燃煤火电厂锅炉节油浅析

魏兴勇

（贵州粤黔电力有限责任公司，贵州 盘县 553505）

燃煤火电厂锅炉节油浅析

魏兴勇

（贵州粤黔电力有限责任公司，贵州 盘县 553505）

面对发电成本激增，上网电价下降，火电行业必须在企业内部实现节能降耗，从各个方面去降低运行发电成本，微油点火技术的应用，节油效果非常显著。另外，由于油枪油量小且燃烧完全，具有相当高的环保价值。由于近年来燃煤供应的紧张，入厂煤严重偏离了设计和校核煤种，导致锅炉燃烧稳定性差，抗干扰能力弱，容易在断煤、跳磨煤机或变负荷工况下发生锅炉MFT动作，汽轮机跳闸，发电机组解列，不仅危及电网的安全稳定运行，也影响电厂的安全经济运行，为了减少机组非停次数，减少对电网的影响，贵州粤黔电力有限责任公司根据实际情况从配煤、热工逻辑、优化启动流程、设备技改方面深挖节油潜能，以降低电厂生产成本。

电站锅炉；节油；燃煤机组；微油点火；焦炉煤气掺烧

随着贵州电网电力改革的深入，实行计划电和市场电（竞价上网部分的电量），使得贵州电网各个火电厂售电市场逐渐由以前的计划向市场竞争转变。当前，火力发电机组占全国发电机组的75%左右，而火力发电厂要消耗大量的煤炭资源，消耗大量的燃油，随着计划电、市场煤格局的形成，火力发电企业面临严峻挑战。在煤质严重下滑，锅炉负荷波动极大，燃煤电厂锅炉熄火次数居高不下，锅炉助燃用油和启动用油大幅增加，因此，火电厂要想走出经营困境，只有从各方面想方设法降低油耗、煤耗，节约生产成本。本文根据贵州粤黔电力有限责任公司锅炉节约燃油情况进行详细分析，从各个节油技术、技改、运行操作等方面全面分析，总结节能降耗的经验，为进一步开展节能降耗工作提供依据。

贵州粤黔电力有限责任公司目前存在的问题：公司至投产以来，虽有与此配套的煤矿建设，但因煤矿建设滞后，煤炭产量较少，而且所产出煤均为优质煤，煤矿与电厂独立生产、独立经验、独立核算，所以煤矿出的煤大部份通过火车外运，电厂只能通过周边地方煤矿进煤，由于电煤价格的飙升，但上网电价又受国家统一调控，所能承受的煤炭价格不高，供煤商均不愿向电厂供煤，即使由政府协调、干预，煤矿也只能供一些非常差的煤，导致电厂实际用煤与设计用煤偏差较大，煤炭运输费用增加，电厂生产成本大幅升高，运行维护费用增加较多，锅炉熄火次数居高不下，燃油单耗及各项经济指标严重受到影响，电厂各类人员增加，各项运行维护费用大幅飙升，与最初的设计、规划偏差较大，各层管理实施困难，电厂投产不久，已面临运行维护困难，经营严重亏损的情况。尤其是2008年，全年发电油耗为3.96kg/万kW·h，由此，降低油耗成了电厂降低生产成本的重中之重。

1 锅炉微油点火技术改造情况

贵州粤黔电力有限责任公司4×600MW机组1、2号炉为东方锅炉厂生产的前后墙对冲旋流燃烧器，每个燃烧器均配置一支1.6t/h的大油枪，3、4号炉为上海锅炉厂生产的四角切圆燃烧器，每个燃烧器配置一支1.6t/h的大油枪，由于机组启停次数比较多，加之机组低负荷燃烧不稳投油稳燃比较频繁，所以公司机组每年的燃油耗量比较大，2008年全年发电110亿kW·h，耗燃油2100t，燃油单耗达1.96kg/万kW·h，鉴于这种情况，从2009年5月开始对利用机组大修过程中进行了微油点火改造，微油点火系统采用的是大唐节能科技有限公司设计制造的气化油枪系统，其在每侧热一次风总门后设置一只出力为200kg/h的油枪，用于锅炉点火初期加热一次风，尽快启动制粉系统运行；对于D、F层主燃烧器，撤除原有大油枪，更换为出力为150kg/h的气化油枪，将原燃烧器做局部改动，将煤粉进行两次浓缩，分三级点燃煤粉。

