燃煤火電廠鍋爐節(jié)油淺析

魏興勇

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司，貴州 盤(pán)縣 553505）

燃煤火電廠鍋爐節(jié)油淺析

魏興勇

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司，貴州 盤(pán)縣 553505）

面對(duì)發(fā)電成本激增，上網(wǎng)電價(jià)下降，火電行業(yè)必須在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，從各個(gè)方面去降低運(yùn)行發(fā)電成本，微油點(diǎn)火技術(shù)的應(yīng)用，節(jié)油效果非常顯著。另外，由于油槍油量小且燃燒完全，具有相當(dāng)高的環(huán)保價(jià)值。由于近年來(lái)燃煤供應(yīng)的緊張，入廠煤嚴(yán)重偏離了設(shè)計(jì)和校核煤種，導(dǎo)致鍋爐燃燒穩(wěn)定性差，抗干擾能力弱，容易在斷煤、跳磨煤機(jī)或變負(fù)荷工況下發(fā)生鍋爐MFT動(dòng)作，汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)組解列，不僅危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也影響電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為了減少機(jī)組非停次數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)的影響，貴州粵黔電力有限責(zé)任公司根據(jù)實(shí)際情況從配煤、熱工邏輯、優(yōu)化啟動(dòng)流程、設(shè)備技改方面深挖節(jié)油潛能，以降低電廠生產(chǎn)成本。

電站鍋爐；節(jié)油；燃煤機(jī)組；微油點(diǎn)火；焦?fàn)t煤氣摻燒

隨著貴州電網(wǎng)電力改革的深入，實(shí)行計(jì)劃電和市場(chǎng)電（競(jìng)價(jià)上網(wǎng)部分的電量），使得貴州電網(wǎng)各個(gè)火電廠售電市場(chǎng)逐漸由以前的計(jì)劃向市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，火力發(fā)電機(jī)組占全國(guó)發(fā)電機(jī)組的75%左右，而火力發(fā)電廠要消耗大量的煤炭資源，消耗大量的燃油，隨著計(jì)劃電、市場(chǎng)煤格局的形成，火力發(fā)電企業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在煤質(zhì)嚴(yán)重下滑，鍋爐負(fù)荷波動(dòng)極大，燃煤電廠鍋爐熄火次數(shù)居高不下，鍋爐助燃用油和啟動(dòng)用油大幅增加，因此，火電廠要想走出經(jīng)營(yíng)困境，只有從各方面想方設(shè)法降低油耗、煤耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。本文根據(jù)貴州粵黔電力有限責(zé)任公司鍋爐節(jié)約燃油情況進(jìn)行詳細(xì)分析，從各個(gè)節(jié)油技術(shù)、技改、運(yùn)行操作等方面全面分析，總結(jié)節(jié)能降耗的經(jīng)驗(yàn)，為進(jìn)一步開(kāi)展節(jié)能降耗工作提供依據(jù)。

貴州粵黔電力有限責(zé)任公司目前存在的問(wèn)題：公司至投產(chǎn)以來(lái)，雖有與此配套的煤礦建設(shè)，但因煤礦建設(shè)滯后，煤炭產(chǎn)量較少，而且所產(chǎn)出煤均為優(yōu)質(zhì)煤，煤礦與電廠獨(dú)立生產(chǎn)、獨(dú)立經(jīng)驗(yàn)、獨(dú)立核算，所以煤礦出的煤大部份通過(guò)火車(chē)外運(yùn)，電廠只能通過(guò)周邊地方煤礦進(jìn)煤，由于電煤價(jià)格的飆升，但上網(wǎng)電價(jià)又受?chē)?guó)家統(tǒng)一調(diào)控，所能承受的煤炭?jī)r(jià)格不高，供煤商均不愿向電廠供煤，即使由政府協(xié)調(diào)、干預(yù)，煤礦也只能供一些非常差的煤，導(dǎo)致電廠實(shí)際用煤與設(shè)計(jì)用煤偏差較大，煤炭運(yùn)輸費(fèi)用增加，電廠生產(chǎn)成本大幅升高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增加較多，鍋爐熄火次數(shù)居高不下，燃油單耗及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)嚴(yán)重受到影響，電廠各類人員增加，各項(xiàng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大幅飆升，與最初的設(shè)計(jì)、規(guī)劃偏差較大，各層管理實(shí)施困難，電廠投產(chǎn)不久，已面臨運(yùn)行維護(hù)困難，經(jīng)營(yíng)嚴(yán)重虧損的情況。尤其是2008年，全年發(fā)電油耗為3.96kg/萬(wàn)kW·h，由此，降低油耗成了電廠降低生產(chǎn)成本的重中之重。

