发电厂锅炉燃油系统深度节能运行优化

2015-12-30黄建勇

电力安全技术 2015年7期

关键词：油枪磨煤机油泵

黄建勇

（大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州 515723）

发电厂锅炉燃油系统深度节能运行优化

黄建勇

（大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州 515723）

介绍了某发电厂锅炉的设备概况及运行优化和节能工作经验。通过改进冷态启动和日常运行中燃油系统的运行方式，达到了冷启动全程无油启动和燃油系统经济安全运行的效果，节能效果明显，降低了燃油系统运行的经济成本。

发电厂；燃油系统；节能；油枪；无油启动

1 设备概况

某电厂共安装有2×600 MW+2×1 000 MW容量的机组。其中，2台600 MW机组的锅炉为哈尔滨锅炉厂有限公司引进英国三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉，为单炉膛、一次再热、固态排渣、全悬吊结构Π型锅炉，型号为HG-1900/25.4-YM4。锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧，前后墙各布置3层北京巴布科克·威尔科克斯有限公司生产的低NOX轴向旋流燃烧器(LNASB)，前后墙每层各有5只，共30只。每只燃烧器配有1只油枪，用于点火和助燃。前墙最下层5只燃烧器配置等离子点火装置取代点火油枪，其油枪型式及各项参数如表1所示。

2台1 000 MW机组的锅炉是哈尔滨锅炉厂有限公司设计、制造，由日本三菱重工株式会社提供技术生产的超超临界变压运行直流锅炉，为单炉膛、一次再热、固态排渣、全悬吊结构Π型锅炉，型号为HG-3110/26.15-YM3。锅炉燃烧方式为无分隔墙的八角反向双火焰切圆燃烧，每台锅炉共设有48只直流燃烧器。燃烧器共分6层(每层8只)，每层燃烧器由同一台磨煤机供给煤粉，采用PM型主燃烧器、上部燃烬风(OFA)及AA分级风的MACT燃烧系统。每台锅炉共设有24支油枪，用于点火和助燃。最下层8只燃烧器配置等离子点火装置。其油枪型式及各项参数如表1所示。

电厂0号轻柴油低位发热值为46 158 kJ/kg。油枪吹扫蒸汽由辅汽联箱供给。燃油泵房按2× 600 MW+2×1 000 MW机组设计，设有3台供油泵、2座2 000 m3油罐等，油泵房系统如图1所示。系统最大出力78 t/h，可满足1台锅炉点火1台锅炉启动助燃的用油量。3台供油泵中2台为工频泵、1台为变频泵。

表1 锅炉油枪参数

炉燃油进油由公用进油母管供给，进入2～4号锅炉炉前油系统，通过进回油联络门或回油调节阀后回油至公用回油母管。锅炉炉前油压在进、回油跳闸阀开启时，通过调节回油调节阀进行开度控制，每支油枪前的分支管路包括油侧和汽侧2部分，分别对油枪进行供油和吹扫。

2 冷态启动中的节油方式优化

该电厂每台锅炉均只安装了1层等离子点火装置，为保证锅炉冷态启动时实现等离子无油点火，必须做好充足的准备工作。首先，对A磨煤机对应的原煤仓中的煤种有严格的要求，以保证A磨在最低要求给煤量时，满足锅炉升温升压率的要求；同时煤种着火性能要好，以保证全程不投油，仅靠等离子点火装置即可满足着火稳定要求。所以要求使用启动煤种为低位发热量大于18 900 kJ/kg，且干燥、无灰基、挥发分大于30 %的优质煤种。

图1 某电厂油泵房系统

为了保证锅炉冷态启动时实现无油点火和无油启机，必须保证等离子系统的绝对可靠。所以冷态启动前，必须全面检查等离子系统的阴阳极，对磨损和接近使用寿命的阴极进行更换，并将等离子的冷却水压力、吹弧风压力调节至合适值。

为了保证A磨启动后着火的稳定性，在A磨暖磨前必须先进行布煤，暖磨时间要求在磨煤机出口温度达到75 ℃后(日常运行时磨出口温度达到65 ℃即允许启磨)，继续保持30 min，以使得A磨充分暖透和布进磨内的煤种得到充分干燥，着火性能进一步提高。A磨启动后，根据着火情况，可以关闭磨煤机其中一个出口门，来提高其他磨煤机出口对应燃烧器的煤粉浓度，以利于着火。此方法在600 MW超临界直流炉已经运用得比较成熟，在点火期间能保证锅炉所要求的升温升压曲线。

由于磨内整体温度仍然很低，在启动第2台磨煤机时，对于对冲燃烧锅炉，应选择A磨斜上方的磨煤机，以借A磨的火焰及炉膛负压抽吸来点燃第2台磨煤机来的煤粉，如图2所示。对于1 000 MW超超临界直流炉，由于切圆燃烧锅炉以整个炉膛作为一个巨大的火炬共同组织燃烧，在第1台磨煤机出力为最大出力的62 %时，炉膛出口烟温已经达到450 ℃，完全能够满足第2台磨煤机燃烧器的点火能量需求。该电厂在只有1层等离子的情况下，经过合理设计，不但实现了无油点火，而且每次启机均实现了全程无油启机，将启动燃油消耗减至0。

图2 启机过程中启动第2台磨煤机示意

3 日常运行中的燃油系统运行优化

机组日常运行中，规定每月定期试验油枪2次，4台炉炉前油压力均应为3.0 MPa，油泵房出口油压为3.7 MPa，以维持燃油的循环。为了维持3.0 MPa的燃油循环，油泵房变频供油泵变频位基本在100 %，电流为130 A。2，3号工频供油泵保持备用。燃油系统的能耗主要表现在2个方面：(1) 定期试验油耗；(2) 油泵房供油泵电耗。试验表明：燃油压力降至1.5 MPa后，燃油泵变频位由94 %降至61 %，燃油泵电流由130 A降至30 A。燃油压力由1.5 MPa恢复至3.0 MPa的时间小于20 s。因此，一旦锅炉燃烧异常，直接将变频位调节至100 %即可恢复正常油压，不影响油枪的助燃功能。所以，为了节能优化，燃油系统保持1.5 MPa低油压小循环的方式运行，并调节油泵房油泵回油压力调节阀开度和变频，控制电流在35 A以下；回油调节阀保持在手动位置调节，各机组炉前油系统油循环投自动，压力定值设为3.0 MPa，实际运行油压为1.5 MPa，并保持充油状态。任一机组投运油枪时，要求及时将油泵房油泵变频增加至100 %。即日常备用时，供油泵不作为油循环使用，仅作为稳油压使用。油枪定期试验前或火检异常需要投油枪时，应将燃油泵变频提高至100 %。炉前油油枪定期试验由每月2次改为1次。改变燃油运行方式前后的经济成本对比如表2所示。采用新运行方式后，每年可节约费用35.86万元。新运行方式运行半年期间，仅发生过1次低负荷跳磨、1次火检差异常，而且油枪均能及时投用后助燃，燃油系统起到了很好的安全保障作用。