煙煤啟動技術在1 025 t/h貧煤鍋爐上的應用

何 誠，魏 剛，楊守偉，樊 旭

(河北省電力公司電力科學研究院，石家莊 050021)

石家莊良村熱電有限公司2臺300 MW熱電機組鍋爐為1 025 t/h亞臨界、中間再熱、自然循環汽包爐，采用四角切圓燃燒方式，共布置3臺雙進雙出鋼球磨煤機，每臺磨煤機帶2層燃燒器。設計煤種為收到基灰分30.21%，收到基水分6.5%，干燥無灰基揮發分16.02%。為節省燃油，下層燃燒器改造為少油點火燃燒器，每個燃燒器內布置了2只小油槍。鍋爐尾部煙道布置了脫硝系統。脫硫系統采用無旁路設計，排煙系統采用煙塔合一技術。

1 煙煤啟動技術的提出

在貧煤鍋爐啟動時，若利用投運的大油槍來提高爐膛溫度，在具備投粉條件后，投入制粉系統，經過一段時間的油煤混燒后撤出大油槍，機組繼續升負荷，并逐漸投入電除塵，這樣由于存在較長時間的電除塵退出過程，大量含塵煙氣將對脫硫塔、石灰石漿液、煙塔內填料、循環水及煙塔等設備造成嚴重的污染或者腐蝕；若采用少油點火系統直接冷爐投煤啟動時，貧煤較難著火的特性，導致啟動初期煤粉的燃燼率極低，大量未完全燃燒的煤粉會積存在尾部煙道、脫硝系統催化劑及空氣預熱器換熱面上，存在較高的尾部煙道再燃燒風險，無法利用少油點火系統實現鍋爐少油啟動[1]。

機組啟動調試期間，鍋爐吹管、汽輪機沖轉及并網前電氣試驗均要求一個較長時間的鍋爐低負荷運行過程，同時由于調試期間設備、系統均為首次投運，大量的消缺工作導致機組啟停頻繁，長時間的低負荷運行工況，不僅提高了燃油消耗量，而且對脫硝系統催化劑、脫硫塔及漿液、煙塔內填料、循環水、煙塔等造成嚴重污染或腐蝕。

為降低燃油消耗量，保證設備安全，提出在機組吹管及啟動期間鍋爐燃用高揮發分煙煤的啟動方案，即在最下層燃燒器對應的A磨煤機供給高揮發分煙煤。在機組啟動過程中通過小油槍直接點燃煤粉，保證較高煤粉燃燼率，并同步投入電除塵，減少煙氣中的灰塵含量。

2 煙煤啟動相關系統分析

少油點火系統爐前設計油壓為1.2 MPa，單只小油槍出力為120 kg/h，每個燃燒器配2只小油槍，采用壓縮空氣霧化和吹掃。為保證小油槍燃燒配風，配置了2臺助燃風機，一用一備，直接為少油點火燃燒器供風。為滿足鍋爐冷爐啟動制粉的需要，在A側空氣預熱器出口熱一次風道內布置了風道燃燒器，設置了2只壓縮空氣霧化小油槍，單只油槍出力180 kg/h，經風道燃燒器加熱的一次風與冷一次風混合后進入磨煤機，風道燃燒器助燃風設計2路，一路來自磨煤機密封風母管，一路來自風道燃燒器助燃風機。為確保小油槍能迅速穩定的點燃煤粉，A層噴燃器采用中心濃淡分離技術，小油槍火焰直接點燃濃相煤粉，煤粉濃度較低一次風包裹濃相煤粉，冷卻噴燃器。

鑒于啟動調試期間鍋爐低負荷運行時間較長，為減小鍋爐低負荷運行期間可燃物再脫硝系統催化劑上的積聚，從輔助蒸汽聯箱引出1根蒸汽管道供脫硝系統吹灰用汽，從而保證在低負荷運行期間脫硝系統能夠定期吹灰。

3 煙煤啟動實施方案

鍋爐上水前投入除氧器加熱，汽包見水后保持低水位，投入底部加熱，逐漸將汽包壁溫提高到100 ℃左右，退出底部加熱。檢查機組具備啟動條件后啟動引、送風機，A側一次風機，密封風機，投入風道燃燒器，對A磨煤機進行暖磨。保持熱一次風壓力在5 kPa左右，調整磨煤機入口風門開度，控制一次風管內風速在18 m/s左右，調整少油點火燃油母管壓力在1.2 MPa左右，投入少油點火燃燒器。在各角少油點火油槍著火良好、磨煤機出口溫度達到70 ℃左右時，關小A磨煤機兩側負荷風門至5%左右，開大A側旁路風門保證一次風管內風速，啟動A磨煤機、A2給煤機，增加給煤量建立磨內料位，控制磨煤機內差壓料位計差壓在500 Pa左右。緩慢增加負荷風門開度，減小旁路風門開度，增加磨煤機出力，同時保持粉管內一次風速，控制磨煤機出口溫度在70 ℃左右，調整對應二次風門開度，確保煤粉著火穩定迅速，燃燒充分。

