600MW直流锅炉微油点火控制

Alexandria2020

600MW直流锅炉微油点火控制

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.

内容来源：锅炉专业