660MW“W”火焰鍋爐煙煤?jiǎn)?dòng)的探究

【摘 要】B&WB 660MW“W”火焰鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)約12小時(shí)，每次冷態(tài)啟動(dòng)常規(guī)耗柴油在120噸左右，啟動(dòng)油耗高成為了制約降低啟動(dòng)成本的主要因素。此外，在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，燃用柴油時(shí)間長(zhǎng)和耗油量大，部分油滴未完全燃燒，容易導(dǎo)致脫硝催化劑、空預(yù)器、除塵布袋堵塞和造成鍋爐尾部煙道二次燃燒。煙煤?jiǎn)?dòng)的探索和研究對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性均有很大的價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】660MW;“W”火焰鍋爐;煙煤?jiǎn)?dòng);無(wú)煙煤

1引言

660MW“W”火焰鍋爐的冷態(tài)啟動(dòng)從點(diǎn)火到轉(zhuǎn)干態(tài)撤出油槍，時(shí)長(zhǎng)在12小時(shí)左右，啟動(dòng)油耗直接提高了機(jī)組燃油單耗。按每次啟動(dòng)耗柴油120噸計(jì)算，柴油價(jià)格按7000元/噸計(jì)算，每次機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)燃油成本達(dá)84萬(wàn)元，機(jī)組啟動(dòng)成本過(guò)高。

國(guó)內(nèi)目前對(duì)于燃用無(wú)煙煤的“W”火焰鍋爐降低啟動(dòng)成本的方法有改用小油槍點(diǎn)火，微油富氧技術(shù)等。但是對(duì)于燃用無(wú)煙煤且采用傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式的鍋爐來(lái)說(shuō)，采用煙煤?jiǎn)?dòng)方式降低機(jī)組啟動(dòng)成本值得進(jìn)一步探究。

2系統(tǒng)介紹

某火力發(fā)電廠660MW機(jī)組鍋爐為超臨界、一次中間再熱、“W”火焰燃燒方式、雙拱單爐膛、平衡通風(fēng)、尾部雙煙道、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架懸吊式直流爐。燃用煤種為貴州本地低揮發(fā)份無(wú)煙煤，其主要特點(diǎn)是著火溫度高、燃燒穩(wěn)定性差、燃盡率差、結(jié)渣性強(qiáng)。

鍋爐配備6臺(tái)上海重型機(jī)械廠制造的MGS4760型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)鍋爐4只HPAX-EX型煤粉燃燒器，共24只燃燒器，對(duì)稱布置在鍋爐的前后拱上。每個(gè)燃燒器均配備一套高能點(diǎn)火裝置，每套高能點(diǎn)火裝置上均裝有一支點(diǎn)火油槍，可用于點(diǎn)火、暖爐、升壓及引燃和穩(wěn)燃所屬的煤粉燃燒器。油噴嘴采用氣泡霧化方式，24支油槍的總出力按鍋爐BMCR所需熱量的20%設(shè)計(jì)，每支油槍的額定出力為1.2t/h，油槍出力可靈活調(diào)整。

3啟動(dòng)油耗現(xiàn)狀

3.1本爐啟動(dòng)油耗現(xiàn)狀

該火電廠每年啟動(dòng)及穩(wěn)燃耗柴油約1600噸，折合經(jīng)濟(jì)成本1100萬(wàn)元，該660MW機(jī)組在2018年和2019年兩年間多次啟動(dòng)，平均每次啟動(dòng)耗柴油均在120噸以上，兩年燃油單耗均在1.9kg/萬(wàn)kW.h以上，嚴(yán)重高于行業(yè)平均水平。

3.2同級(jí)別同爐型啟動(dòng)油耗現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)調(diào)研了解，在四川中電福溪電廠、貴州金元茶園電廠、習(xí)水二郎電廠、華潤(rùn)六枝電廠等同級(jí)別或者同類型的660MW機(jī)組鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)耗油均在100噸/次左右。通過(guò)優(yōu)化啟動(dòng)流程，660MW機(jī)組啟動(dòng)油耗有下降空間，但均存在下降瓶頸。

