發電廠鍋爐燃油系統深度節能運行優化

黃建勇

（大唐國際潮州發電有限責任公司，廣東 潮州 515723）

發電廠鍋爐燃油系統深度節能運行優化

黃建勇

（大唐國際潮州發電有限責任公司，廣東 潮州 515723）

介紹了某發電廠鍋爐的設備概況及運行優化和節能工作經驗。通過改進冷態啟動和日常運行中燃油系統的運行方式，達到了冷啟動全程無油啟動和燃油系統經濟安全運行的效果，節能效果明顯，降低了燃油系統運行的經濟成本。

發電廠；燃油系統；節能；油槍；無油啟動

1 設備概況

某電廠共安裝有2×600?MW+2×1?000?MW容量的機組。其中，2臺600?MW機組的鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司引進英國三井巴布科克能源公司技術生產的超臨界參數變壓運行直流鍋爐，為單爐膛、一次再熱、固態排渣、全懸吊結構Π型鍋爐，型號為HG-1900/25.4-YM4。鍋爐燃燒方式為前后墻對沖燃燒，前后墻各布置3層北京巴布科克·威爾科克斯有限公司生產的低NOX軸向旋流燃燒器(LNASB)，前后墻每層各有5只，共30只。每只燃燒器配有1只油槍，用于點火和助燃。前墻最下層5只燃燒器配置等離子點火裝置取代點火油槍，其油槍型式及各項參數如表1所示。

2臺1?000?MW機組的鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限公司設計、制造，由日本三菱重工株式會社提供技術生產的超超臨界變壓運行直流鍋爐，為單爐膛、一次再熱、固態排渣、全懸吊結構Π型鍋爐，型號為HG-3110/26.15-YM3。鍋爐燃燒方式為無分隔墻的八角反向雙火焰切圓燃燒，每臺鍋爐共設有48只直流燃燒器。燃燒器共分6層(每層8只)，每層燃燒器由同一臺磨煤機供給煤粉，采用PM型主燃燒器、上部燃燼風(OFA)及AA分級風的MACT燃燒系統。每臺鍋爐共設有24支油槍，用于點火和助燃。最下層8只燃燒器配置等離子點火裝置。其油槍型式及各項參數如表1所示。

電廠0號輕柴油低位發熱值為46?158?kJ/kg。油槍吹掃蒸汽由輔汽聯箱供給。燃油泵房按2× 600?MW+2×1?000?MW機組設計，設有3臺供油泵、2座2?000?m3油罐等，油泵房系統如圖1所示。系統最大出力78?t/h，可滿足1臺鍋爐點火1臺鍋爐啟動助燃的用油量。3臺供油泵中2臺為工頻泵、1臺為變頻泵。

表1 鍋爐油槍參數

爐燃油進油由公用進油母管供給，進入2～4號鍋爐爐前油系統，通過進回油聯絡門或回油調節閥后回油至公用回油母管。鍋爐爐前油壓在進、回油跳閘閥開啟時，通過調節回油調節閥進行開度控制，每支油槍前的分支管路包括油側和汽側2部分，分別對油槍進行供油和吹掃。

2 冷態啟動中的節油方式優化

該電廠每臺鍋爐均只安裝了1層等離子點火裝置，為保證鍋爐冷態啟動時實現等離子無油點火，必須做好充足的準備工作。首先，對A磨煤機對應的原煤倉中的煤種有嚴格的要求，以保證A磨在最低要求給煤量時，滿足鍋爐升溫升壓率的要求；同時煤種著火性能要好，以保證全程不投油，僅靠等離子點火裝置即可滿足著火穩定要求。所以要求使用啟動煤種為低位發熱量大于18?900?kJ/kg，且干燥、無灰基、揮發分大于30?%的優質煤種。

圖1 某電廠油泵房系統

為了保證鍋爐冷態啟動時實現無油點火和無油啟機，必須保證等離子系統的絕對可靠。所以冷態啟動前，必須全面檢查等離子系統的陰陽極，對磨損和接近使用壽命的陰極進行更換，并將等離子的冷卻水壓力、吹弧風壓力調節至合適值。

