油、四角噴燃布置方式，同心反切向燃燒，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，原設(shè)計(jì)采用二級(jí)點(diǎn)火方式（高能點(diǎn)火器點(diǎn)燃輕柴油，由輕柴油再點(diǎn)燃煤粉），現(xiàn)在F層燃燒器修改為等離子燃燒器并增加一級(jí)點(diǎn)火方式（等離子點(diǎn)火裝置直接點(diǎn)燃煤粉），既保留傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的二級(jí)點(diǎn)火方式。在鍋爐點(diǎn)火和穩(wěn)燃期間，該燃燒器具有等離子點(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，且出力及燃燒工況與原來(lái)保持一致。等離子燃燒器的各項(xiàng)外形尺寸按照鍋爐原有的煤粉燃燒器接口尺寸設(shè)計(jì)，原燃燒器拉出后，將等離子燃燒器直接推進(jìn)就位，燃燒器前端與鍋爐水冷壁平齊，后端與一次風(fēng)管道彎頭連接。等離子點(diǎn)火及穩(wěn)燃系統(tǒng)由等離子點(diǎn)火器及燃燒器、供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、載體空氣和火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)、鍋爐制粉冷風(fēng)加熱系統(tǒng)、一次風(fēng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、圖像火檢系統(tǒng)、燃燒器壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等構(gòu)成。

等離子點(diǎn)火裝置利用直流電流（280～-350 A）在介質(zhì)氣壓0.01～0.03 MPa的條件下接觸引弧，并在強(qiáng)磁場(chǎng)下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在燃燒器的一次燃燒筒中形成T>5000 K的梯度極大的局部高溫區(qū)，煤粉顆粒通過(guò)該等離子“火核”受到高溫作用，并在1～3 s內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)物，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。由于反應(yīng)是在氣相中進(jìn)行，使混合物組分的粒級(jí)發(fā)生了變化。因而使煤粉的燃燒速度加快，也有助于加速煤粉的燃燒，這樣就大大地減少促使煤粉燃燒所需要的引燃能量。

2 5號(hào)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中MFT事情經(jīng)過(guò)

2014年2月10日中班，5號(hào)機(jī)組春節(jié)調(diào)停后啟動(dòng)，啟動(dòng)點(diǎn)火過(guò)程執(zhí)行防止氧化皮措施，按規(guī)定依次投入油槍進(jìn)行暖爐，然后逐步進(jìn)行鍋爐升溫升壓操作。待爐水泵入口溫度達(dá)150 ℃滿足啟磨投煤條件后，在準(zhǔn)備啟動(dòng)5F磨煤機(jī)過(guò)程中，先后出現(xiàn)由于5F磨密封風(fēng)門無(wú)法全開、5F磨電流顯示異常等缺陷，導(dǎo)致5F磨煤機(jī)啟動(dòng)滯后，為保證升溫、升壓要求和沖轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)逐漸加大投入油槍數(shù)量達(dá)8只。經(jīng)檢修人員消缺后，對(duì)等離子拉弧并投入等離子模式，再次準(zhǔn)備啟動(dòng)5F磨煤機(jī)進(jìn)行投煤燃燒。

22：51，5F磨缺陷處理完畢，考慮此時(shí)油槍投入數(shù)量較多，啟動(dòng)F磨煤機(jī)運(yùn)行投入煤粉后，將瞬間增大鍋爐燃燒率，導(dǎo)致鍋爐熱負(fù)荷增加過(guò)大，不利于鍋爐壁溫、汽溫和氧化皮等控制，故逐步退出油槍運(yùn)行。檢查等離子裝置運(yùn)行正常；啟動(dòng)5F磨煤機(jī)，磨入口風(fēng)量96 t/h，入口風(fēng)壓1.87 kPa，磨煤機(jī)暖磨。