1 鍋爐微油點(diǎn)火技術(shù)改造情況

貴州粵黔電力有限責(zé)任公司4×600MW機(jī)組1、2號(hào)爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的前后墻對(duì)沖旋流燃燒器，每個(gè)燃燒器均配置一支1.6t/h的大油槍，3、4號(hào)爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的四角切圓燃燒器，每個(gè)燃燒器配置一支1.6t/h的大油槍，由于機(jī)組啟停次數(shù)比較多，加之機(jī)組低負(fù)荷燃燒不穩(wěn)投油穩(wěn)燃比較頻繁，所以公司機(jī)組每年的燃油耗量比較大，2008年全年發(fā)電110億kW·h，耗燃油2100t，燃油單耗達(dá)1.96kg/萬(wàn)kW·h，鑒于這種情況，從2009年5月開(kāi)始對(duì)利用機(jī)組大修過(guò)程中進(jìn)行了微油點(diǎn)火改造，微油點(diǎn)火系統(tǒng)采用的是大唐節(jié)能科技有限公司設(shè)計(jì)制造的氣化油槍系統(tǒng)，其在每側(cè)熱一次風(fēng)總門(mén)后設(shè)置一只出力為200kg/h的油槍，用于鍋爐點(diǎn)火初期加熱一次風(fēng)，盡快啟動(dòng)制粉系統(tǒng)運(yùn)行；對(duì)于D、F層主燃燒器，撤除原有大油槍，更換為出力為150kg/h的氣化油槍，將原燃燒器做局部改動(dòng)，將煤粉進(jìn)行兩次濃縮，分三級(jí)點(diǎn)燃煤粉。

2 微油點(diǎn)火技術(shù)改造前、后機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程的節(jié)油對(duì)比分析

貴州粵黔電力有限責(zé)任公司進(jìn)行微油點(diǎn)火技術(shù)改造前從鍋爐點(diǎn)火到磨煤機(jī)具備啟動(dòng)條件前投入五支油槍，單只油槍出力1.6t/h，當(dāng)鍋爐點(diǎn)火到磨煤機(jī)具備啟動(dòng)條件耗時(shí)大約2小時(shí)，機(jī)組耗油16t，當(dāng)二次風(fēng)溫度超過(guò)125℃時(shí)，啟動(dòng)一次風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)一次風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行暖管，當(dāng)風(fēng)溫大于155℃方可第一套制粉系統(tǒng)，第一套制粉系統(tǒng)啟動(dòng)后也必須投入五支油槍運(yùn)行2小時(shí)左右，機(jī)組達(dá)到并網(wǎng)條件，耗油16t。機(jī)組并網(wǎng)前使用助燃油32t。

微油點(diǎn)火技術(shù)改造后，單支油槍用油從1.6t/h降至0.15t/h，一次風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置的風(fēng)道燃燒器投運(yùn)兩個(gè)小時(shí)，用油0.8t（單只出力0.2t/h）。一層小油槍投運(yùn)5小時(shí)用油3.75t（單只出力0.15t/h），發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前用油4.55t。機(jī)組并網(wǎng)前減少用油27.45t。

微油點(diǎn)火技術(shù)改造前并網(wǎng)后即啟動(dòng)第二套制粉系統(tǒng)，投運(yùn)該層小油槍運(yùn)行1小時(shí)，用油16t左右，然后啟動(dòng)第三套制粉系統(tǒng)1小時(shí)，用油在16t左右，從第三臺(tái)磨煤機(jī)啟動(dòng)到撤完所有油槍在20t左右，整個(gè)過(guò)程用油52t。

改造后啟動(dòng)從第二套制粉系統(tǒng)啟動(dòng)到撤完所有油槍3個(gè)小時(shí)，3個(gè)小時(shí)兩層小油槍運(yùn)行耗油4.5t。微油點(diǎn)火技術(shù)改造后整個(gè)過(guò)程節(jié)油47.5t

冷態(tài)啟動(dòng)全過(guò)程節(jié)油：微油點(diǎn)火技術(shù)改造前，機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)全過(guò)程一次耗油均在100t以上，而經(jīng)過(guò)微油點(diǎn)火技術(shù)改造后，機(jī)組啟動(dòng)耗油一次共用油10t左右。機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)一次至少能節(jié)油90t，4臺(tái)機(jī)組按1年有10次冷態(tài)啟動(dòng)計(jì)算，1年總共節(jié)油900t。

