微油改造后锅炉启动过程汽温控制策略

姜秀锋

摘 要：介绍了定洲电厂600 MW亚临界控制循环锅炉微油改造情况，通过对改造后锅炉主汽温调节方面出现的新问题进行深入分析，从运行角度出发提出了相应的预防措施。将这些这些预防措施付诸实践，实现了对主再热汽温的有效控制，从而保证了机组的安全运行。

关键词：微油点火；汽温；燃料；减温水

中图分类号：TK227.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）22-0037-02

1 设备概述

定洲电厂一期2台锅炉是与N600-16.7/537/537四缸四排汽、单轴、凝汽式、中间再热汽轮机配套的亚临界、一次中间再热控制循环汽包炉。锅炉型号为SG-2008/17.47-M903，制造厂家为上海锅炉厂。投产日期：1号炉为2004-05，2号炉为2004-09.

为了实现启停过程的节能降耗，2008年，公司对一期锅炉燃烧器进行了微油点火技术改造。采用了微油点火技术，并保留配置了12只大油枪（2 t/h）做紧急备用。36只火焰检测器分别安装在了24个煤粉燃烧器和12支点火油枪处。微油点火装置配备了专用火检，检测器能实时监视各种火焰状态。微油点火油枪设置在了12（22）磨煤机喷燃器中。

点燃布置在主煤粉燃烧器中的小油枪，小油枪着火正常。启动磨煤机、给煤机时，利用少量油燃烧所释放的有限高热直接加热经过该燃烧器的煤粉，由燃烧的煤粉提升炉膛温度（升温、升压），就可完成锅炉启动，从而大量节约锅炉燃油消耗，降低启动成本。

2 存在的问题

唯物辨证法告诉我们，事物都具有两面性，微油点火在降低启动成本的同时，也存在一些安全隐患，主要体现在：①在微油点火初期，虽然利用少量油燃烧所释放的有限高热可直接加热经过该燃烧器的煤粉，但炉膛温度较低，一、二次风温低，火焰充满度低，燃烧的稳定性差，煤粉不能迅速完全燃烧，易造成尾部受热面积粉。对于尾部受热面积粉的问题，可通过调整配风及投入空预器连续吹灰解决。②燃烧煤粉相对于燃油来说，炉膛的火焰中心上移，汽温和汽压参数不易匹配，锅炉主再热汽温调节比改造前控制难度加大，主要表现在并网后随着第2台磨煤机的启动，炉膛温度升高很快，主再热汽温不易控制，曾多次出现过锅炉过热器受热面管壁超温现象。而过早投入减温水，有造成水冲击的风险。同时，温度过高会引起汽机胀差增加较快，不易控制，严重时将造成汽机动静摩擦，冷态启动时尤为明显。

2008-02，首次启动微油改造后的锅炉时，由于缺乏经验，对机组并网后主汽温度的调节认识不足，减温水系统没有及时

准备，在升负荷时汽温上升较快，分隔屏入口温度达到450 ℃，后屏温度最高达到506 ℃；末过入口温度502 ℃，出口温度495 ℃。后通过投入减温水才使温度得以控制，但汽机胀差较大，最高达5.18 mm（历次启动中最大的一次），增加了暖机时间。

3 原因分析

3.1 煤粉与燃油燃烧特性存在很大的差异

燃油燃烧时强度高，火焰中心温度高，燃烧迅速且剧烈，火焰中心集中在喷燃器附近炉膛的中心区域，燃烧过程很短，对助燃风温度的要求不高。而煤粉燃烧的过程就要求较高的温度环境，靠卷吸高温烟气来加剧燃烧过程，燃烧过程较长。虽然现在我们用小油枪的高温把煤粉点燃，但因为小油枪的油量有限，并且只是在煤粉喷燃器内部点燃煤粉，仅仅能提供煤粉初期点燃的能量。而对于煤粉后期的燃烧，小油枪就无能为力了。火焰中心的温度相对燃油要高很多，同时，由于空预器的加热能力低，所以送风机的助燃风温度也很低，造成水冷壁吸热效果差，汽压升高缓慢。尾部受热面主要是对流换热，炉膛出口烟温高，烟气量大，蒸汽流量低，三者叠加使主再热汽温升高较快。

3.2 磨煤机运行方式的选择

机组并网后先启动1号磨煤机比先启动3号磨煤机对汽温的扰动小一些。机组并网后启动3号磨煤机，并网前启动2号磨磨煤机，并网后如果不启动1号磨而启动3号磨煤机时，由于3号磨煤机位于上层，因此，启动后对锅炉受热面温升影响很大，处理不当极易造成管壁超温。主汽温快速增大会引起汽轮机高压胀差快速增大，存在很大风险，所以应尽量先启动1号磨煤机。

