采用等離子點火器的鍋爐啟動溫升控制方法

陳俊彬

（福建省鴻山熱電有限責任公司福建泉州362712）

采用等離子點火器的鍋爐啟動溫升控制方法

陳俊彬

（福建省鴻山熱電有限責任公司福建泉州362712）

分析了采用等離子點火器的鍋爐點火初期溫升速率過快的原因，并從各個要素出發(fā)分別制定了詳細的解決對策，大幅度降低了鍋爐啟動初期水冷壁的溫升速率，大大提高了水冷壁運行的安全性。

等離子點火器；鍋爐啟動；溫升控制

等離子點火器以其經(jīng)濟、環(huán)保、高效、簡單等優(yōu)勢，近幾年得到了越來越廣泛的應(yīng)用，逐漸成為我國大型火電機組鍋爐燃燒器點火器的主流配置。但是采用等離子點火器要求鍋爐在冷態(tài)點火時就立即投煤，并且輸入煤量較高，由于輸入熱功率很大，很多電廠在啟動初期都存在水冷壁溫升速率超標的現(xiàn)象。

H電廠2臺600MW機組鍋爐采用等離子點火器，啟動時鍋爐水冷壁溫升速率峰值達到5℃/min以上，遠遠超過了1.5℃/min的控制標準，超速的時間區(qū)間長達1h。投產(chǎn)以來鍋爐水冷壁多次發(fā)生拉裂，其中一次拉裂發(fā)生在鍋爐點火過程中，可見水冷壁溫升速率過快的危害性。

1　影響水冷壁升溫速率的因素

1.1燃料量

等離子點火器采用的是點火器直接點燃煤粉的方式，為了穩(wěn)定燃燒，一次風必須保持一定的煤粉濃度，濃度過低會發(fā)生燃燒不穩(wěn)定甚至滅火的情況。但是燃料量過大，則會導致爐膛輸入熱功率過高，從而導致水冷壁升溫過快。

1.2給水流量

增加給水流量會強化水冷壁的冷卻效果，降低水冷壁的升溫速率。

1.3給水溫度

由于給水在蒸發(fā)過程中會吸收大量熱量，而在鍋爐點火初期，給水溫度較低，煤量較小，給水在水冷壁中來不及汽化或者汽化量很小，導致水冷壁升溫較快。

2　啟動溫升控制策略

2.1降低投煤量

表1　H電廠煤種參數(shù)

H電廠設(shè)計煤種為神華煙煤，校核煤種為晉北煙煤，其工業(yè)分析數(shù)據(jù)如表1所示。其磨煤機原設(shè)計初始投煤量20 t/h～22t/h，著火后逐步降到15t/h。為確保燃燒穩(wěn)定，電廠先用20t/h的煤量進行點火，著火后煤量逐步降低到12t/h，由于粉量減少，為優(yōu)化燃燒效果，將一次風速控制在15 m/s～20m/s，以確保足夠的煤粉濃度，同時適當增加二次風量，二次風擋板開度控制在30%左右，調(diào)整后燃燒器在12t/h的低煤量下仍可穩(wěn)定燃燒，火焰顏色和形狀都比較理想。

由于水冷壁溫升速率最快的時點是在鍋爐投磨點火時，因此必須大幅降低初始投煤量，才能有效降低水冷壁的峰值升溫速率，達到提高水冷壁升溫安全性的目的。該廠磨煤機采用MPS中速磨，磨輥磨盤間隙依靠煤層厚度進行調(diào)節(jié)，磨煤機運行時必須有足夠的煤量，確保磨輥磨盤可靠分離，以避免磨煤機劇烈震動。為了降低初始投煤量，在磨輥液壓拉桿處加裝墊片，使磨輥磨盤最小間隙保持在3mm～5mm，確保二者不發(fā)生碰磨。

在進行上述改造后，利用機組啟動再次進行鍋爐最小煤量試驗。磨煤機啟動時直接采用12t/h的最低穩(wěn)燃煤量進行投入，各角等離子點火一次成功，火焰燃燒穩(wěn)定，試驗成功。

2.2提高給水流量

H電廠2臺鍋爐各配置一個爐水循環(huán)泵，循環(huán)泵最大流量為587t/h。因此鍋爐總給水由爐水泵循環(huán)水和汽機側(cè)給水組成。在啟動初期，由于除氧器的加熱，而水冷壁在吸熱的同時自身熱量也在不斷地被低溫煙氣帶走，因此汽機側(cè)給水溫度高于水冷壁出口溫度，因此對水冷壁的冷卻效果比較不明顯。而爐水泵給水溫度比水冷壁出口溫度低為了加強水冷壁冷卻效果，H電廠在啟動初期將爐水泵給水流量提高到最大值，給水總流量達到800t/h。

2.3提高初始水溫

H電廠利用除氧器提前加熱給水，延長加熱時間，在鍋爐點火前將給水溫度加熱到150℃，水冷壁出口溫度達到80℃，分別比之前提高了70℃和30℃。

3　調(diào)整效果

表1為鍋爐煤、水等啟動參數(shù)調(diào)整前后水冷壁升溫狀況對比，從表中可以看出，在調(diào)整之后，水冷壁的升溫速率得到了非常明顯的抑制，鍋爐升壓前水冷壁溫升速率從5℃/min大幅下降至2.5℃/min以內(nèi)，在升壓階段內(nèi)，水冷壁的升溫速率都穩(wěn)定控制在1℃/min以內(nèi)，達到了啟動控制標準的要求。調(diào)整后可以大大提高鍋爐啟動期間水冷壁的安全性。

表2　參數(shù)調(diào)整前后水冷壁升溫狀況對比

4　結(jié)語

水冷壁的升溫速度，本質(zhì)上取決于鍋爐的煤水比，在這次調(diào)整試驗中，H電廠在安全運行的前提下最大限度地降低投煤量、提高給水流量，同時提高初始水溫，有效縮短了水冷壁高速升溫的時間區(qū)間。在調(diào)整后，鍋爐水冷壁整體的升溫速度得到了有效控制，達到了啟動控制標準，為國內(nèi)大量采用等離子點火器的機組提供了很好的借鑒。

[1]范從振.鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社,1986．

[2]左帥,張峰,周波.1000MW超超臨界鍋爐啟動冷態(tài)啟動時水冷壁超溫的探討.中國電力,2011（5）：60.

[3]黃偉,于鵬峰,雷霖,陳文.大型鍋爐等離子點火系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)及實踐.低碳世界,2015（2）：40.

[4]石磐.超臨界機組等離子點火系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化.貴州電力技術(shù), 2014（12）：60.

陳俊彬（1983—），男，福建南安人，大學本科，熱能動力專業(yè)高級工程師，主要研究火力發(fā)電廠設(shè)備運行與維修。