煤粉改造燃?xì)鉅t增燒煤氣的探討與實(shí)踐

趙陽　黎已原　褚延平　王寧　胡殿文

摘要：SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐在進(jìn)行增燒煤氣的改造后。減少鞍鋼高爐煤氣放散，達(dá)到能源綜合利用的目的。

關(guān)鍵詞：吸風(fēng)機(jī);燃燒調(diào)整;高爐煤氣;DCS系統(tǒng)

1前言

鞍鋼股份能源管控中心二發(fā)電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐機(jī)組為燃?xì)忮仩t機(jī)組，主燃料為高、焦?fàn)t煤氣，額定蒸發(fā)量為266t/h，過熱蒸汽溫度為540℃，再熱蒸汽溫度為540℃，過熱蒸汽壓力為13.24MPa，再熱蒸汽壓力為3.43MPa，是鞍鋼股份公司和能源管控中心的重要環(huán)保監(jiān)管設(shè)備，承擔(dān)著消納公司高、焦?fàn)t煤氣的重任，對(duì)減少煤氣放散，提升能源利用起著至關(guān)重要作用。

2設(shè)備工藝簡(jiǎn)介

2.1鍋爐工藝

鞍鋼股份能源管控中心二發(fā)電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐機(jī)組原為燃油機(jī)組，于1974年1月建設(shè)，1975年6月25日投產(chǎn)，為降低發(fā)電成本，2000年6月由鞍鋼投資對(duì)原燃油爐進(jìn)行了技術(shù)改造，改成煤粉爐。為適應(yīng)鞍鋼節(jié)能降耗及環(huán)保要求，2015年將鞍鋼股份能源管控中心二發(fā)電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐改造為全燒高、焦?fàn)t煤氣鍋爐。蒸發(fā)量由原來的540 t/h減為266t/h。

2.2增燒煤氣

隨著鞍鋼產(chǎn)能進(jìn)一步提升，要求鞍鋼股份能源管控中心二發(fā)電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐同時(shí)提升煤氣消納能力，減少公司煤氣放散。由于該鍋爐原有兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間已達(dá)到額定電流（113A），在保證鍋爐爐膛負(fù)壓的情況下已達(dá)最大出力，無法繼續(xù)投燒煤氣。因此，經(jīng)過對(duì)鍋爐燃燒工況的觀察及各段汽溫、煙溫等參數(shù)的論證，為該鍋爐增加一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，新建煙風(fēng)管道將新增加的引風(fēng)機(jī)與2#爐的兩臺(tái)脫水箱相連，2#爐總風(fēng)量將增加30%。在煙風(fēng)管道與脫水箱的連接處各設(shè)一個(gè)金屬圓形補(bǔ)償器（雙波），在水平管道上設(shè)一個(gè)金屬圓形補(bǔ)償器（三波），管道長(zhǎng)度約為50m，管道不需要保溫。新建煙風(fēng)管道與1#爐原煙道隔絕，改造后直接進(jìn)入該鍋爐煙道，不會(huì)造成煙氣排放的環(huán)保監(jiān)控失控。同時(shí)達(dá)到每小時(shí)增燒高爐煤氣10000m的要求。

3存在的問題

鞍鋼股份能源管控中心二發(fā)電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐機(jī)組在增燒煤氣改造中，由于是對(duì)機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，在機(jī)組運(yùn)行調(diào)整及部分電氣、程控調(diào)試中存在以下問題：

（1）由于該機(jī)組新增引風(fēng)機(jī)（設(shè)備名稱改為#3引風(fēng)機(jī)，下同）入口接在原#1、2引風(fēng)入口處，對(duì)鍋爐原有燃燒調(diào)整，特別是對(duì)各段汽溫及煙溫存在的較大影響，尤其是對(duì)流過熱器出口汽溫不超過580℃（如果超溫易造成過熱器爆管）。另外，由于煤氣燃燒特性，易造成風(fēng)機(jī)擋板掛焦油，造成操作不便甚至是無法操作。