煤粉投入需要加強對熱一次風道壁溫和少油點火燃燒器壁溫的監視，防止燒損設備。熱一次風道壁溫可通過調整小油槍供油手動門來降低供油壓力，必要時可停運1只小油槍，待空氣預熱器出口熱一次風溫升至150 ℃左右即可退出風道燃燒器的運行。燃燒器壁溫可通過調整一次風速、風粉混合物溫度、周界風風量等來調整。根據機組冷態啟動升溫升壓曲線要求調整磨煤機出力，控制升溫升壓速率不超限。磨煤機料位正常后控制磨煤機出力在18 t/h左右，一次風速20 m/s，出口溫度70 ℃左右，觀察爐內著火良好，燃燒器出口向火側火焰明亮，爐膛負壓波動幅度在300 Pa左右，爐膛能見度良好。投粉2 h后爐膛負壓逐漸穩定，溫升率保持在0.6～1.0 ℃/min范圍內。

機組并網后增加A磨煤機出力逐漸升負荷，待A磨煤機出力增至28 t/h左右時，逐只投入B層煤粉燃燒器，同時增加磨煤機出力，啟動A1給煤機，A磨煤機轉換為雙進雙出運行方式。在投入B層燃燒器時注意應逐只投入，同時增加A磨煤機出力，避免最下層燃燒器燃燒強度大幅降低導致燃燒不穩。在A磨煤機出力增加至45 t/h左右，機組繼續升負荷時，可啟動B磨煤機，投入C層燃燒器。待機組負荷升至穩燃負荷以上時，可退出少油點火燃燒器的運行。

4 煙煤啟動過程中應注意的問題

a. 燃油系統管道必須用蒸汽進行充分吹掃，確保燃油系統管道吹掃干凈。油循環時先對主路進行大流量沖洗，合格后對少油系統進行油循環，防止內部雜物堵塞少油系統濾網或者小油槍槍頭，導致小油槍滅火。

b. 風道燃燒器油槍進油手動門必須確保能嚴密關閉，且每次停止其運行時必須關閉手動門，防止燃油漏入熱一次風道發生著火事故。運行中監視風道燃燒器火檢信號、一次風溫度，防止小油槍滅火，而燃油沒有及時切斷造成大量燃油進入一次風道。

c. 點火前必須投入空氣預熱器連續吹灰，且維持輔助蒸汽聯箱壓力在0.8 MPa左右。脫硝系統吹灰器可視脫硝系統前后壓差變化情況投入。

d. 點火前省煤器灰斗、電除塵灰斗程控輸灰系統必須投入，防止點火初期含大量可燃物的飛灰自燃。鍋爐點火后可同步投入電除塵，減小對系統及環境的污染。

e. 磨煤機啟動后應就地觀察煤粉著火情況，通過對一次風速、磨煤機出口溫度、磨煤機出力、小油槍供油壓力、助燃風壓力等進行調整，確保煤粉著火良好，燃燒器壁溫不超限[2]。

f. 磨煤機出口溫度必須嚴格控制在75 ℃左右，防止磨煤機出口溫度過高導致制粉系統發生著火、爆炸。磨煤機消防蒸汽處于熱備用狀態，可隨時投入。空氣預熱器出口熱一次風溫度達到150 ℃時，可退出風道燃燒器運行。

g. 投粉后應定期取樣化驗煤粉細度及飛灰可燃物含量，飛灰可燃物含量偏高時可通過調整煤粉細度、小油槍出力、磨煤機出口溫度、粉管內一次風速及煤粉濃度等，提高煤粉燃盡程度，防止可燃物被帶進尾部煙道發生二次燃燒。

h. 制粉系統啟停過程中必須進行充分吹掃，確保磨煤機和風粉管道內部無明顯煤粉聚集，長時間停機時需燒空原煤倉。

5 結論

a. 石家莊良村熱電有限公司1號、2號機組通過采用煙煤啟動技術，用小油槍直接點燃煤粉進行鍋爐吹管及機組整套啟動，使大油槍在機組調試期間基本沒有投入，節省了大量燃油，提高了機組調試期間的經濟性。

b. 煙煤啟動過程中電除塵、脫硫系統同步投入，減少了對脫硫系統、循環水系統的污染，降低了污染物排放量，使機組啟動更加經濟、環保。

c. 通過對少油點火系統、制粉系統及鍋爐燃燒配風情況進行調整，能保證著火穩定后飛灰可燃物含量在13%左右，噴燃器及水冷壁不結焦，燃燒器壁溫不超限。

d. 制粉系統運行穩定，沒有發生自燃和爆炸現象。鍋爐燃燒穩定，調試期間沒有發生由于尾部煙道再燃燒、煙溫升高及燃燒不穩而產生的滅火、放炮現象。

e. 冷爐啟動直接投煤能滿足鍋爐冷態啟動升溫升壓曲線要求，升溫升壓速率不超限，受熱面金屬壁溫不超限，主、再熱蒸汽溫度能滿足汽輪機冷態啟動要求。

參考文獻：

[1] 姚 斌．大型低揮發份煤鍋爐燃燒運行問題的研究[D]．武漢：華中科技大學，2005.

[2] 岑可法,周 昊,池作和.大型電站鍋爐安全及優化運行技術[M].北京:中國電力出版社,2003.