国外燃煤电站锅炉调试技术难点及分析

刘海明，罗 凯，许 涛，黄中柏

(国网湖北省电力公司电力科学研究院，湖北 武汉 430077)

0 引言

随着中国电站设备制造水平的提高，自上世纪八十年代以上海电气、东方电气、哈电集团为代表的国产发电设备开始走出国门，产品销往东南亚、南亚、中东、南美洲、非洲等发展中国家的电力市场。随着“一带一路”国家战略的深入，国内越来越多的设备制造和施工企业将走出国门，去开拓更广阔的国际市场。

国网湖北省电力科学研究院作为国内最早走出去的调试单位，从1980年代先后承接了巴基斯坦、印度尼西亚、马来西亚、伊朗、印度、越南、叙利亚、巴西等十多个国家的电站调试项目[1]。由于国外火电工程的技术规范、试验标准、验收程序等与国内工程有着很大的差异，国外火电工程调试过程中产生了许多新问题、新困难，项目进展不顺利。本文通过印度尼西亚、越南、印度等十余台机组的分系统及整套启动调试工作经历，分析了国外电站项目锅炉调试的难点及风险，提出了规避风险的相关措施。

1 锅炉调试过程中的技术难点及分析

1.1 锅炉设计存在问题

设计煤种的性质是锅炉设计的重要依据之一。设计煤种是锅炉厂在设计时采用的煤种，锅炉厂依据此数据进行锅炉的初步设计和热力计算，确定锅炉的主要运行参数、性能数据和受热面的结构形式和布置，这个煤种也是锅炉投产后最常用的煤种。若国外煤种与国内典型煤种存在较大差异，锅炉设计过程中对设计煤种的特性认识不足，将导致锅炉在调试及试运过程中存在燃烧不稳定、受热面超温、结焦、排烟温度高等问题。

在越南某电厂W火焰锅炉调试过程中，锅炉在满负荷下燃烧不稳定，调试单位在经过多次燃烧调整后，仍需多只油枪助燃。后按锅炉厂设计、调试人员的方案进行调整，锅炉仍无法实现断油运行。表1是越南国内同一锅炉厂对两台锅炉的设计数据。

从表1可见，越南某电厂燃煤的干燥无灰基挥发分、灰分、发热量等指标皆比国内某电厂的煤质差，属于极难燃烧的无烟煤，调试人员初步判断锅炉的热负荷不足是锅炉在满负荷无法断油的主要原因。后耗时半年经两次改造，在炉膛增加了约600㎡的卫燃带，最终实现了满负荷断油并达到了设计的70%最低稳燃负荷，锅炉改造成功。

表1 同类型锅炉设计数据对比Tab.1 Design data contrast between same type boilers

1.2 燃油系统存在的问题

随着国内节能要求的提高和节能技术的发展，目前国内新建大容量电站锅炉多采用等离子或微油油枪等点火方式。而出口国外的机组出于投资成本的考虑或业主的要求等原因，锅炉点火基本仍采用传统的三级点火方式：高能点火器点燃轻油，轻油点燃重油，然后点燃煤粉。轻油油枪采用机械雾化方式，重油油枪多采用蒸汽雾化方式。

重油因黏性大、流动性差、杂质多等原因易出现点火难、雾化不均匀、燃烧不稳定等问题。印度某厂的重油油枪投运后，火焰呈柱状，着火距离远，燃烧不完全，火焰尾部甩出大量油滴，炉内弥漫黑烟。油枪对应的二次风挡板只能维持5%～10%的开度，若开大二次风挡板进行补风，着火距离变远导致油枪熄火，油枪燃烧情况见图1。调试人员根据燃烧调整的结果，建议油枪厂家对油枪进行改造，增大油枪雾化片的角度。改造后，雾化角度从80°增大到115°，重油燃烧效果改善明显，重油雾化良好，燃烧距离缩短，可开大二次风挡板进行补风，促进燃油的完全燃烧。图2为改造后重油油枪的燃烧情况。

图1 调整前重油油枪燃烧情况Fig.1 HFO oil gun combustion condition before adjustment

图2 调整后重油油枪燃烧情况Fig.2 HFO oil gun combustion condition after adjustment

油枪运行期间要保持空气预热器吹灰器连续运行，避免未燃尽的油气在空气预热器蓄热元件沉积而造成火灾事故。另外有些国家因售油企业或业主监管不严，购入的燃油存在以次充好甚至掺水等问题，要定期对入炉油质进行分析检测，对油罐进行排水检查。

1.3 冷态通风试验

按国内调试导则[2]，锅炉冷态通风试验包含以下内容：1）风量测量装置的标定；2）一次风的测量和调平试验；3）风门挡板动作试验；4）通风阻力特性试验；5）燃烧器摆角位置的调整。印度尼西亚、越南、巴西、印度等国家目前没有冷态试验的相关规程或导则，国际上也没有类似ASME的相关国际标准，这导致国外项目业主对于冷态试验内容提出很多要求。试验单位可以尝试将国内标准向外方业主进行耐心解释，说明冷态试验的目的和内容，很多业主给予了理解和支持，但说服印方业主的难度很大。

