燃煤火電廠鍋爐節油淺析

魏興勇

（貴州粵黔電力有限責任公司，貴州 盤縣 553505）

燃煤火電廠鍋爐節油淺析

魏興勇

（貴州粵黔電力有限責任公司，貴州 盤縣 553505）

面對發電成本激增，上網電價下降，火電行業必須在企業內部實現節能降耗，從各個方面去降低運行發電成本，微油點火技術的應用，節油效果非常顯著。另外，由于油槍油量小且燃燒完全，具有相當高的環保價值。由于近年來燃煤供應的緊張，入廠煤嚴重偏離了設計和校核煤種，導致鍋爐燃燒穩定性差，抗干擾能力弱，容易在斷煤、跳磨煤機或變負荷工況下發生鍋爐MFT動作，汽輪機跳閘，發電機組解列，不僅危及電網的安全穩定運行，也影響電廠的安全經濟運行，為了減少機組非停次數，減少對電網的影響，貴州粵黔電力有限責任公司根據實際情況從配煤、熱工邏輯、優化啟動流程、設備技改方面深挖節油潛能，以降低電廠生產成本。

電站鍋爐；節油；燃煤機組；微油點火；焦爐煤氣摻燒

隨著貴州電網電力改革的深入，實行計劃電和市場電（競價上網部分的電量），使得貴州電網各個火電廠售電市場逐漸由以前的計劃向市場競爭轉變。當前，火力發電機組占全國發電機組的75%左右，而火力發電廠要消耗大量的煤炭資源，消耗大量的燃油，隨著計劃電、市場煤格局的形成，火力發電企業面臨嚴峻挑戰。在煤質嚴重下滑，鍋爐負荷波動極大，燃煤電廠鍋爐熄火次數居高不下，鍋爐助燃用油和啟動用油大幅增加，因此，火電廠要想走出經營困境，只有從各方面想方設法降低油耗、煤耗，節約生產成本。本文根據貴州粵黔電力有限責任公司鍋爐節約燃油情況進行詳細分析，從各個節油技術、技改、運行操作等方面全面分析，總結節能降耗的經驗，為進一步開展節能降耗工作提供依據。

貴州粵黔電力有限責任公司目前存在的問題：公司至投產以來，雖有與此配套的煤礦建設，但因煤礦建設滯后，煤炭產量較少，而且所產出煤均為優質煤，煤礦與電廠獨立生產、獨立經驗、獨立核算，所以煤礦出的煤大部份通過火車外運，電廠只能通過周邊地方煤礦進煤，由于電煤價格的飆升，但上網電價又受國家統一調控，所能承受的煤炭價格不高，供煤商均不愿向電廠供煤，即使由政府協調、干預，煤礦也只能供一些非常差的煤，導致電廠實際用煤與設計用煤偏差較大，煤炭運輸費用增加，電廠生產成本大幅升高，運行維護費用增加較多，鍋爐熄火次數居高不下，燃油單耗及各項經濟指標嚴重受到影響，電廠各類人員增加，各項運行維護費用大幅飆升，與最初的設計、規劃偏差較大，各層管理實施困難，電廠投產不久，已面臨運行維護困難，經營嚴重虧損的情況。尤其是2008年，全年發電油耗為3.96kg/萬kW·h，由此，降低油耗成了電廠降低生產成本的重中之重。

1 鍋爐微油點火技術改造情況

貴州粵黔電力有限責任公司4×600MW機組1、2號爐為東方鍋爐廠生產的前后墻對沖旋流燃燒器，每個燃燒器均配置一支1.6t/h的大油槍，3、4號爐為上海鍋爐廠生產的四角切圓燃燒器，每個燃燒器配置一支1.6t/h的大油槍，由于機組啟停次數比較多，加之機組低負荷燃燒不穩投油穩燃比較頻繁，所以公司機組每年的燃油耗量比較大，2008年全年發電110億kW·h，耗燃油2100t，燃油單耗達1.96kg/萬kW·h，鑒于這種情況，從2009年5月開始對利用機組大修過程中進行了微油點火改造，微油點火系統采用的是大唐節能科技有限公司設計制造的氣化油槍系統，其在每側熱一次風總門后設置一只出力為200kg/h的油槍，用于鍋爐點火初期加熱一次風，盡快啟動制粉系統運行；對于D、F層主燃燒器，撤除原有大油槍，更換為出力為150kg/h的氣化油槍，將原燃燒器做局部改動，將煤粉進行兩次濃縮，分三級點燃煤粉。

