锅炉大修滑停及启动零油耗的实现

牛庆军 姚国锋

河南省南阳热电有限责任公司，河南 南阳 473000

1 概况

2012年5月22日经过14个小时的滑停工作，南阳热电有限责任公司#1机组高压内上缸内壁温度滑至285℃后停运，进行#1机组投产后的首个A级检修工作。2012年7月4日#1炉A级检修后首次点火成功，至7月8日7:50#1机组正式并网带负荷，期间配合汽机完成调整汽缸通流间隙后9次摩检启动、配合电气、汽机完成各类试验，锅炉单独运行时间达56小时，未进行投油助燃。至此，南阳热电#1机组A级检修滑参数停机、A级检修后启动实现“零油耗”，开创公司先例，取得较大经济效益。

南阳热电有限责任公司锅炉燃烧器为浓淡分离型燃烧器，最下层四台煤粉燃烧器采用烟台龙源电力技术有限公司生产的等离子点火系统。在锅炉点火和稳燃期间，该燃烧器具有点火和稳燃功能；在锅炉正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能。

在锅炉启动、停运时如果能发挥等离子燃烧器的作用，便能减少燃油消耗，因此我们先了解一下等离子燃烧器的工作原理。

2 等离子燃烧器的工作原理

等离子发生器为磁稳空气载体等离子发生器，它由线圈、阴极、阳极组成。其拉弧原理为：当阴极2前进同阳极1接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，其能量密度高达105 ～ 106W/cm2，温度可达4000-10000℃，当煤粉以一定的风速一定的浓度经过电弧时，煤粉颗粒受高温迅速破裂，析出挥发份，再造挥发份，从而使煤粉迅速燃烧。

3 等离子燃烧器的应有

煤粉在锅炉炉膛中能着火燃烧，取决于：煤种的煤质、煤粉细度、煤粉温度（包括炉膛温度、风温等）、煤粉的浓度等。因此要保证煤粉在锅炉冷态情况下能顺利燃烧，必须从以上几个决定因素着手。

3.1 煤质

锅炉启动用煤必须为优质煤，至少保证煤质挥发分为25%，低位发热量为4500kcal/kg，且煤量充足。为保证煤质稳定，选择单一厂矿煤源，减少启动过程中由于煤质变化对锅炉燃烧的影响。

3.2 煤粉细度、煤粉温度

在煤质能够保证的情况下，煤粉细度、煤粉温度对锅炉点火启动有着重要的作用。因此在启动初期，逐步将等离子暖风器疏水门开足，尽量提高一次风温，并打开磨煤机下层各燃烧器喷口，控制一次风速，防止炉膛大量进粉，通过“低速大流量”来对磨煤机进行暖磨，同时由于煤粉在磨煤机内长时间碾磨，不但煤粉细度不断减小，而且使磨煤机出口温度不断升高，从而使煤粉细度、煤粉温度达到锅炉点火要求。

3.3 炉膛温度

冷炉状态下，炉膛温度与外界环境温度一致，对煤粉着火燃烧极其不利，为提高炉膛温度，尽早将锅炉上水至点火水位，然后投入炉底加热。同时为保证加热效果，必须保证加热蒸汽压力在0.8 MPa以上，并逐步将炉底加热各分门开足。通过3小时的加热，汽包壁温升至110℃左右，炉膛温度也升至100℃以上，这时再进行点火，由于炉膛温度较高，煤粉着火得到改善，等离子燃烧器着火较为稳定。

3.4 风温的控制

3.4.1 各燃烧器喷口投粉后，能否正常着火，关键看等离子拉弧情况。由于炉膛温度低、一次风温、二次风温都较低，等离子着火是很困难的。因此此时可将等离子拉弧电流调至额定值375A左右，保持足够的功率，提供足够的能量，同时尽可能减小等离子的载体风量，减少该部分风的吸热量，使等离子拉弧能量能够得到充分的利用。

3.4.2 虽然通过投入炉膛底部加热，使炉膛温度得到提高，但当锅炉启动送风机、引风机进行炉膛吹扫时，炉膛的通风会使炉膛温度很快降低，故尽量降低锅炉点火启动时的风量，待锅炉炉膛燃烧转好时，再根据需要进行风量调整。

3.5 煤粉浓度

一次风速越高，等离子体燃烧器中心筒内煤粉浓度越低；反之一次风速越低，等离子体燃烧器中心筒内煤粉浓度越高。等离子体燃烧器在被等离子体发生器点燃时，浓度越高越易于点燃，反之则不利于点燃。

4 等离子运行注意事项

4.1 煤质不好时，尽量降低一次风速，增加煤粉着火时间，提高燃尽率，同时，也可以提高等离子体工作电流来增加等离子能量；如果煤质好着火效果会更好，燃烧器的壁温就会越来越高，但可能会烧损燃烧器，所以当煤质好时，为保护等离子体燃烧器可以适当提高一次风速。

4.2 等离子点火初期，由于一次风温偏低，对等离子燃烧器的冷却较好，燃烧器壁温较低。随着炉膛燃烧逐步转好，一次风温的提高，燃烧器壁温也跟着升高，当壁温大于400℃时，会导致燃烧器烧损。所以当温度大于400℃，通过加大磨入口一次风量、提高一次风风速、降低等离子体拉弧电流等手段进行控制。

4.3 等离子点火启动初期，由于炉膛温度偏低，煤粉不能完全燃烧，同时启动用煤都是优质煤，挥发份、发热量极高，增加尾部烟道发生二次燃烧的几率，因此整个启动过程中对空预器投入连续吹灰，并且当条件满足时，立即对尾部受热面进行吹灰。

5 滑参数停机过程

机组停运时，炉膛温度相对较高，在等离子投入的情况下，燃烧相对比较稳定，只要操作到位，完全可实现停机过程中不投油助燃。在机组滑停减热负荷时，优先将上层燃烧器对应的#2磨煤机停运，再根据负荷情况逐步退出#1磨煤机对应的燃烧器，直至最后剩余最下层的两个燃烧器喷口，即回到机组启动时的状态，当然在减负荷、减燃烧过程中，应注意一次风、二次风的调节，始终使风粉比在较好的状态。在停止给煤机，磨煤机料位抽空后，可以从燃烧器喷口处看到煤粉浓度逐渐变淡，直至锅炉灭火保护动作，然后汽机打闸，电气解列。这样就实现了不投油滑停，可以节约大量的燃油。

6.结束语

机组大修滑停过程中，由于要求缸温较低，锅炉参数较低，锅炉燃烧工况逐渐变差，运行工况较为恶劣；而机组大修后启动，因需要配合汽机、电气完成各种实验，使机组低参数运行时间较长，对炉膛燃烧极其不利，通过对机组滑停及启动过程中各个参数的控制，最终实现了大修滑停和启动零油耗，一次为公司节省约100吨的燃油，节约燃料费用约80万元。

[1]张孝勇.等离子燃烧器点火特性的试验研究与数值模拟.华北电力大学（北京）,2007年

[2]烟台龙源电力技术有限公司.等离子点火安全注意事项

[3]南阳热电集控运行规程