2 微油点火技术改造前、后机组启动过程的节油对比分析

贵州粤黔电力有限责任公司进行微油点火技术改造前从锅炉点火到磨煤机具备启动条件前投入五支油枪，单只油枪出力1.6t/h，当锅炉点火到磨煤机具备启动条件耗时大约2小时，机组耗油16t，当二次风温度超过125℃时，启动一次风系统，对一次风系统进行暖管，当风温大于155℃方可第一套制粉系统，第一套制粉系统启动后也必须投入五支油枪运行2小时左右，机组达到并网条件，耗油16t。机组并网前使用助燃油32t。

微油点火技术改造后，单支油枪用油从1.6t/h降至0.15t/h，一次风系统设置的风道燃烧器投运两个小时，用油0.8t（单只出力0.2t/h）。一层小油枪投运5小时用油3.75t（单只出力0.15t/h），发电机并网前用油4.55t。机组并网前减少用油27.45t。

微油点火技术改造前并网后即启动第二套制粉系统，投运该层小油枪运行1小时，用油16t左右，然后启动第三套制粉系统1小时，用油在16t左右，从第三台磨煤机启动到撤完所有油枪在20t左右，整个过程用油52t。

改造后启动从第二套制粉系统启动到撤完所有油枪3个小时，3个小时两层小油枪运行耗油4.5t。微油点火技术改造后整个过程节油47.5t

冷态启动全过程节油：微油点火技术改造前，机组冷态启动全过程一次耗油均在100t以上，而经过微油点火技术改造后，机组启动耗油一次共用油10t左右。机组冷态启动一次至少能节油90t，4台机组按1年有10次冷态启动计算，1年总共节油900t。

（1）改造前、后机组温、热态启动节油比较。微油点火技术改造前机组温、热态启动一次用油在52t，改为微油点火技术后，机组温、热态启动用油在6t左右，一次可以节约46t。每年全厂4台机组每台1.5次温、热态启动计算，可以节油276t。

（2）改造前、后机组极热态启动节油比较。小油枪技术改造以前，机组极热态启动使用油10t以上，微油点火技术改造后，极热态恢复一次耗油在3t左右，极热态启动一次少用油7t，每年按每台机组2.5次极热态启动进行计算，1年减少用油70t。

（3）改造、后低负荷节油比较。电厂使用的大量的泥煤和机组低负荷的影响，低负荷时段因燃烧不好，给煤机堵煤等原因需要投油稳燃，小油枪改造前油枪出力1.6t/h，改造后油枪出力为0.2t/h，因燃烧不稳投油稳燃投用两只油枪，改造后稳燃1小时节油2.8t。

3 火电厂锅炉节油过程分析

3.1 冷态启动节油情况

机组冷态启动过程是一个复杂的工质转换过程。因机组冷态启动机组各个主要部件参数接近环境压力、温度，机组冷态启动维持在低参数状态下运行时间长，需要消耗大量燃油。如何从机组各主要部件特性，对冷态启动全过程从节约燃油、减少外购电、尽量缩短启动时间做了大量的工作。

（1）机组启动前，锅炉提前上水，然后进行提高给水温度进行锅炉换水操作，从而提高锅炉各个受热部件的温度，从而减少机组的启动时间，缩短汽包起压时间，利于机组节油。

（2）机组启动初期，锅炉开始点火时，油枪点不着，点燃后灭火，造成多次点火，用油增加。通过对现场的观察与分析，根据就地观察到的油枪燃烧情况从而通过调整燃油系统压力、二次门开度最佳匹配关系，调整燃油压力，使冷态油枪点火容易着火并且稳定，减少了燃油不完全燃烧损失造成空预器着火燃烧的风险。

