微油改造后鍋爐啟動過程汽溫控制策略

姜秀鋒

摘 要：介紹了定洲電廠600 MW亞臨界控制循環(huán)鍋爐微油改造情況，通過對改造后鍋爐主汽溫調(diào)節(jié)方面出現(xiàn)的新問題進(jìn)行深入分析，從運行角度出發(fā)提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。將這些這些預(yù)防措施付諸實踐，實現(xiàn)了對主再熱汽溫的有效控制，從而保證了機組的安全運行。

關(guān)鍵詞：微油點火；汽溫；燃料；減溫水

中圖分類號：TK227.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）22-0037-02

1 設(shè)備概述

定洲電廠一期2臺鍋爐是與N600-16.7/537/537四缸四排汽、單軸、凝汽式、中間再熱汽輪機配套的亞臨界、一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐。鍋爐型號為SG-2008/17.47-M903，制造廠家為上海鍋爐廠。投產(chǎn)日期：1號爐為2004-05，2號爐為2004-09.

為了實現(xiàn)啟停過程的節(jié)能降耗，2008年，公司對一期鍋爐燃燒器進(jìn)行了微油點火技術(shù)改造。采用了微油點火技術(shù)，并保留配置了12只大油槍（2 t/h）做緊急備用。36只火焰檢測器分別安裝在了24個煤粉燃燒器和12支點火油槍處。微油點火裝置配備了專用火檢，檢測器能實時監(jiān)視各種火焰狀態(tài)。微油點火油槍設(shè)置在了12（22）磨煤機噴燃器中。

點燃布置在主煤粉燃燒器中的小油槍，小油槍著火正常。啟動磨煤機、給煤機時，利用少量油燃燒所釋放的有限高熱直接加熱經(jīng)過該燃燒器的煤粉，由燃燒的煤粉提升爐膛溫度（升溫、升壓），就可完成鍋爐啟動，從而大量節(jié)約鍋爐燃油消耗，降低啟動成本。

2 存在的問題

唯物辨證法告訴我們，事物都具有兩面性，微油點火在降低啟動成本的同時，也存在一些安全隱患，主要體現(xiàn)在：①在微油點火初期，雖然利用少量油燃燒所釋放的有限高熱可直接加熱經(jīng)過該燃燒器的煤粉，但爐膛溫度較低，一、二次風(fēng)溫低，火焰充滿度低，燃燒的穩(wěn)定性差，煤粉不能迅速完全燃燒，易造成尾部受熱面積粉。對于尾部受熱面積粉的問題，可通過調(diào)整配風(fēng)及投入空預(yù)器連續(xù)吹灰解決。②燃燒煤粉相對于燃油來說，爐膛的火焰中心上移，汽溫和汽壓參數(shù)不易匹配，鍋爐主再熱汽溫調(diào)節(jié)比改造前控制難度加大，主要表現(xiàn)在并網(wǎng)后隨著第2臺磨煤機的啟動，爐膛溫度升高很快，主再熱汽溫不易控制，曾多次出現(xiàn)過鍋爐過熱器受熱面管壁超溫現(xiàn)象。而過早投入減溫水，有造成水沖擊的風(fēng)險。同時，溫度過高會引起汽機脹差增加較快，不易控制，嚴(yán)重時將造成汽機動靜摩擦，冷態(tài)啟動時尤為明顯。

2008-02，首次啟動微油改造后的鍋爐時，由于缺乏經(jīng)驗，對機組并網(wǎng)后主汽溫度的調(diào)節(jié)認(rèn)識不足，減溫水系統(tǒng)沒有及時

準(zhǔn)備，在升負(fù)荷時汽溫上升較快，分隔屏入口溫度達(dá)到450 ℃，后屏溫度最高達(dá)到506 ℃；末過入口溫度502 ℃，出口溫度495 ℃。后通過投入減溫水才使溫度得以控制，但汽機脹差較大，最高達(dá)5.18 mm（歷次啟動中最大的一次），增加了暖機時間。

3 原因分析

3.1 煤粉與燃油燃燒特性存在很大的差異

燃油燃燒時強度高，火焰中心溫度高，燃燒迅速且劇烈，火焰中心集中在噴燃器附近爐膛的中心區(qū)域，燃燒過程很短，對助燃風(fēng)溫度的要求不高。而煤粉燃燒的過程就要求較高的溫度環(huán)境，靠卷吸高溫?zé)煔鈦砑觿∪紵^程，燃燒過程較長。雖然現(xiàn)在我們用小油槍的高溫把煤粉點燃，但因為小油槍的油量有限，并且只是在煤粉噴燃器內(nèi)部點燃煤粉，僅僅能提供煤粉初期點燃的能量。而對于煤粉后期的燃燒，小油槍就無能為力了。火焰中心的溫度相對燃油要高很多，同時，由于空預(yù)器的加熱能力低，所以送風(fēng)機的助燃風(fēng)溫度也很低，造成水冷壁吸熱效果差，汽壓升高緩慢。尾部受熱面主要是對流換熱，爐膛出口煙溫高，煙氣量大，蒸汽流量低，三者疊加使主再熱汽溫升高較快。

3.2 磨煤機運行方式的選擇

機組并網(wǎng)后先啟動1號磨煤機比先啟動3號磨煤機對汽溫的擾動小一些。機組并網(wǎng)后啟動3號磨煤機，并網(wǎng)前啟動2號磨磨煤機，并網(wǎng)后如果不啟動1號磨而啟動3號磨煤機時，由于3號磨煤機位于上層，因此，啟動后對鍋爐受熱面溫升影響很大，處理不當(dāng)極易造成管壁超溫。主汽溫快速增大會引起汽輪機高壓脹差快速增大，存在很大風(fēng)險，所以應(yīng)盡量先啟動1號磨煤機。

