煤粉鍋爐冷態啟動深度節油技術的探索與應用

謝風林

摘 要：近年來，機組調峰啟停次數增加，燃燒用油已成為火力發電廠一筆很大的開支，節約鍋爐啟動耗油已成為節能降耗的重要課題之一。針對某電廠節油點火小油槍不能高效利用的問題，提出鍋爐冷態啟動深度節油技術方案，從系統改造、升爐操作方面進行優化改進，深度挖掘節油潛能，節油效果顯著。

關鍵詞：小油槍 深度節油 冷態啟動 以煤代油

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0141-03

1 立項背景

采用大油槍（1t/h）作為點火燃燒器用，油槍火焰與煤粉氣流距離大，二者直接混合效果差，在鍋爐啟動及低負荷期間，需消耗大量的燃油來點火、助燃，才能達到點火及穩燃的效果，造成啟動耗油量大。某電廠已于2011年將#3、4爐下層4支大油槍改造為氣化小油槍，出力為0.09t/h，作為點火燃燒器和主燃燒器使用。但由于小油槍易堵塞、漏油、無火檢、油壓波動等因素，在鍋爐冷態啟動中，小油槍的使用受到限制，未能充分發揮節能作用。

以下是近幾年#3、4爐啟動用油統計情況。

由表1、表2數據得知，#3爐的平均啟動耗油為30.6T，#4爐的平均啟動耗油為34.2T。經了解，2015—2018年，#3、4爐啟動中，受堵塞、漏油、無火檢、油壓波動等因素影響，小油槍均未投入使用，從而導致啟動耗油居高不下。

2 技術方案

2.1 小油槍系統優化改造

優化改造前，如圖1所示，該系統存在以下問題：

（1）助燃風取自熱風箱：壓力偏低，小油槍冷卻效果差，容易造成回火，燒損小油槍。

（2）小油槍點火槍無推進器：點火槍固定在燃燒套筒內，容易燒損。

儲能穩壓罐：油罐充油時油壓波動大，容易造成大油槍熄火。

針對以上問題，對系統進行優化改造，如圖2所示。

（1）將小油槍助燃風改為取自送風機出口管道，風壓提高，提高冷卻效果。

（2）小油槍點火槍加裝推進器，小油槍點著火后，點火槍退出，防止燒壞。

（3）取消儲能穩壓罐，避免油罐充油時引起燃油壓力波動，影響大小油槍的正常投運。

2.2 改良小油槍的使用辦法

（1）穩定儀用壓縮空氣壓力。

提前增啟一臺儀用空壓機，穩定儀用壓縮空氣壓力在0.6～0.7MPa。大油槍在升爐過程中用氣量大，導致儀用壓縮空氣壓力下降。因此提前增啟一臺儀用空壓機穩定壓力，保證大小油槍的正常使用。

（2）提前試運小油槍。

提前進行小油槍試運，確保各角小油槍推進器、點火器、電磁閥動作正常，并為故障設備爭取更多的消缺時間，及早投入小油槍運行。

（3）調整一次風壓。

調整一次風壓，保證一次風速18m/s，其他一次風門關閉，爐膛壓力保護投入。點著火后適當調整風壓，使小油槍火焰明亮、形狀規則。

（4）優化點火操作。

點火步驟：推進點火槍→打火→開霧化閥→開油閥→退出點火槍。點火時必須就地觀察，若無火檢，邏輯保護關油閥，則適當關小一次風門，重新點火，直至小油槍點著火。為防止小油槍堵塞，小油槍停運后應保持吹掃閥一直打開，直至下次開停機小油槍投運前關閉。小油槍運行期間未達脫油條件時始終保持一支大油槍運行，避免小油槍因運行不穩定導致對應給粉機煤粉著火不完全。

（5）優化投粉操作。

只有上層大油槍升爐的情況下，投粉順序為：上層給粉機→中層給粉機→下層給粉機。其中下層給粉機的投運條件為：爐膛出口溫度380℃，熱風溫度180℃。在不使用小油槍升爐的情況下，基本都是沖轉并網之后才開始投入第一臺給粉機運行，投粉時間相對滯后，如圖3所示。

小油槍布置在下層火嘴的中間，可以直接點著煤粉，實現提前投粉，以煤代油。使用小油槍升爐時，優化投粉順序：下層給粉機→中層給粉機→上層給粉機。優化下層給粉機的投粉條件：爐膛出口溫度280℃，熱風溫度120℃。上層給粉機投運時爐膛出口溫度仍須達320℃以上為宜。

使用小油槍升爐的情況下，在沖轉前就可連續投入多臺給粉機運行。如圖4所示，第一臺給粉機投運時，爐膛出口溫度280℃，熱風溫度126℃。沖轉前已投入4臺給粉機，實現提前投粉，以煤代油，有效降低鍋爐啟動耗油量。

2.3 制定冷態升爐油耗控制方案

不使用小油槍，點火升爐至少需要投入3～4支大油槍運行，而且投粉、脫油時間滯后，啟動油耗基本在33T以上。小油槍升爐深度節油技術的應用，可減少大油槍的投運數量，并能提前投粉，及早穩定燃燒，提前脫油運行。在冷態啟動中，通過精準控制各階段油耗，能有效降低機組啟動用油。

（1）小油槍投粉前的油耗指標控制。

投粉前，控制溫升曲線，盡快投入兩只大油槍，試點四角小油槍，并投入運行。直至爐膛出口溫度達280℃且熱風溫度達120℃，可投粉（下層給粉機）。考慮此過程需試運所有油槍、大油槍切換，建議用時2h，油耗5T。

（2）小油槍投粉后至沖轉前的油耗指標控制。

達投粉條件后，盡量投入三臺以上小油槍對應下層給粉機運行，視情況調整給粉機轉速或增投對應大油槍的中層給粉機，穩定參數，準備沖轉。此過程考慮操作調整比較多，以穩定、可控、安全為主，建議用時2h，油耗5T。

（3）沖轉過程的油耗指標控制。

此階段主要保持參數穩定，順利沖轉、暖機。建議用時1.5h，油耗3.5T。

（4）并網后的油耗指標控制。

并網后及時增投給粉機，保持參數穩定，逐步退出大油槍，50MW后退出所有油槍運行。此過程關鍵是，在保證汽機脹差、蒸汽溫度可控的情況下，盡快增投給粉機，及早穩定燃燒，退出油槍。此過程建議用時1.5h，油耗3T。

該油耗控制方案的總油耗指標為16.5T。此油耗控制量是以有兩支及以上小油槍可用為前提，若四支小油槍均可用，油耗還可進一步降低。

深度節油技術在2018年10月9日#4爐冷態啟動中，得到很好的應用，節油效果明顯。此次啟動，嚴格按照小油槍冷態升爐油耗控制方案執行，如表3所示。各階段油耗可控，啟動油耗14.8T，節油率達55%。

3 應用成果

2018年7月份以來，鍋爐冷態啟動深度節油技術在#3、4爐冷態啟動中的應用，有效降低了鍋爐啟動油耗，如表4所示。#3爐的平均油耗為19.2T，#4爐平均油耗16.4T。對比近幾年來的統計數據，#3爐的節油率達37%，#4爐的節油率高達52%。鍋爐冷態啟動深度節油技術的成功應用，節油效果顯著，有效降低電廠機組啟動的成本支出，提高經濟效益。

參考文獻

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