22：58，啟動(dòng)5F給煤機(jī)，煤量直接加至18 t/h，為調(diào)整磨煤機(jī)出口溫度，逐漸增大熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板開度。使得磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量由96 t/h增大至123 t/h，磨入口風(fēng)壓3.3 kPa，此時(shí)F磨冷熱風(fēng)調(diào)門開度分別在26%、26%左右，由于瞬間增加煤量，導(dǎo)致磨煤機(jī)出口溫度開始下降。

23：01，給煤機(jī)煤量加至20 t/h，出口溫度降至56 ℃，再次因調(diào)整磨煤機(jī)出口溫度，逐步脈沖開大熱風(fēng)調(diào)門，關(guān)小冷風(fēng)調(diào)門，在調(diào)整過(guò)程中磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量高至132 t/h左右，磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓5.5 kPa左右。

23：02，5F磨火檢大幅度波動(dòng)，爐膛負(fù)壓劇烈波動(dòng)，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)節(jié)均跳出自動(dòng)，爐膛壓力低低報(bào)警，鍋爐MFT。

3 5號(hào)機(jī)組鍋爐MFT原因分析

盡管此次鍋爐MFT的直接原因?yàn)闋t膛負(fù)壓低觸發(fā)，但根本原因?yàn)榈入x子燃燒器點(diǎn)火時(shí)，實(shí)際煤粉相關(guān)參數(shù)條件未能完全滿足等離子燃燒器點(diǎn)火參數(shù)的相關(guān)條件，導(dǎo)致點(diǎn)火初期燃燒不穩(wěn)定，爐膛負(fù)壓波動(dòng)，最終燃燒脫火使負(fù)壓低觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。

（1）鍋爐點(diǎn)火初期，盡管采用油槍對(duì)鍋爐進(jìn)行暖爐，但此時(shí)爐膛熱負(fù)荷仍然較低，燃燒不完全，油槍退出后，僅依靠等離子拉弧對(duì)F磨煤機(jī)煤粉點(diǎn)火提供能量，啟動(dòng)初期由于煤粉濃度低燃燒不穩(wěn)定。此次，煤量18T/H對(duì)應(yīng)123T/H的一次風(fēng)量、經(jīng)調(diào)整后煤量20T/H的對(duì)應(yīng)132T/H的一次風(fēng)量，計(jì)算煤粉濃度均在0.15 kg/kg左右，與等離子燃燒器點(diǎn)火需求最佳煤粉濃度偏差較大，增大等離子燃燒器著火困難，同時(shí)也造成煤粉著火后燃燒的不穩(wěn)定性。

（2）磨煤機(jī)出口溫度最低至56 ℃，造成風(fēng)粉溫度低，需要相對(duì)更高的點(diǎn)火能量，使煤粉不易被點(diǎn)燃，是造成燃燒不穩(wěn)定甚至脫火的一個(gè)誘因。

（3）對(duì)等離子點(diǎn)火風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控不足，未能對(duì)等離子點(diǎn)火時(shí)存在煤粉脫火或者爆燃等現(xiàn)象出現(xiàn)，導(dǎo)致爐膛負(fù)壓大幅度波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行事故預(yù)想和制定應(yīng)對(duì)措施。當(dāng)火檢變化波動(dòng)時(shí)，燃燒發(fā)生變化時(shí)，未及時(shí)關(guān)注和調(diào)整風(fēng)煙系統(tǒng)和爐膛負(fù)壓，導(dǎo)致爐膛壓力低保護(hù)動(dòng)作。

4 等離子燃燒器點(diǎn)火時(shí)煤粉參數(shù)應(yīng)滿足的條件

（1）在等離子點(diǎn)火投運(yùn)初期，磨煤機(jī)應(yīng)制備足夠合格細(xì)度的煤粉，并保證足夠的一次風(fēng)粉溫度（煤粉氣流溫度越高，所需點(diǎn)火能量越小，煤粉越容易著火）。

