600MW直流锅炉微油点火控制探析

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　　摘 要：锅炉启动是一种常见的运行操作，点火过程中即使有等离子，也会适当投油助燃，以保证纯冷态锅炉点火初期煤粉能充分燃尽。但如何投油，如何提升炉温，何时退油，危险点如何把控是困扰大多数电厂运行的一个实实在在的技术难题，需经过大量实践操作及经验积累才能基本摸清其内在规律。
　　关键词：锅炉;点火准备;过程控制
　　中图分类号：TK227.7 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）02-0063-03
　　Analysis of Micro-oil Ignition Control for 600 MW Once-through Boiler
　　Abstract： Boiler start-up is a common operation， even if there is plasma in the ignition process， oil will be properly injected to support combustion， in order to ensure that pulverized coal can be fully burned out in the initial ignition stage of pure cold boiler. But how to put in oil， how to raise furnace temperature， when to withdraw oil， and how to control the dangerous points are a real technical problem that puzzles most power plants. It needs a lot of practical operation and experience accumulation to basically understand its internal law.
　　Keywords： boiler;ignition preparation;process control
　　锅炉点火初期，因炉内温度低，煤粉燃尽效果差，造成煤粉层火检闪烁，炉膛负压波动大，且大量未燃尽煤粉聚集后达到一定浓度会引起炉膛爆燃，还会引发空预器着火，并造成设备损坏。因此，点火初期，一般都在投入等离子的情况下，再增投点火油为煤粉助燃，提升其燃尽效果和炉膛温度。但是，投油量过大、时间过长会造成点火成本增加，也会导致脱硫浆液品质下降、浆液脱水效率降低。如果投油时间过短、油量不足，反而起不到助燃作用。如何从该矛盾点中找到平衡点是本文阐述的主要方向。
　　1 锅炉主要设备介绍
　　机组为2×630MW东方锅炉厂制造的超临界直流滑压运行锅炉。其型号为DG1970/25.4-Ⅱ1型，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道结构，固态排渣。
　　共6台MPS212液压加载中速磨煤机，燃烧器前、后墙对称布置，锅炉前墙自下而上布置A、B、E三层燃烧器，后墙自下而上布置F、D、C三层燃烧器，每层煤粉燃烧器有4只喷口。锅炉每个煤粉燃烧器均设置一只点火油枪，每支点火油枪出力为250kg/h。煤粉燃烧器上部布置有12只燃尽风风口，中间8只燃尽风风口分别布置在35.5m前后墙上。前、后墙各有两只侧燃尽风风口布置在33.3m层上。其中，A层燃烧器配备有等离子点火器。
　　2 点火前准备工作
　　2.1 确保等离子系统运行正常
　　确保水箱水位、等离子泵工作压力、各等离子点火器器供水压力和等离子载体风压正常。实际调整后的具体参数如下：等离子水箱水位≥1.2m;等离子水泵运行及联锁试验正常，等离子冷却水母管压力>0.6MPa;等離子点火器冷却水进水压力为0.3～0.5MPa;A层等离子点火器载体风压为0.12～0.2MPa[1]。
　　2.2 提前拉弧有备无患
　　为使煤粉燃尽，需要确保等离子点火器能可靠工作，故在磨煤机通风前进行等离子层4支等离子点火器拉弧试验，通过燃烧器侧墙关火孔查看等离子拉弧情况。若发现起弧不正常，要及时联系检修部门进行处理，确保点火顺利。
　　2.3 备足“口粮”
　　所谓“口粮”即是点火时用的点火煤，这种煤一般挥发分较高、易着火。在原煤仓加点火煤之前，一定要将A、F、B、D仓内的积煤清理干净，防止留在原煤仓内的非点火煤种进入炉膛后影响着火质量。点火煤一般加至7m（最高可加至13m），保证煤种可以随时调换，增强上煤的灵活机动性。点火煤的工业特性如表1所示。