2 微油點火技術改造前、后機組啟動過程的節油對比分析

貴州粵黔電力有限責任公司進行微油點火技術改造前從鍋爐點火到磨煤機具備啟動條件前投入五支油槍，單只油槍出力1.6t/h，當鍋爐點火到磨煤機具備啟動條件耗時大約2小時，機組耗油16t，當二次風溫度超過125℃時，啟動一次風系統，對一次風系統進行暖管，當風溫大于155℃方可第一套制粉系統，第一套制粉系統啟動后也必須投入五支油槍運行2小時左右，機組達到并網條件，耗油16t。機組并網前使用助燃油32t。

微油點火技術改造后，單支油槍用油從1.6t/h降至0.15t/h，一次風系統設置的風道燃燒器投運兩個小時，用油0.8t（單只出力0.2t/h）。一層小油槍投運5小時用油3.75t（單只出力0.15t/h），發電機并網前用油4.55t。機組并網前減少用油27.45t。

微油點火技術改造前并網后即啟動第二套制粉系統，投運該層小油槍運行1小時，用油16t左右，然后啟動第三套制粉系統1小時，用油在16t左右，從第三臺磨煤機啟動到撤完所有油槍在20t左右，整個過程用油52t。

改造后啟動從第二套制粉系統啟動到撤完所有油槍3個小時，3個小時兩層小油槍運行耗油4.5t。微油點火技術改造后整個過程節油47.5t

冷態啟動全過程節油：微油點火技術改造前，機組冷態啟動全過程一次耗油均在100t以上，而經過微油點火技術改造后，機組啟動耗油一次共用油10t左右。機組冷態啟動一次至少能節油90t，4臺機組按1年有10次冷態啟動計算，1年總共節油900t。

（1）改造前、后機組溫、熱態啟動節油比較。微油點火技術改造前機組溫、熱態啟動一次用油在52t，改為微油點火技術后，機組溫、熱態啟動用油在6t左右，一次可以節約46t。每年全廠4臺機組每臺1.5次溫、熱態啟動計算，可以節油276t。

（2）改造前、后機組極熱態啟動節油比較。小油槍技術改造以前，機組極熱態啟動使用油10t以上，微油點火技術改造后，極熱態恢復一次耗油在3t左右，極熱態啟動一次少用油7t，每年按每臺機組2.5次極熱態啟動進行計算，1年減少用油70t。

（3）改造、后低負荷節油比較。電廠使用的大量的泥煤和機組低負荷的影響，低負荷時段因燃燒不好，給煤機堵煤等原因需要投油穩燃，小油槍改造前油槍出力1.6t/h，改造后油槍出力為0.2t/h，因燃燒不穩投油穩燃投用兩只油槍，改造后穩燃1小時節油2.8t。

3 火電廠鍋爐節油過程分析

3.1 冷態啟動節油情況

機組冷態啟動過程是一個復雜的工質轉換過程。因機組冷態啟動機組各個主要部件參數接近環境壓力、溫度，機組冷態啟動維持在低參數狀態下運行時間長，需要消耗大量燃油。如何從機組各主要部件特性，對冷態啟動全過程從節約燃油、減少外購電、盡量縮短啟動時間做了大量的工作。

（1）機組啟動前，鍋爐提前上水，然后進行提高給水溫度進行鍋爐換水操作，從而提高鍋爐各個受熱部件的溫度，從而減少機組的啟動時間，縮短汽包起壓時間，利于機組節油。

（2）機組啟動初期，鍋爐開始點火時，油槍點不著，點燃后滅火，造成多次點火，用油增加。通過對現場的觀察與分析，根據就地觀察到的油槍燃燒情況從而通過調整燃油系統壓力、二次門開度最佳匹配關系，調整燃油壓力，使冷態油槍點火容易著火并且穩定，減少了燃油不完全燃燒損失造成空預器著火燃燒的風險。