（2）改造中涉及的DCS系統(tǒng)的冗余通道、算法及畫面、系統(tǒng)操作編程，電氣部分的電纜、真空斷路器利舊等問題。

4改進(jìn)措施及效果

4.1改進(jìn)措施

（1）為了保證各參數(shù)正常，避免出現(xiàn)超參數(shù)運(yùn)行，特別是各段汽溫、煙溫的穩(wěn)定運(yùn)行，制定了合理的操作規(guī)定如下：1、啟動(dòng)#3引風(fēng)機(jī)前，匯報(bào)值班調(diào)度，聯(lián)系脫硫值班員開啟旁路煙道擋板;停運(yùn)時(shí)，聯(lián)系#3爐脫硫值班員關(guān)閉旁路煙道擋板;2、#2爐#1、2、3吸引風(fēng)機(jī)、#1、2引風(fēng)機(jī)及高、焦?fàn)t煤氣速斷實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù);3、運(yùn)行期間#1、2引風(fēng)機(jī)擋板開度80﹪，高爐煤氣量超過8萬立時(shí)啟動(dòng)#3引風(fēng)機(jī)運(yùn)行;4、鍋爐出力降低，或高爐煤氣量低于8萬立時(shí)，先停止#3引風(fēng)機(jī)運(yùn)行;同時(shí)為了避免風(fēng)機(jī)擋板因?yàn)槊簹饨褂陀绊懖僮?，要求運(yùn)行期間每周一進(jìn)行#1、2、3引風(fēng)機(jī)擋板開關(guān)試驗(yàn)一次，開度±20﹪。

（2）針對(duì)DCS系統(tǒng)的各項(xiàng)問題，熱工專業(yè)調(diào)查分析原有的控制系統(tǒng)組成，找出原有系統(tǒng)的不滿足實(shí)際運(yùn)行情況的原因。設(shè)計(jì)新的接線方法，控制系統(tǒng)的改造方案，就地重新接線校對(duì)。利用2#DCS系統(tǒng)的冗余通道，自主設(shè)計(jì)及施工，對(duì)2#DCS系統(tǒng)的算法進(jìn)行組態(tài)，畫面重新編制，重新鋪設(shè)電纜500米，包括重新自主編程、風(fēng)機(jī)操作、啟停、故障等信號(hào)移位至2#機(jī)組DCS系統(tǒng)，為確保鍋爐系統(tǒng)安全，自主設(shè)計(jì)鍋爐大連鎖，將新增加的風(fēng)機(jī)控制引入原鍋爐大聯(lián)鎖中，重新設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)擋板自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)回路，畫面繪制18個(gè)，手操器1套的自動(dòng)回路連接。

（3）電氣配電專業(yè)根據(jù)#3引風(fēng)機(jī)的電機(jī)規(guī)格參數(shù)，利舊改造一臺(tái)備用的真空斷路器。在現(xiàn)場(chǎng)扯出一根高壓閑置電纜60余米（ZR--YJV22--3*95）。滿足#3引風(fēng)機(jī)的調(diào)試及運(yùn)行需要。

4.2實(shí)施效果

通過對(duì)SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐進(jìn)行增燒煤氣的改造，增加了一臺(tái)引風(fēng)機(jī)出力，在2021年7月投入使用后， #2爐能增燒高爐煤氣10000 m/h。根據(jù)機(jī)組試驗(yàn)數(shù)據(jù)10000m3高爐煤氣燃料熱值34吉焦，1噸煤29.27吉焦，按照機(jī)組增燒高爐煤氣時(shí)間4000小時(shí)，電廠標(biāo)煤1400元/噸計(jì)算，創(chuàng)造效益=34×4000÷29.27×1400=650.5萬元，同時(shí)熱工專業(yè)自主完成改造工作，節(jié)約成本約10萬元，電氣專業(yè)通過利舊節(jié)約電纜及真空斷路器費(fèi)用約5萬元，共計(jì)創(chuàng)效385萬元左右，尤為重要的是通過燃燒調(diào)整措施的改進(jìn)，在煤氣壓力持續(xù)波動(dòng)的不利條件下，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化調(diào)整，在實(shí)現(xiàn)增燒高爐煤氣10000 m/h的同時(shí)，機(jī)組參數(shù)保持穩(wěn)定，為持續(xù)消納煤氣、避免煤氣大量放散做出了重要貢獻(xiàn)。

5結(jié)語

鞍鋼股份能源管控中心二發(fā)電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐進(jìn)行增燒煤氣的改造后，成功實(shí)現(xiàn)了增燒高爐煤氣10000 m/h的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙燕平.火電廠分散控制系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)【M】.北京：中國(guó)電力出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：趙陽，男，大學(xué)，工程師，2006年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，長(zhǎng)期從事鍋爐運(yùn)行工作。

黎已原，男，大學(xué)，助理工程師，2005年畢業(yè)于沈陽工程學(xué)院，后就讀于遼寧科技大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，長(zhǎng)期從事鍋爐、除灰專業(yè)的檢修工作。