　　2.4 擦亮“眼睛”
　　联系热工人员投入等离子摄像头及锅炉火焰电视，确保工作正常，以便在点火时准确观察炉内着火情况，并根据火焰颜色、明暗程度实时调整锅炉燃烧，保证煤粉充分燃尽。
　　2.5 提煤粉初温
　　A磨配有磨煤机暖风器，用来加热进入磨煤机的一次风，进而提升磨出粉温度。煤粉温度升高后，更易着火。但是，因用高挥发分点火煤，温度过高会造成煤粉在磨内燃烧，严重的会引起爆炸。因此，温度一般保持在80℃左右。
　　2.6 畅通配风
　　点火前进行锅炉二次风调节挡板、燃烧器三次风调节风门开关试验，确认就地、远方开度一致，机械位置与热工反馈一致。保证炉内的配风通道畅通，为稳定点火保驾护航。
　　2.7 提升水温
　　为减少炉膛换热，快速提升炉温，保证煤粉燃尽效果，锅炉上水前投入除氧器加热，上水温度控制在40～50℃，锅炉冲洗过程中逐渐提高水温至100℃，控制温升率不大于2℃/min，锅炉点火前，将除氧器出口水温维持在100℃。
　　3 点火过程控制配风调整及制粉系统启动
　　3.1 点火过程控制配风调整 　　①风烟系统启动后，投入送风机出口暖风器运行，控制空预器入口二次风温在50～60℃（如果暖风器有裕量可以再提高温度）。送风机出口暖风器是在机组超净改造后，用于提升空预器冷端综合温度，防止空预器堵塞，同时也能提升炉膛入口二次风温，进而起到助燃作用。
　　②锅炉吹扫完成后，投入空预器连续吹灰（就地确认吹灰器运行正常），进行点火油枪试运（就地确认着火正常）。试验完成后，退出点火油枪备用，调节锅炉配风，A层（等离子层）二次风箱挡板开度20%，燃烧器三次风门开度分别为#1、#2、#3、#4，开度分别为45%、35%、35%、45%;F、B、D层二次风调节单板100%开度，C、E层二次风调节单板10%开度，燃烬风挡板全关，F、B、D、C、E层燃烧器三次风门开度分别为#1、#2、#3、#4，开度分别为65%、40%、40%、65%。调节送风机出力，维持总风量为800～900t/h。这样调整的好处是降低炉膛总通风量，减少炉膛热量损失，同时因启动初期等离子层的煤量较低（12t/h），减少该层的配风，降低燃烧扰动，增强燃烧刚性。
　　③一次风机启动前，选用A、C、E磨煤机通风（全开冷风）。启动一次风机，A磨煤机通风后，调整其入口一次风量63～75t/h，风速18～23m/s，投入A磨煤机暖风器运行，控制磨煤机出口温度为80～90℃。进行A层4支等离子点火器拉弧调整试验，并再次调整载体风压，选用能维持稳定拉弧的较低风压值。一次风机为轴流风机，一般为3台及以上制粉系统通风后才能避免其运行过程中失速。选用上层C、E磨而未选用中间及下层（F、B、D）通风，是为防止避免其对A层点火时的配风扰动[2]。
　　3.2 制粉系统启动控制
　　3.2.1 第一台制粉系统启动（底层A磨）。①提升A磨煤机磨辊，启动A磨煤机运行，控制A磨煤机分离器转速480r/min，磨煤机出口温度90℃，将等离子运行方式切换为“点火模式”，调节A层4支等离子点火器一次电流设定值为300A，准备启动给煤机进行锅炉点火。提升分离器转速及干燥出力是为保证煤粉细度合适且充分燃烧。
　　②锅炉主管就地确认A1、A2、A3、A4等离子拉弧正常，稳定运行时间不低于5min后，通知主控启动A给煤机，控制磨煤机出口温度80～85℃，维持给煤机出力12～15t/h，铺煤2min后下降磨辊，提高给煤量至20t/h，调整磨煤机热一次风调节挡板，维持磨煤机出口压力为1.5～1.8kPa。小煤量铺煤目的在于提高出粉浓度，减少磨辊与磨盘之间摩擦，避免发生磨振动。降低磨出口风压是为延迟煤粉着火时间，改善煤粉燃尽效果。
　　③锅炉主管就地观察A层燃烧器煤粉着火情况，发现任何一个燃烧器煤粉未着火，通知值长立即投入A层点火油枪运行，停止A给煤机运行，如果点火油枪未正常投入或投入后煤粉仍未着火，通知值长立即将A磨煤机打闸，分析原因后进行调整，再次进行等离子点火试验。再次试验前，锅炉吹扫时间不能低于15min，防止发生锅炉爆燃。如果就地观察燃烧趋于平稳，且火检不闪、火焰颜色明亮，可以试着退出等离子层点火油枪。根据实操经验可知，一般是40min左右能退出油枪，使用燃油为0.7t。
　　④A层等离子点火成功后，逐渐开大A层二次风调门开度至100%，#1、#2、#3、#4三次风门开度逐渐增加至60%、40%、40%、60%;风门开度调整过程中，派人就地观察锅炉着火情况，发现燃烧有恶化的趋势，要立即汇报，进行调整，直至燃烧正常。调整A给煤机出力，按照要求控制锅炉升温升压率。
