660MW“W”火焰锅炉烟煤启动的探究

2019-10-21张习祥

科学导报·科学工程与电力 2019年37期

【摘要】B&WB 660MW“W”火焰锅炉冷态启动时长约12小时，每次冷态启动常规耗柴油在120吨左右，启动油耗高成为了制约降低启动成本的主要因素。此外，在机组冷态启动过程中，燃用柴油时间长和耗油量大，部分油滴未完全燃烧，容易导致脱硝催化剂、空预器、除尘布袋堵塞和造成锅炉尾部烟道二次燃烧。烟煤启动的探索和研究对机组的经济性和安全性均有很大的价值。

【关键词】660MW;“W”火焰锅炉;烟煤启动;无烟煤

1引言

660MW“W”火焰锅炉的冷态启动从点火到转干态撤出油枪，时长在12小时左右，启动油耗直接提高了机组燃油单耗。按每次启动耗柴油120吨计算，柴油价格按7000元/吨计算，每次机组冷态启动燃油成本达84万元，机组启动成本过高。

国内目前对于燃用无烟煤的“W”火焰锅炉降低启动成本的方法有改用小油枪点火，微油富氧技术等。但是对于燃用无烟煤且采用传统的点火方式的锅炉来说，采用烟煤启动方式降低机组启动成本值得进一步探究。

2系统介绍

某火力发电厂660MW机组锅炉为超临界、一次中间再热、“W”火焰燃烧方式、双拱单炉膛、平衡通风、尾部双烟道、固态排渣、露天布置、全钢架悬吊式直流炉。燃用煤种为贵州本地低挥发份无烟煤，其主要特点是着火温度高、燃烧稳定性差、燃尽率差、结渣性强。

锅炉配备6台上海重型机械厂制造的MGS4760型双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机对应锅炉4只HPAX-EX型煤粉燃烧器，共24只燃烧器，对称布置在锅炉的前后拱上。每个燃烧器均配备一套高能点火装置，每套高能点火装置上均装有一支点火油枪，可用于点火、暖炉、升压及引燃和稳燃所属的煤粉燃烧器。油喷嘴采用气泡雾化方式，24支油枪的总出力按锅炉BMCR所需热量的20%设计，每支油枪的额定出力为1.2t/h，油枪出力可灵活调整。

3启动油耗现状

3.1本炉启动油耗现状

该火电厂每年启动及稳燃耗柴油约1600吨，折合经济成本1100万元，该660MW机组在2018年和2019年两年间多次启动，平均每次启动耗柴油均在120吨以上，两年燃油单耗均在1.9kg/万kW.h以上，严重高于行业平均水平。

3.2同级别同炉型启动油耗现状

经过调研了解，在四川中电福溪电厂、贵州金元茶园电厂、习水二郎电厂、华润六枝电厂等同级别或者同类型的660MW机组锅炉冷态启动耗油均在100吨/次左右。通过优化启动流程，660MW机组启动油耗有下降空间，但均存在下降瓶颈。

3.3烟煤启动前景

对于设计锅型为燃用低挥发分无烟煤的“W”火焰锅炉来说，烟煤启动节油是一各值得探究的方法。烟煤启动方案是在机组冷态启动过程中，在锅炉点火到转态结束，摘除全部油枪过程中，启动部分制粉系統运行，投入部分煤粉燃烧器，利用煤粉的燃烧释放热量代替柴油燃烧释放热量，实现在暖炉、暖机、烧参数、升负荷过程中减少柴油消耗。根据各炉型的运行成熟程度和设备健康状态，每次660MW机组冷态启动能节约40-55吨柴油不等，节约经济成本可观。

4烟煤启动流程

4.1准备工作

机组滑停期间，控制制粉系统煤仓煤位，在负荷320MW左右时烧空一台中间磨煤机煤仓，并将烧空煤仓对应磨煤机内煤粉抽空，其余煤仓保留热值高于17MJ/kg、干燥的本地无烟煤，为下次机组烟煤启动创造条件。

在锅炉点火前在2小时将准备好的200吨烟煤存入停炉时烧空的中间煤仓，作启动初期用煤，其他5台磨煤机对应煤仓存入热值高于17MJ/kg、干燥的本地无烟煤。启动用烟煤和无烟煤相关参数如下表：

4.2实施过程

锅炉点火成功后，投入13支油枪以上，就地观火明亮无黑烟、不滴油。二次风温达100℃，启动两台一次风机及一台密封风机运行，对待启动磨煤机暖磨。当一次风温达100℃以上时，启动待启动磨煤机运行，磨煤机启动时容量风门关闭，开出旁路风门，控制磨煤机出口温度在70～80℃，对磨制烟煤的磨煤机建立料位，缓慢开启磨煤机容量风门及增投煤燃烧器，增加锅炉输入热量，对锅炉升温升压。烟煤投入着火正常，保证煤火检强度在90%以上，就地调整对应油枪出力在0.5 t/h，调整锅炉燃油瞬时流量在4～6t/h，视情况增投油枪保证锅炉热负荷均匀。磨煤机运行正常后，观察煤粉和油着火和火检强度变化情况，确保火检强度≥90确保如着火良好，燃烧稳定，炉膛负压正常，根据升温升压曲线提高制粉系统出力，并逐步减少油枪数量，逐步升温升压至冲转参数。

烟煤启动升温升压过程中，磨制烟煤磨煤机出力控制在20～35t/h之间，并网后再逐步增加其出力。

汽轮机暖机过程中，对其余磨煤机暖磨后建立料位备用。逐渐增加烟煤磨制磨煤机出力、视情况启动另外磨煤机运行，提高锅炉热负荷。控制锅炉热量投入的均匀性和煤燃烧器投入数量，控制锅炉热负荷与产气能力匹配。机组暖机结束并网后，根据机组接带负荷情况，增启制粉系统。在磨制烟煤磨煤机煤仓煤位降至10%时，对该磨机原煤仓进无烟煤，当烟煤烧完后逐渐提高磨煤机出口温度至100℃运行。

在蒸汽参数提升、汽轮机暖机、并网升负荷、锅炉湿态转干态过程中，视火焰工业电视亮度、煤/油火检强度、炉膛负压、就地粉/油燃尽情况，减少油枪投运数量或者降低部分油枪出力。利用煤粉燃烧器替换部分油枪，满足锅炉所需热负荷。

5烟煤启动过程中的危险点

5.1制粉系统自燃和爆炸

严格控制烟煤进入煤仓时间，控制磨出口煤粉温度不超80℃，防止磨制烟煤的磨煤机堵磨、空磨。

5.2油火检强度弱，火检数量引发锅炉MFT

投入煤粉燃烧器时缓慢操作，先以低浓度煤粉投入，保证煤、油混燃均充分。

5.3尾部烟道堵塞及二次燃烧

点火后对空预器连续吹灰;检查油枪和煤粉燃尽情况，若不能燃尽，切换燃烧器和油枪。

5.4升温、升压速率控制不当

增/减投油枪和煤粉燃烧器时，保证锅炉热负荷与所需蒸汽量匹配。

5.5锅炉水冷壁超温

定期切换油枪，尽量调整炉膛各受热面受热均匀。