3.3 鍋爐總?cè)剂狭靠刂撇划?dāng)

機組并網(wǎng)啟動第2臺磨煤機后，汽溫快速上漲的根本原因在于鍋爐內(nèi)燃料的突增。因此，有效控制鍋爐總?cè)剂狭坑欣谡{(diào)節(jié)鍋爐汽溫。并網(wǎng)后，工作人員往往注重啟磨增加燃料、增大負(fù)荷，而容易忽略磨煤機啟動布煤、落磨輥后燃料量突增所產(chǎn)生的熱慣性。這會造成大量熱量瞬間積聚，使機組脹差快速增大。因此，如果在第2臺磨煤機啟動前后控制鍋爐總?cè)剂狭坎蛔?，肯定會減慢汽溫上升的速度。

3.4 鍋爐減溫水控制不當(dāng)

當(dāng)鍋爐蒸汽流量小于10%額定流量時，禁開過熱器減溫水。如果此時啟動第2臺磨煤機，鍋爐不能及時投入減溫水進(jìn)行汽溫調(diào)節(jié)，則很容易造成主汽溫快速上漲、鍋爐受熱面管壁超溫。另外，磨煤機啟動后鍋爐部分減溫水電動門偶爾卡塞不能及時打開也會影響汽溫調(diào)節(jié)。

機組并網(wǎng)后，由于蒸汽流量小，投入減溫水后，汽溫下降較快且容易下降到飽和溫度，不利于鍋爐的安全運行。因此，汽溫上升時不能大量投入減溫水，否則汽溫會突降，進(jìn)而威脅到汽輪機的安全運行。

4 預(yù)防措施

針對改造后鍋爐主汽溫調(diào)節(jié)方面出現(xiàn)的新問題，相應(yīng)的改進(jìn)措施主要有：①從煤質(zhì)入手，提前給2號磨煤機提供揮發(fā)分高、發(fā)熱量高、灰分小的優(yōu)質(zhì)煤。磨煤機啟動后，要保持較高的出口溫度，保證煤粉在爐膛內(nèi)迅速燃燒，增加噴燃器區(qū)域的燃燒強度，控制磨煤機出口風(fēng)壓（不要過高）。如果一次風(fēng)壓過高，一次風(fēng)速快，煤粉氣流就不易被點燃，建議將出口風(fēng)壓控制在1.2 kPa左右（煤量低于20 t時），延長煤粉在爐膛的燃燒停留時間，降低噴燃器擺角和火焰中心，增加水冷壁的吸熱量。通過配風(fēng)調(diào)節(jié)，開大上層二次風(fēng)擋板，關(guān)小下層二次風(fēng)擋板壓風(fēng)。②由于1號磨煤機上的是摻燒煤，所以一般選擇啟動3號磨煤機。這樣火焰中心位置較高，汽溫升高很快，高低壓脹差增長較快，影響機組升負(fù)荷；而負(fù)荷過低又會使汽輪機缸脹增長緩慢，增加了機組暖機時間。因此，在機組冷態(tài)啟動時，可改為啟動1號磨煤機，降低火焰中心位置，也有利于汽溫汽壓的匹配，加快機組的帶負(fù)荷速度。③正確控制鍋爐的總?cè)剂狭?。主再熱汽溫快速上漲的根本原因是鍋爐燃料量突增，所以，第2臺磨煤機啟動后，磨輥落下就要及時減少2號磨煤機的煤量，從而實現(xiàn)對總?cè)剂狭康目刂?，減少對燃燒的擾動。磨煤機啟動后，蒸汽流量（汽壓）的增速較為滯后，所以用快速增大負(fù)荷來控制汽溫的效果不如及時減少2號磨煤機的磨煤量。④并網(wǎng)后汽溫的控制。并網(wǎng)后立即打開減溫水電動門，防止出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象。汽泵減溫水也要打開，否則不好控制減溫水壓力。汽溫調(diào)節(jié)要穩(wěn)（低負(fù)荷期間二減及再熱減溫水不投，通過一減來控制汽溫，同時要禁止大開大合）、要狠（減開度要大，一減后溫度要降低50 ℃左右，但不能低于10 ℃的過熱度）、要細(xì)（要注意中間溫度點，重點控制二減前溫度，正常情況下，60 MW負(fù)荷汽溫應(yīng)控制在400 ℃左右，最好不超過430 ℃，不能偏離升溫升壓曲線過多）。⑤高加隨機啟動。汽輪機定速后即投入高加運行，并將事故疏水門投入自動調(diào)節(jié)，將高加疏水水位蓄起，減少工質(zhì)直接排至凝汽器的熱損失。高加的盡早投入增加了汽機的通流量，有利于暖機。同時，給水溫度的提高會使鍋爐的產(chǎn)汽量增大，有利于對汽溫的控制。⑥注意缸脹和高壓缸脹差的變化趨勢。如果缸脹達(dá)15 mm以上，低負(fù)荷暖機就會結(jié)束，高壓缸脹差變化趨勢就會減小。

5 結(jié)束語

通過對微油改造后機組首次啟動過程的深入剖析和與專業(yè)人員的深入交流，筆者對改造前后主再熱汽溫的變化特性有了更加清晰的認(rèn)識。本文對引起這些變化的原因逐條進(jìn)行了分析，并制定出相應(yīng)的預(yù)防措施。在隨后的數(shù)次機組啟動中，利用這些措施實現(xiàn)了對主再熱汽溫的有效控制，保證了機組的安全運行。

參考文獻(xiàn)

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[2]《火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材》編委會.鍋爐設(shè)備運行[M].北京：中國電力出版社，2005.

〔編輯：王霞〕