（2）燃燒的煤粉濃度最好應(yīng)控制在0.36 ～0.52 kg/kg，最低不得低于0.25 kg/kg，此時(shí)煤粉比較容易著火。

（3）鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期，等離子燃燒器的一次風(fēng)速保持在19～22 m/s為宜。熱態(tài)或低負(fù)荷穩(wěn)燃時(shí)，一次風(fēng)速保持24～28 m/s為宜。

（4）周界冷卻風(fēng)控制，冷態(tài)一般在等離子燃燒器投入0～30 min時(shí)段投入，開度盡量小，通常維持此層周界風(fēng)門在15%開度，以提高初期燃燒效率。隨著爐溫升高，逐漸開大風(fēng)門，防止燒損燃燒器，防止等離子燃燒器結(jié)焦，原則是以等離子燃燒器壁溫控制在500 ℃～600 ℃為宜。

5 防范措施

（1）鍋爐點(diǎn)火時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行防止鍋爐氧化皮措施，逐步依次投入油槍，并對(duì)油槍進(jìn)行倒換，既滿足鍋爐暖爐要求，又保證鍋爐具有良好的熱負(fù)荷，為鍋爐投煤燃燒做好準(zhǔn)備。

（2）對(duì)F磨煤機(jī)進(jìn)行暖磨時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行3 ℃/min的升溫速率，將磨煤機(jī)出口溫度提升至啟動(dòng)給煤機(jī)條件的60 ℃（可適當(dāng)高一些，利于給煤機(jī)啟動(dòng)后加煤要求），避免啟動(dòng)給煤機(jī)加煤后磨煤機(jī)出口溫度快速下降而被動(dòng)開打熱門擋板開度，從而使一次風(fēng)量發(fā)生變化，導(dǎo)致煤粉濃度降低。

（3）鍋爐投粉燃燒時(shí)，保留EF層油槍運(yùn)行，既能對(duì)投粉初期可能存在的等離子點(diǎn)火效果不佳進(jìn)行助燃、穩(wěn)燃，又能保證鍋爐熱負(fù)荷的持續(xù)性；待F磨煤機(jī)出粉穩(wěn)定，煤粉著火燃燒穩(wěn)定后，逐步退出油槍運(yùn)行，可有效防止燃燒脫火情況發(fā)生。

（4）采用等離子點(diǎn)火時(shí)，因等離子燃燒器點(diǎn)火對(duì)煤粉濃度有要求，因此在F磨煤量較低時(shí)（尤其是點(diǎn)火時(shí)）應(yīng)嚴(yán)格控制F磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量在85～95 t/h之間，在此風(fēng)量范圍可較好滿足煤粉濃度要求。磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量瞬間波動(dòng)最高不要超過(guò)110 t/h，防止煤粉濃度突變導(dǎo)致著火困難，造成燃燒不穩(wěn)定甚至脫火。

（5）在等離子點(diǎn)火初期燃燒可能出現(xiàn)不穩(wěn)定，應(yīng)做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控，防止因燃燒不穩(wěn)定或脫火導(dǎo)致爐膛負(fù)壓波動(dòng)。在等離子點(diǎn)火期間應(yīng)專人負(fù)責(zé)監(jiān)視風(fēng)煙系統(tǒng)畫面，當(dāng)燃燒不穩(wěn)定、F磨煤機(jī)火檢變化較大時(shí)，及時(shí)關(guān)注爐膛負(fù)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)情況，必要時(shí)手動(dòng)進(jìn)行干預(yù)確保爐膛負(fù)壓在可控范圍內(nèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

本次通過(guò)對(duì)鍋爐點(diǎn)火初期因等離子點(diǎn)火參數(shù)不匹配問(wèn)題導(dǎo)致鍋爐滅火分析，解決以后機(jī)組啟動(dòng)中執(zhí)行防止氧化皮措施和等離子點(diǎn)火措施中機(jī)組滅火問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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