為了保證A磨啟動后著火的穩定性，在A磨暖磨前必須先進行布煤，暖磨時間要求在磨煤機出口溫度達到75?℃后(日常運行時磨出口溫度達到65?℃即允許啟磨)，繼續保持30?min，以使得A磨充分暖透和布進磨內的煤種得到充分干燥，著火性能進一步提高。A磨啟動后，根據著火情況，可以關閉磨煤機其中一個出口門，來提高其他磨煤機出口對應燃燒器的煤粉濃度，以利于著火。此方法在600?MW超臨界直流爐已經運用得比較成熟，在點火期間能保證鍋爐所要求的升溫升壓曲線。

由于磨內整體溫度仍然很低，在啟動第2臺磨煤機時，對于對沖燃燒鍋爐，應選擇A磨斜上方的磨煤機，以借A磨的火焰及爐膛負壓抽吸來點燃第2臺磨煤機來的煤粉，如圖2所示。對于1?000?MW超超臨界直流爐，由于切圓燃燒鍋爐以整個爐膛作為一個巨大的火炬共同組織燃燒，在第1臺磨煤機出力為最大出力的62?%時，爐膛出口煙溫已經達到450?℃，完全能夠滿足第2臺磨煤機燃燒器的點火能量需求。該電廠在只有1層等離子的情況下，經過合理設計，不但實現了無油點火，而且每次啟機均實現了全程無油啟機，將啟動燃油消耗減至0。

圖2 啟機過程中啟動第2臺磨煤機示意

3 日常運行中的燃油系統運行優化

機組日常運行中，規定每月定期試驗油槍2次，4臺爐爐前油壓力均應為3.0?MPa，油泵房出口油壓為3.7?MPa，以維持燃油的循環。為了維持3.0?MPa的燃油循環，油泵房變頻供油泵變頻位基本在100?%，電流為130?A。2，3號工頻供油泵保持備用。燃油系統的能耗主要表現在2個方面：(1)?定期試驗油耗；(2)?油泵房供油泵電耗。試驗表明：燃油壓力降至1.5?MPa后，燃油泵變頻位由94?%降至61?%，燃油泵電流由130?A降至30?A。燃油壓力由1.5?MPa恢復至3.0?MPa的時間小于20?s。因此，一旦鍋爐燃燒異常，直接將變頻位調節至100?%即可恢復正常油壓，不影響油槍的助燃功能。所以，為了節能優化，燃油系統保持1.5?MPa低油壓小循環的方式運行，并調節油泵房油泵回油壓力調節閥開度和變頻，控制電流在35?A以下；回油調節閥保持在手動位置調節，各機組爐前油系統油循環投自動，壓力定值設為3.0?MPa，實際運行油壓為1.5?MPa，并保持充油狀態。任一機組投運油槍時，要求及時將油泵房油泵變頻增加至100?%。即日常備用時，供油泵不作為油循環使用，僅作為穩油壓使用。油槍定期試驗前或火檢異常需要投油槍時，應將燃油泵變頻提高至100?%。爐前油油槍定期試驗由每月2次改為1次。改變燃油運行方式前后的經濟成本對比如表2所示。采用新運行方式后，每年可節約費用35.86萬元。新運行方式運行半年期間，僅發生過1次低負荷跳磨、1次火檢差異常，而且油槍均能及時投用后助燃，燃油系統起到了很好的安全保障作用。

4 結束語

節能降耗是發電企業發展的基石，只有抓好節能降耗工作，才能保證企業快速發展。通過運行方式優化，機組冷態啟動全程實現了無油啟動，正常運行中，在保障安全的前提下，最大限度地降低了燃油系統運行的經濟成本。

表2 燃油運行方式年經濟成本對比表

1?《火力發電職業技能培訓教材》編委會．火力發電職業技能培訓教材鍋爐設備運行[M]．北京：中國電力出版社，2010.

2?王??亮．國產600?MW亞臨界“W”型火焰鍋爐節約燃油方式優化[C]．全國火電600?MW級機組能效對標論文集．北京，2011.

3?吳聯國．鍋爐增設微油點火系統的控制邏輯設計與改進[J]．電力安全技術，2011(11)．

4?索玉明，秦成果，王??彪．交流等離子點火技術在燃煤鍋爐上的應用[J]．電力安全技術，2012(1)．

2015-02-11。

黃建勇(1979-)，男，工程師，主要從事大型火電運行技術管理工作，email：281237865@qq.com。