（1）改造前、后機(jī)組溫、熱態(tài)啟動(dòng)節(jié)油比較。微油點(diǎn)火技術(shù)改造前機(jī)組溫、熱態(tài)啟動(dòng)一次用油在52t，改為微油點(diǎn)火技術(shù)后，機(jī)組溫、熱態(tài)啟動(dòng)用油在6t左右，一次可以節(jié)約46t。每年全廠4臺(tái)機(jī)組每臺(tái)1.5次溫、熱態(tài)啟動(dòng)計(jì)算，可以節(jié)油276t。

（2）改造前、后機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)節(jié)油比較。小油槍技術(shù)改造以前，機(jī)組極熱態(tài)啟動(dòng)使用油10t以上，微油點(diǎn)火技術(shù)改造后，極熱態(tài)恢復(fù)一次耗油在3t左右，極熱態(tài)啟動(dòng)一次少用油7t，每年按每臺(tái)機(jī)組2.5次極熱態(tài)啟動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，1年減少用油70t。

（3）改造、后低負(fù)荷節(jié)油比較。電廠使用的大量的泥煤和機(jī)組低負(fù)荷的影響，低負(fù)荷時(shí)段因燃燒不好，給煤機(jī)堵煤等原因需要投油穩(wěn)燃，小油槍改造前油槍出力1.6t/h，改造后油槍出力為0.2t/h，因燃燒不穩(wěn)投油穩(wěn)燃投用兩只油槍，改造后穩(wěn)燃1小時(shí)節(jié)油2.8t。

3 火電廠鍋爐節(jié)油過(guò)程分析

3.1 冷態(tài)啟動(dòng)節(jié)油情況

機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的工質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程。因機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)機(jī)組各個(gè)主要部件參數(shù)接近環(huán)境壓力、溫度，機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)維持在低參數(shù)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，需要消耗大量燃油。如何從機(jī)組各主要部件特性，對(duì)冷態(tài)啟動(dòng)全過(guò)程從節(jié)約燃油、減少外購(gòu)電、盡量縮短啟動(dòng)時(shí)間做了大量的工作。

（1）機(jī)組啟動(dòng)前，鍋爐提前上水，然后進(jìn)行提高給水溫度進(jìn)行鍋爐換水操作，從而提高鍋爐各個(gè)受熱部件的溫度，從而減少機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間，縮短汽包起壓時(shí)間，利于機(jī)組節(jié)油。

（2）機(jī)組啟動(dòng)初期，鍋爐開(kāi)始點(diǎn)火時(shí)，油槍點(diǎn)不著，點(diǎn)燃后滅火，造成多次點(diǎn)火，用油增加。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的觀察與分析，根據(jù)就地觀察到的油槍燃燒情況從而通過(guò)調(diào)整燃油系統(tǒng)壓力、二次門(mén)開(kāi)度最佳匹配關(guān)系，調(diào)整燃油壓力，使冷態(tài)油槍點(diǎn)火容易著火并且穩(wěn)定，減少了燃油不完全燃燒損失造成空預(yù)器著火燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)采用中缸沖轉(zhuǎn)方式，高缸的預(yù)暖在機(jī)組沖轉(zhuǎn)前提前進(jìn)行，通常在機(jī)組沖轉(zhuǎn)時(shí)高缸的預(yù)暖已經(jīng)結(jié)束，從而減少了機(jī)組的冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間，節(jié)約燃油。

通過(guò)以上啟動(dòng)過(guò)程優(yōu)化分析，減少了整個(gè)冷態(tài)啟動(dòng)的耗時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程用油量由原來(lái)的110t以上減少到27t。