某印度项目采用四角切圆燃烧方式的锅炉，印方担心炉膛出口水平烟道及尾部烟道存在气流偏差而导致锅炉受热面出现磨损，于是要求调试人员在冷态试验时对水平及尾部烟道多个截面（如图3）测量烟气流速，并要求各处风速偏差＜±15%；若偏差超出此范围，则需布置扰流板对烟气流速进行调整，直到风速偏差满足要求。如果按业主要求进行试验，若风速不满足要求，将进行反复的测量和调整，试验难度大。中方同锅炉厂进行了沟通，由锅炉厂发正式文件向业主解释锅炉在设计过程中控制风速偏差采取的措施以及在运行过程中调整烟温偏差的方法，当前设计可确保锅炉受热面安全稳定运行。经过多次解释后，业主最终认可了中方冷态试验。

1.4 燃煤煤质变化大

图3 冷态试验风速测量截面Fig.3 measuring sections of cold state test

如1.1节所述，锅炉是基于设计煤种进行设计的。国外项目采购流程不严谨，因政局不稳或自然灾害等原因，业主采购的燃煤会与设计煤种存在很大差异。例如，某厂设计煤种是高灰分低热值的印度烟煤，采用直吹式双进双出钢球磨制粉系统。试运行后期因煤矿罢工，印度煤产量受影响，于是业主从印度尼西亚进口了高挥发分的印度尼西亚煤。调试单位多次取原煤样进行分析，经计算，印度煤的煤粉爆炸性指数Kd[3]范围在2.0～3.5，印度尼西亚煤的煤粉爆炸指数范围在8.9～9.4，印度尼西亚煤属于极易爆炸的煤种。从设备及人员安全角度出发，调试单位建议慎重使用印度尼西亚煤，可以尝试按10%的比例逐步加量混烧印度尼西亚煤。对于调试单位的建议，总包和印方业主没有引起重视，他们认为“是煤就能烧”。在试运行过程中，发生两次制粉系统爆炸事故，因钢球磨煤机煤粉存储多，爆炸能量大，导致磨煤机出口粉管及燃烧器严重受损。

为保证机组试运期间的安全稳定运行，调试单位需要求燃料供应部门定期提供入炉煤发热量、水分、挥发分、灰分等分析报告，运行人员需及时根据煤质变化调整制粉系统、锅炉运行参数。若煤质超出锅炉设计煤种的范围，建议进行掺烧试验，通过试验确定掺烧比例，切不可在未掌握燃煤特性的情况下，大范围使用新煤种。

1.5 可靠性运行时间长

对于国内300 MW及以上的机组，连续满负荷试运行考核的时间是168 h（7 d）[4]。国外项目机组可靠性运行的时间基本在项目总合同中约定，印度尼西亚项目大多为168 h；越南项目为360 h（15 d）或720 h（30 d）；印度项目为336 h（14 d）。国外项目的可靠性运行时间是国内的数倍，这对中方调试、运行和维护人员提出了更高的要求，中方各单位要协同配合，发现设备缺陷，及时处理。试运期间要加强对设备重要保护测点的监视，出现异常及时进行逻辑强制并处理。对重要设备的事故按钮设专人24 h进行监护，防止闲杂人员误动。

国内外对于机组进入商业运行的标准也存在差异。国内机组在完成满负荷试运及相关的涉网试验后可申请进入商业运行。在印度，机组只需完成3 d连续满负荷试运并进行负荷变动试验后即可申请商业运行许可。因此有印度业主要求中方先进行3 d满负荷试运并进行负荷变动试验，在取得商业许可后会故意延长中方的试运行工作，印方可以在试运期间获得发电的收益。中方可以利用业主急于进行3 d满负荷的心理，同印方进行相关技术方面的谈判来保护中方利益。

2 结语

本文针对国外燃煤电站项目锅炉调试过程中的主要技术难点和问题，从锅炉设计、燃油系统、冷态试验、燃料煤质、可靠性试验等方面进行了分析，提出了解决问题的途径和方法，希望能给国外电站项目调试人员提供参考和帮助。国外项目对调试人员要加强项目合同、国内外技术规范、试验标准的学习，对于差异要同业主保持积极的沟通，以促进调试工作的顺利开展。

[参考文献]（References）

[1]朱赐英.海外火电工程调试管理特点浅析[J].湖北电力，2011，35（S2）：8-10.Zhu ciying,A brief analysis of management characteristics of oversea thermal power projects[J].Huber Electric Power,2011,35（S2）：8-10.

[2]DL/T 852-2004锅炉启动调试导则[S].北京：中国电力出版社，2004.DL/T 852-2004 Guide for boiler startup and commissioning[S].Beijing：China Electric Power Press,2004.

[3]DL/T 466-2004电站磨煤机及制粉系统选型导则[S].北京：中国电力出版社，2005.DL/T 466-2004 Guide for type selection fro pulverizers and pulverizing systems of power station[S].Beijing：China Elec⁃tric Power Press,2005.

[4]DL/T 5437-2009火力发电建设工程启动试运及验收规程[S].北京：中国电力出版社，2009.DL/T 5437-2009 Code for fossil power construction project from the unit commissioning to completed acceptance[S].Bei⁃jing：China Electric Power Press,2009.