　　⑤检查空预器出口热一次风温大于160℃时，退出A磨煤机暖风器运行。
　　3.2.2 第二台制粉系统启动（底层F磨）。①联系热工做F磨煤机启动允许条件。
　　②确认空预器出口热二次风温大于160℃，确认2F等离子运行正常、2F层煤粉燃烧正常、炉膛压力变化正常（波动范围正负200Pa内），调整F磨煤机分离器转速450r/min，启动F磨煤机暖磨，控制暖磨一次风量为55～65t/h，磨煤机出口温度控制不高于90℃。
　　③调整F层二次风调节挡板开度20%，燃烧器三次风门开度分别为#1、#2、#3、#4，开度分别为45%、35%、35%、45%，锅炉主管到F层燃烧器观火孔区域准备检查F层燃烧器煤粉着火情况。发现任何一个燃烧器煤粉未着火，通知操作人员立即停止F给煤机运行，投入F层点火油枪助燃，启动F给煤机重新投粉，如果点火油枪未正常投入或投入后煤粉仍未着火，通知操盘人员立即将F磨煤机打闸，分析原因后进行调整，再次进行F层燃烧器投运试验。因F层启动时炉内烟温已经达到160℃以上，可以满足煤粉的着火需求，但启动初期因磨煤机风量和煤粉浓度比不够，仍会出现着火不稳的现象，需要及时投油助燃，但这个过程比较短暂，在10min就能实现燃烧稳定，用油0.2t。
　　④F层燃烧器点火成功后，逐渐开大F层二次风调门开度至100%，#1、#2、#3、#4三次风门开度逐渐增加至60%、40%、40%、60%;风门开度调整过程中，派人就地观察锅炉着火情况，发现燃烧有恶化的趋势，要立即汇报值长，锅炉主管指导调整，直至燃烧正常。调整A、F给煤机出力，按照要求控制锅炉升温升压率。第二台制粉系统运行稳定后，检查锅炉燃烧稳定，将等离子运行方式切换为“稳燃模式”。
　　3.2.3 第三、四台制粉系統启动（B或D）。发电机并网后，此时已经点火12h，炉内温度已充分满足第三台制粉系统（D或B）启动条件，不需要投油。汽轮机切完缸后，准备启动第四台制粉系统启动（D或B）。第四台制粉系统运行稳定后，检查锅炉燃烧稳定，机组负荷升至300MW恢复锅炉强制条件，退出等离子运行。第三、四台制粉系统启动控制方法和前两台相同。
　　4 安全注意事项
　　第一，注意观察A层等离子燃烧器壁温上升趋势，壁温升到200℃以上时必须进行控制，调节手段有：①提高一次风量，提高该层二次风量，降低磨煤机出口温度;②降低拉弧电流，但不能低于160A;③提高载体风压。
　　以上项目调整过程中，盘面及就地严密监视锅炉燃烧情况，就地发现燃烧恶化、盘面检查炉膛压力波动范围超过正负200Pa，立即调整，直至燃烧正常。
　　第二，值班员连续监视等离子系统运行，发现任何一个等离子断弧，立即投入层该点火油枪运行，并再次将该等离子拉弧投入运行，如果拉弧不成功（经过调整载体风压），维持点火油枪运行，并及时联系处理。
　　第三，厂用电源切换前，确认等离子运行方式切换到“稳燃模式”。防止电源瞬间断电等离子断弧引起的A磨煤机跳闸，造成锅炉燃烧恶化。
　　第四，值班员要严密监视炉膛压力、火检、火焰电视变化，第一台磨煤机启动时，发现炉膛压力波动至正负1 000Pa，立即将A给煤机停运，维持等离子运行，锅炉吹扫15min后再次投运。第二台磨煤机投运时，发现炉膛压力波动至正负1 000Pa，立即将F给煤机停运，投入2A层点火油枪，磨煤机吹扫5min后再次启动。
　　第五，炉膛压力波动至正负2 000Pa时立即手动MFT。
　　第六，电机并网前，全面检查锅炉燃烧情况，确认燃烧稳定、无任何异常后发电机方可并网[3]。
　　第七，就地人员检查锅炉燃烧情况时，戴好防护眼镜，侧身观看，防止炉膛冒正压造成人身伤害。
　　第八，发现锅炉燃烧有恶化趋势时，立即投入该层点火油枪稳燃，全面分析原因并进行调整，燃烧正常后退出油枪运行。
　　第九，严密监视空预器、脱硝烟温变化，防止发生二次燃烧。
　　5 结论
　　该型号锅炉使用此控制方法，可使点火用油在1t以内，较大幅度降低发电企业点火成本。但是，仍需要深入探求如何在纯等离子模式下进行无油点火启动。其中，采取何种措施保煤粉燃尽、炉膛稳燃仍是比较难解决问题。
　　参考文献：
　　[1]樊泉桂，阎维平.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2003.
　　[2]华东六省一市机电工程（电力）学会主编.600MW火力发电机组培训教材锅炉设备及其系统[M].北京：中国电力出版社，2001.
　　[3]冯明驰.锅炉设备运行技术问答[M].北京：中国电力出版社，2004.
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