（3）汽轮机冲转采用中缸冲转方式，高缸的预暖在机组冲转前提前进行，通常在机组冲转时高缸的预暖已经结束，从而减少了机组的冷态启动时间，节约燃油。

通过以上启动过程优化分析，减少了整个冷态启动的耗时，启动过程用油量由原来的110t以上减少到27t。

3.2 热态启动过程节油分析

通过对机组整个启动过程的分析，提出了启动过程要节油的前提条件是尽早投入煤粉运行。在启动过程中，机组启动初期炉膛热负荷及炉温都较低，投粉过早很容易造成煤粉在炉膛内燃烧不充分，燃烧推迟，升温升压速率快，可能造成管壁超温的风险；因部分未往前燃烧的油粉混合物积聚在空预器换热部件上，造成二次燃烧风险，烧损空预器。所以，冷态启动制粉系统的启动应该在机组并网后、锅炉产生蒸汽通过高、低压旁路排至凝汽器，以防止再热器因无蒸汽干烧及管壁超温的风险。将启动制粉系统时间控制在机组并网前，机组并网后加快了机组带负荷时间，减少机组低负荷的时间，从而减少启动用油。

3.3 使用焦炉煤气助燃节油

焦炉煤气使用无论从机组启动还是平时的稳燃在节约燃油方面都取得很好的效果，各台炉都将焦炉煤气引入各炉膛内掺烧。1、2号炉煤气燃烧器布置在底层及新增加的G、H层，其中底层在各个主燃烧器内各安装煤气燃烧器，G、H层在燃尽风层各安装煤气燃烧器。3、4号炉在下层每个燃烧器内安装煤气燃烧器，BC层及DE层每层各安装一层煤气燃烧器，在机组的启动及运行中可使用这些煤气燃烧器从而达到节约的目的。

4 未来节油需要做好以下几点

（1）冷态启动过程中尽早启动制粉系统。当前许多发电企业都在摸索燃煤机组冷态启动中，如何在汽机冲转前投粉从而减少启动时间、节约启动用油的方法，其主要是受到以下几方面的影响：①煤质与炉内热负荷是否允许，如何尽快提高炉膛的温度，从而尽早的投入煤粉以达到节约燃油。②从技改方面增加设备，比如在锅炉启动过程中，需要启动的制粉系统中增加暖风器，从而提高进入制粉系统的一次风温，已到达尽早的启动制粉系统投入煤粉，加快机组的启动速度。

（2）加强配煤掺烧工作管理。在机组启动时，用以做启动的磨煤机原煤仓提前安排上挥发份较高的煤种，在油枪投入后及时启动磨煤机参与机组的启动过程，以减少油枪的投运时间，加快机组启动速度，以节约燃油。

（3）将微油点火与天然气混合使用。公司附近具有大型煤焦化企业，其生产过程中要产生大量的煤气，该企业未加以使用，大量排放到空中燃烧，不但不利于环境保护，还浪费了大量资源，经评估后，盘南电厂将该煤气引入锅炉燃烧，大大提高了锅炉燃烧的稳定性，既有利于环保的改善又变废为宝，大大减少了机组的启动与稳燃用油。

贵州粤黔电力有限责任公司在燃油节油工作中，各部门能够根据生产实际情况，从工作实际出发切实做好各项节油工作，机组用油量由每月200t下降到当前月均10t，助燃用油各项经济指标取得了很好的效果。贵州粤黔电力有限责任公司未来节油方面将从燃料精准配煤管理、生产现场的操作、设备改造等方面立足生产实际出发，从各个环节去节油，提高运行职工的节油意识，力争使节油工作能够在业内都达到领先水平。

[1]樊泉桂.亚临界与超临界参数锅炉[M].中国电力出版社,2000,4.

[2]华东六省一市电机工程学会 .锅炉设备及其系统(600MW火力发电机组培训教材)[M].中国电力出版社,2001,1.

[3]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].国电力出版社,2003,5.

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1671-0711（2017）05（上）-0060-03