3.3煙煤?jiǎn)?dòng)前景

對(duì)于設(shè)計(jì)鍋型為燃用低揮發(fā)分無(wú)煙煤的“W”火焰鍋爐來(lái)說(shuō)，煙煤?jiǎn)?dòng)節(jié)油是一各值得探究的方法。煙煤?jiǎn)?dòng)方案是在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，在鍋爐點(diǎn)火到轉(zhuǎn)態(tài)結(jié)束，摘除全部油槍過(guò)程中，啟動(dòng)部分制粉系統(tǒng)運(yùn)行，投入部分煤粉燃燒器，利用煤粉的燃燒釋放熱量代替柴油燃燒釋放熱量，實(shí)現(xiàn)在暖爐、暖機(jī)、燒參數(shù)、升負(fù)荷過(guò)程中減少柴油消耗。根據(jù)各爐型的運(yùn)行成熟程度和設(shè)備健康狀態(tài)，每次660MW機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)能節(jié)約40-55噸柴油不等，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本可觀。

4煙煤?jiǎn)?dòng)流程

4.1準(zhǔn)備工作

機(jī)組滑停期間，控制制粉系統(tǒng)煤倉(cāng)煤位，在負(fù)荷320MW左右時(shí)燒空一臺(tái)中間磨煤機(jī)煤倉(cāng)，并將燒空煤倉(cāng)對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)內(nèi)煤粉抽空，其余煤倉(cāng)保留熱值高于17MJ/kg、干燥的本地?zé)o煙煤，為下次機(jī)組煙煤?jiǎn)?dòng)創(chuàng)造條件。

在鍋爐點(diǎn)火前在2小時(shí)將準(zhǔn)備好的200噸煙煤存入停爐時(shí)燒空的中間煤倉(cāng)，作啟動(dòng)初期用煤，其他5臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)煤倉(cāng)存入熱值高于17MJ/kg、干燥的本地?zé)o煙煤。啟動(dòng)用煙煤和無(wú)煙煤相關(guān)參數(shù)如下表：

4.2實(shí)施過(guò)程

鍋爐點(diǎn)火成功后，投入13支油槍以上，就地觀火明亮無(wú)黑煙、不滴油。二次風(fēng)溫達(dá)100℃，啟動(dòng)兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)及一臺(tái)密封風(fēng)機(jī)運(yùn)行，對(duì)待啟動(dòng)磨煤機(jī)暖磨。當(dāng)一次風(fēng)溫達(dá)100℃以上時(shí)，啟動(dòng)待啟動(dòng)磨煤機(jī)運(yùn)行，磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)容量風(fēng)門關(guān)閉，開出旁路風(fēng)門，控制磨煤機(jī)出口溫度在70～80℃，對(duì)磨制煙煤的磨煤機(jī)建立料位，緩慢開啟磨煤機(jī)容量風(fēng)門及增投煤燃燒器，增加鍋爐輸入熱量，對(duì)鍋爐升溫升壓。煙煤投入著火正常，保證煤火檢強(qiáng)度在90%以上，就地調(diào)整對(duì)應(yīng)油槍出力在0.5 t/h，調(diào)整鍋爐燃油瞬時(shí)流量在4～6t/h，視情況增投油槍保證鍋爐熱負(fù)荷均勻。磨煤機(jī)運(yùn)行正常后，觀察煤粉和油著火和火檢強(qiáng)度變化情況，確?；饳z強(qiáng)度≥90確保如著火良好，燃燒穩(wěn)定，爐膛負(fù)壓正常，根據(jù)升溫升壓曲線提高制粉系統(tǒng)出力，并逐步減少油槍數(shù)量，逐步升溫升壓至沖轉(zhuǎn)參數(shù)。