3.3 锅炉总燃料量控制不当

机组并网启动第2台磨煤机后，汽温快速上涨的根本原因在于锅炉内燃料的突增。因此，有效控制锅炉总燃料量有利于调节锅炉汽温。并网后，工作人员往往注重启磨增加燃料、增大负荷，而容易忽略磨煤机启动布煤、落磨辊后燃料量突增所产生的热惯性。这会造成大量热量瞬间积聚，使机组胀差快速增大。因此，如果在第2台磨煤机启动前后控制锅炉总燃料量不变，肯定会减慢汽温上升的速度。

3.4 锅炉减温水控制不当

当锅炉蒸汽流量小于10%额定流量时，禁开过热器减温水。如果此时启动第2台磨煤机，锅炉不能及时投入减温水进行汽温调节，则很容易造成主汽温快速上涨、锅炉受热面管壁超温。另外，磨煤机启动后锅炉部分减温水电动门偶尔卡塞不能及时打开也会影响汽温调节。

机组并网后，由于蒸汽流量小，投入减温水后，汽温下降较快且容易下降到饱和温度，不利于锅炉的安全运行。因此，汽温上升时不能大量投入减温水，否则汽温会突降，进而威胁到汽轮机的安全运行。

4 预防措施

针对改造后锅炉主汽温调节方面出现的新问题，相应的改进措施主要有：①从煤质入手，提前给2号磨煤机提供挥发分高、发热量高、灰分小的优质煤。磨煤机启动后，要保持较高的出口温度，保证煤粉在炉膛内迅速燃烧，增加喷燃器区域的燃烧强度，控制磨煤机出口风压（不要过高）。如果一次风压过高，一次风速快，煤粉气流就不易被点燃，建议将出口风压控制在1.2 kPa左右（煤量低于20 t时），延长煤粉在炉膛的燃烧停留时间，降低喷燃器摆角和火焰中心，增加水冷壁的吸热量。通过配风调节，开大上层二次风挡板，关小下层二次风挡板压风。②由于1号磨煤机上的是掺烧煤，所以一般选择启动3号磨煤机。这样火焰中心位置较高，汽温升高很快，高低压胀差增长较快，影响机组升负荷；而负荷过低又会使汽轮机缸胀增长缓慢，增加了机组暖机时间。因此，在机组冷态启动时，可改为启动1号磨煤机，降低火焰中心位置，也有利于汽温汽压的匹配，加快机组的带负荷速度。③正确控制锅炉的总燃料量。主再热汽温快速上涨的根本原因是锅炉燃料量突增，所以，第2台磨煤机启动后，磨辊落下就要及时减少2号磨煤机的煤量，从而实现对总燃料量的控制，减少对燃烧的扰动。磨煤机启动后，蒸汽流量（汽压）的增速较为滞后，所以用快速增大负荷来控制汽温的效果不如及时减少2号磨煤机的磨煤量。④并网后汽温的控制。并网后立即打开减温水电动门，防止出现卡塞现象。汽泵减温水也要打开，否则不好控制减温水压力。汽温调节要稳（低负荷期间二减及再热减温水不投，通过一减来控制汽温，同时要禁止大开大合）、要狠（减开度要大，一减后温度要降低50 ℃左右，但不能低于10 ℃的过热度）、要细（要注意中间温度点，重点控制二减前温度，正常情况下，60 MW负荷汽温应控制在400 ℃左右，最好不超过430 ℃，不能偏离升温升压曲线过多）。⑤高加随机启动。汽轮机定速后即投入高加运行，并将事故疏水门投入自动调节，将高加疏水水位蓄起，减少工质直接排至凝汽器的热损失。高加的尽早投入增加了汽机的通流量，有利于暖机。同时，给水温度的提高会使锅炉的产汽量增大，有利于对汽温的控制。⑥注意缸胀和高压缸胀差的变化趋势。如果缸胀达15 mm以上，低负荷暖机就会结束，高压缸胀差变化趋势就会减小。

5 结束语

通过对微油改造后机组首次启动过程的深入剖析和与专业人员的深入交流，笔者对改造前后主再热汽温的变化特性有了更加清晰的认识。本文对引起这些变化的原因逐条进行了分析，并制定出相应的预防措施。在随后的数次机组启动中，利用这些措施实现了对主再热汽温的有效控制，保证了机组的安全运行。

参考文献

[1]华东六省一市电机工程学会.锅炉设备及其系统[M].北京：中国电力出版社，2000.

[2]《火力发电职业技能培训教材》编委会.锅炉设备运行[M].北京：中国电力出版社，2005.

〔编辑：王霞〕