（3）汽輪機沖轉采用中缸沖轉方式，高缸的預暖在機組沖轉前提前進行，通常在機組沖轉時高缸的預暖已經結束，從而減少了機組的冷態啟動時間，節約燃油。

通過以上啟動過程優化分析，減少了整個冷態啟動的耗時，啟動過程用油量由原來的110t以上減少到27t。

3.2 熱態啟動過程節油分析

通過對機組整個啟動過程的分析，提出了啟動過程要節油的前提條件是盡早投入煤粉運行。在啟動過程中，機組啟動初期爐膛熱負荷及爐溫都較低，投粉過早很容易造成煤粉在爐膛內燃燒不充分，燃燒推遲，升溫升壓速率快，可能造成管壁超溫的風險；因部分未往前燃燒的油粉混合物積聚在空預器換熱部件上，造成二次燃燒風險，燒損空預器。所以，冷態啟動制粉系統的啟動應該在機組并網后、鍋爐產生蒸汽通過高、低壓旁路排至凝汽器，以防止再熱器因無蒸汽干燒及管壁超溫的風險。將啟動制粉系統時間控制在機組并網前，機組并網后加快了機組帶負荷時間，減少機組低負荷的時間，從而減少啟動用油。

3.3 使用焦爐煤氣助燃節油

焦爐煤氣使用無論從機組啟動還是平時的穩燃在節約燃油方面都取得很好的效果，各臺爐都將焦爐煤氣引入各爐膛內摻燒。1、2號爐煤氣燃燒器布置在底層及新增加的G、H層，其中底層在各個主燃燒器內各安裝煤氣燃燒器，G、H層在燃盡風層各安裝煤氣燃燒器。3、4號爐在下層每個燃燒器內安裝煤氣燃燒器，BC層及DE層每層各安裝一層煤氣燃燒器，在機組的啟動及運行中可使用這些煤氣燃燒器從而達到節約的目的。

4 未來節油需要做好以下幾點

（1）冷態啟動過程中盡早啟動制粉系統。當前許多發電企業都在摸索燃煤機組冷態啟動中，如何在汽機沖轉前投粉從而減少啟動時間、節約啟動用油的方法，其主要是受到以下幾方面的影響：①煤質與爐內熱負荷是否允許，如何盡快提高爐膛的溫度，從而盡早的投入煤粉以達到節約燃油。②從技改方面增加設備，比如在鍋爐啟動過程中，需要啟動的制粉系統中增加暖風器，從而提高進入制粉系統的一次風溫，已到達盡早的啟動制粉系統投入煤粉，加快機組的啟動速度。

（2）加強配煤摻燒工作管理。在機組啟動時，用以做啟動的磨煤機原煤倉提前安排上揮發份較高的煤種，在油槍投入后及時啟動磨煤機參與機組的啟動過程，以減少油槍的投運時間，加快機組啟動速度，以節約燃油。

（3）將微油點火與天然氣混合使用。公司附近具有大型煤焦化企業，其生產過程中要產生大量的煤氣，該企業未加以使用，大量排放到空中燃燒，不但不利于環境保護，還浪費了大量資源，經評估后，盤南電廠將該煤氣引入鍋爐燃燒，大大提高了鍋爐燃燒的穩定性，既有利于環保的改善又變廢為寶，大大減少了機組的啟動與穩燃用油。

貴州粵黔電力有限責任公司在燃油節油工作中，各部門能夠根據生產實際情況，從工作實際出發切實做好各項節油工作，機組用油量由每月200t下降到當前月均10t，助燃用油各項經濟指標取得了很好的效果。貴州粵黔電力有限責任公司未來節油方面將從燃料精準配煤管理、生產現場的操作、設備改造等方面立足生產實際出發，從各個環節去節油，提高運行職工的節油意識，力爭使節油工作能夠在業內都達到領先水平。

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[2]華東六省一市電機工程學會 .鍋爐設備及其系統(600MW火力發電機組培訓教材)[M].中國電力出版社,2001,1.

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TM621

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1671-0711（2017）05（上）-0060-03