煙煤?jiǎn)?dòng)升溫升壓過(guò)程中，磨制煙煤磨煤機(jī)出力控制在20～35t/h之間，并網(wǎng)后再逐步增加其出力。

汽輪機(jī)暖機(jī)過(guò)程中，對(duì)其余磨煤機(jī)暖磨后建立料位備用。逐漸增加煙煤磨制磨煤機(jī)出力、視情況啟動(dòng)另外磨煤機(jī)運(yùn)行，提高鍋爐熱負(fù)荷?？刂棋仩t熱量投入的均勻性和煤燃燒器投入數(shù)量，控制鍋爐熱負(fù)荷與產(chǎn)氣能力匹配。機(jī)組暖機(jī)結(jié)束并網(wǎng)后，根據(jù)機(jī)組接帶負(fù)荷情況，增啟制粉系統(tǒng)。在磨制煙煤磨煤機(jī)煤倉(cāng)煤位降至10%時(shí)，對(duì)該磨機(jī)原煤倉(cāng)進(jìn)無(wú)煙煤，當(dāng)煙煤燒完后逐漸提高磨煤機(jī)出口溫度至100℃運(yùn)行。

在蒸汽參數(shù)提升、汽輪機(jī)暖機(jī)、并網(wǎng)升負(fù)荷、鍋爐濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)過(guò)程中，視火焰工業(yè)電視亮度、煤/油火檢強(qiáng)度、爐膛負(fù)壓、就地粉/油燃盡情況，減少油槍投運(yùn)數(shù)量或者降低部分油槍出力。利用煤粉燃燒器替換部分油槍，滿足鍋爐所需熱負(fù)荷。

5煙煤?jiǎn)?dòng)過(guò)程中的危險(xiǎn)點(diǎn)

5.1制粉系統(tǒng)自燃和爆炸

嚴(yán)格控制煙煤進(jìn)入煤倉(cāng)時(shí)間，控制磨出口煤粉溫度不超80℃，防止磨制煙煤的磨煤機(jī)堵磨、空磨。

5.2油火檢強(qiáng)度弱，火檢數(shù)量引發(fā)鍋爐MFT

投入煤粉燃燒器時(shí)緩慢操作，先以低濃度煤粉投入，保證煤、油混燃均充分。

5.3尾部煙道堵塞及二次燃燒

點(diǎn)火后對(duì)空預(yù)器連續(xù)吹灰;檢查油槍和煤粉燃盡情況，若不能燃盡，切換燃燒器和油槍。

5.4升溫、升壓速率控制不當(dāng)

增/減投油槍和煤粉燃燒器時(shí)，保證鍋爐熱負(fù)荷與所需蒸汽量匹配。

5.5鍋爐水冷壁超溫

定期切換油槍，盡量調(diào)整爐膛各受熱面受熱均勻。

5.6燒損燃燒器噴口

嚴(yán)格監(jiān)視燃燒器噴口壁溫不高于800℃。

5.7投粉過(guò)程中引起爐膛爆燃

在對(duì)應(yīng)油槍點(diǎn)燃情況下再低濃度投入煤粉燃燒器。

6煙煤?jiǎn)?dòng)節(jié)油成果

通過(guò)近4次的煙煤?jiǎn)?dòng)統(tǒng)計(jì)，該660MW機(jī)組鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，排除其他因素導(dǎo)致的開機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)，每次利用高熱值、高揮發(fā)分的煙煤?jiǎn)?dòng)，能減少啟動(dòng)燃油40-50噸，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本25萬(wàn)元以上。

7結(jié)語(yǔ)

B&WB 660MW“W”火焰鍋爐煙煤?jiǎn)?dòng)尚在摸索研究階段，節(jié)約機(jī)組啟動(dòng)成本顯著，對(duì)機(jī)組開機(jī)流程加以優(yōu)化后，能進(jìn)一步降低啟動(dòng)成本，煙煤?jiǎn)?dòng)在大型燃煤電廠中值得推廣。

作者簡(jiǎn)介：

張習(xí)祥，男，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，主要研究大型鍋爐燃燒調(diào)整。

（作者單位：貴州黔西中水發(fā)電有限公司）