3.2 熱態(tài)啟動(dòng)過(guò)程節(jié)油分析

通過(guò)對(duì)機(jī)組整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程的分析，提出了啟動(dòng)過(guò)程要節(jié)油的前提條件是盡早投入煤粉運(yùn)行。在啟動(dòng)過(guò)程中，機(jī)組啟動(dòng)初期爐膛熱負(fù)荷及爐溫都較低，投粉過(guò)早很容易造成煤粉在爐膛內(nèi)燃燒不充分，燃燒推遲，升溫升壓速率快，可能造成管壁超溫的風(fēng)險(xiǎn)；因部分未往前燃燒的油粉混合物積聚在空預(yù)器換熱部件上，造成二次燃燒風(fēng)險(xiǎn)，燒損空預(yù)器。所以，冷態(tài)啟動(dòng)制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)應(yīng)該在機(jī)組并網(wǎng)后、鍋爐產(chǎn)生蒸汽通過(guò)高、低壓旁路排至凝汽器，以防止再熱器因無(wú)蒸汽干燒及管壁超溫的風(fēng)險(xiǎn)。將啟動(dòng)制粉系統(tǒng)時(shí)間控制在機(jī)組并網(wǎng)前，機(jī)組并網(wǎng)后加快了機(jī)組帶負(fù)荷時(shí)間，減少機(jī)組低負(fù)荷的時(shí)間，從而減少啟動(dòng)用油。

3.3 使用焦?fàn)t煤氣助燃節(jié)油

焦?fàn)t煤氣使用無(wú)論從機(jī)組啟動(dòng)還是平時(shí)的穩(wěn)燃在節(jié)約燃油方面都取得很好的效果，各臺(tái)爐都將焦?fàn)t煤氣引入各爐膛內(nèi)摻燒。1、2號(hào)爐煤氣燃燒器布置在底層及新增加的G、H層，其中底層在各個(gè)主燃燒器內(nèi)各安裝煤氣燃燒器，G、H層在燃盡風(fēng)層各安裝煤氣燃燒器。3、4號(hào)爐在下層每個(gè)燃燒器內(nèi)安裝煤氣燃燒器，BC層及DE層每層各安裝一層煤氣燃燒器，在機(jī)組的啟動(dòng)及運(yùn)行中可使用這些煤氣燃燒器從而達(dá)到節(jié)約的目的。

4 未來(lái)節(jié)油需要做好以下幾點(diǎn)

（1）冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中盡早啟動(dòng)制粉系統(tǒng)。當(dāng)前許多發(fā)電企業(yè)都在摸索燃煤機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)中，如何在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前投粉從而減少啟動(dòng)時(shí)間、節(jié)約啟動(dòng)用油的方法，其主要是受到以下幾方面的影響：①煤質(zhì)與爐內(nèi)熱負(fù)荷是否允許，如何盡快提高爐膛的溫度，從而盡早的投入煤粉以達(dá)到節(jié)約燃油。②從技改方面增加設(shè)備，比如在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，需要啟動(dòng)的制粉系統(tǒng)中增加暖風(fēng)器，從而提高進(jìn)入制粉系統(tǒng)的一次風(fēng)溫，已到達(dá)盡早的啟動(dòng)制粉系統(tǒng)投入煤粉，加快機(jī)組的啟動(dòng)速度。

（2）加強(qiáng)配煤摻燒工作管理。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，用以做啟動(dòng)的磨煤機(jī)原煤倉(cāng)提前安排上揮發(fā)份較高的煤種，在油槍投入后及時(shí)啟動(dòng)磨煤機(jī)參與機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程，以減少油槍的投運(yùn)時(shí)間，加快機(jī)組啟動(dòng)速度，以節(jié)約燃油。

（3）將微油點(diǎn)火與天然氣混合使用。公司附近具有大型煤焦化企業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程中要產(chǎn)生大量的煤氣，該企業(yè)未加以使用，大量排放到空中燃燒，不但不利于環(huán)境保護(hù)，還浪費(fèi)了大量資源，經(jīng)評(píng)估后，盤(pán)南電廠將該煤氣引入鍋爐燃燒，大大提高了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，既有利于環(huán)保的改善又變廢為寶，大大減少了機(jī)組的啟動(dòng)與穩(wěn)燃用油。

貴州粵黔電力有限責(zé)任公司在燃油節(jié)油工作中，各部門(mén)能夠根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，從工作實(shí)際出發(fā)切實(shí)做好各項(xiàng)節(jié)油工作，機(jī)組用油量由每月200t下降到當(dāng)前月均10t，助燃用油各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)取得了很好的效果。貴州粵黔電力有限責(zé)任公司未來(lái)節(jié)油方面將從燃料精準(zhǔn)配煤管理、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的操作、設(shè)備改造等方面立足生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，從各個(gè)環(huán)節(jié)去節(jié)油，提高運(yùn)行職工的節(jié)油意識(shí)，力爭(zhēng)使節(jié)油工作能夠在業(yè)內(nèi)都達(dá)到領(lǐng)先水平。

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