鄰爐熱一次風(fēng)互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用

劉劍 王延清 楊金龍 張民子

摘要：某電廠2×660MW機(jī)組鍋爐冷態(tài)啟動從點(diǎn)火到帶滿負(fù)荷時間需8～10小時，溫態(tài)啟動需4～6小時。面對近年來煤炭價格的持續(xù)攀升，為降低發(fā)電成本，部分鍋爐的燃用煤種偏離了設(shè)計(jì)煤種，不得以摻燒劣質(zhì)煤種，鍋爐燃煤品質(zhì)持續(xù)惡化，鍋爐啟動時間長、燃油量大，啟動成本不同程度的升高。為提高啟動速度，使鍋爐點(diǎn)火時已處于熱風(fēng)的環(huán)境，進(jìn)行臨爐熱一次風(fēng)母管聯(lián)絡(luò)改造。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐;磨煤機(jī);啟動速度;節(jié)能

前言：某電廠2×660MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐由哈爾濱鍋爐廠股份有限公司生產(chǎn)的HG-2039/26.15-PM4型超超臨界變壓運(yùn)行直流爐，鍋爐形式為單爐膛、一次再熱、前后墻對沖燃燒，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風(fēng)，露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，無爐水循環(huán)泵，配置4臺雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)。鍋爐配套脫硝裝置，鍋爐尾部采用選擇性催化還原脫硝工藝（SCR）。A側(cè)熱一次風(fēng)出口設(shè)置有蒸汽暖風(fēng)器，機(jī)組啟動期間，采用蒸汽加熱入磨一次風(fēng)暖風(fēng)器，提高熱一次風(fēng)溫，A磨煤機(jī)入磨熱風(fēng)溫度平均約140℃，A磨煤機(jī)出口風(fēng)粉溫度平均約43℃。

根據(jù)上述運(yùn)行數(shù)據(jù)可知，在當(dāng)前熱一次風(fēng)蒸汽暖風(fēng)器投運(yùn)的情況下，鍋爐磨煤機(jī)啟動初期的一次風(fēng)溫仍偏低，容易造成啟動初期點(diǎn)火效果不理想，燃料燃盡率低，且未燃盡的油污、碳粒會對脫硫系統(tǒng)、空預(yù)器系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。同時，在機(jī)組啟動過程中，從A磨暖風(fēng)器投入到投粉共耗時約1小時，且A磨煤機(jī)啟動約6個小時后，入磨風(fēng)溫才達(dá)到280℃，機(jī)組啟動過程中一次風(fēng)溫升溫速度較慢，對初期投粉的燃盡性影響時間較長，機(jī)組啟動時間一定程度上受到熱一次風(fēng)溫的影響。

2改造方案策劃

鍋爐冷態(tài)啟動從點(diǎn)火到帶滿負(fù)荷時間需8～10小時，溫態(tài)啟動需4～6小時。鍋爐啟動時間長、燃油量大，啟動成本不同程度的升高。為提高啟動速度，使鍋爐點(diǎn)火時已處于熱風(fēng)的環(huán)境，可進(jìn)行鄰爐熱一次風(fēng)母管聯(lián)絡(luò)改造。鄰爐熱一次風(fēng)母管聯(lián)絡(luò)在一臺爐正常運(yùn)行、另一臺爐啟動第一臺磨時方可投入，磨運(yùn)行正常或者機(jī)組并網(wǎng)后應(yīng)及時切除鄰爐熱一次風(fēng)母管聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，防止兩臺爐相互影響。

3改造后安全可靠性分析

鄰爐熱一次風(fēng)方式系統(tǒng)相對復(fù)雜，聯(lián)通管線長，熱一次風(fēng)壓高，壓差、溫差大，連通操作牽涉到正常運(yùn)行鍋爐等原因。安全可靠性比暖風(fēng)器加熱方式差。主要表現(xiàn)如下：（1）兩爐均停運(yùn)時的影響。因無熱風(fēng)來源，第一臺鍋爐冷爐啟動初期無法使用微油點(diǎn)火，如無蒸汽暖風(fēng)器加熱，則鍋爐啟動初期需要投大油槍以使一次風(fēng)溫達(dá)到一定值后方可啟動磨煤機(jī)進(jìn)行微油點(diǎn)火。因此，即使進(jìn)行鄰爐熱一次風(fēng)互聯(lián)改造，現(xiàn)有的熱一次風(fēng)蒸汽暖風(fēng)器也需備用。（2）熱風(fēng)互聯(lián)運(yùn)行操作風(fēng)險(xiǎn)。鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)特性一般不會太好，且正常運(yùn)行爐一次風(fēng)壓較高，在隔離門打開或調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)連通的過程中可能會出現(xiàn)正常運(yùn)行鍋爐一次風(fēng)壓的波動，從而影響正常運(yùn)行鍋爐的安全。同時，連通操作風(fēng)險(xiǎn)還來自于運(yùn)行值班人員的操作熟練程度。（3）熱一次風(fēng)聯(lián)絡(luò)關(guān)斷門不嚴(yán)對臨爐的影響。考慮到當(dāng)兩臺爐熱一次風(fēng)關(guān)斷門均不嚴(yán)漏熱風(fēng)時，停運(yùn)鍋爐因漏入熱風(fēng)將檢修無法進(jìn)行，為此在熱一次風(fēng)關(guān)斷門和熱一次風(fēng)風(fēng)調(diào)節(jié)門間隔倉處各加裝一個排空門和冷卻風(fēng)門，冷卻風(fēng)取自鍋爐密封風(fēng)機(jī)出口，在兩臺爐熱一次風(fēng)關(guān)斷門不嚴(yán)漏風(fēng)時，開啟排空門并開啟冷卻風(fēng)，可確保熱一次風(fēng)不漏入停運(yùn)鍋爐。

4改造后經(jīng)濟(jì)性分析

（1）磨煤機(jī)啟動時間分析。采用熱一次風(fēng)聯(lián)通后，磨煤機(jī)進(jìn)口冷熱風(fēng)混合溫度應(yīng)可達(dá)到臨爐正常運(yùn)行機(jī)組的熱一次風(fēng)溫度，理論上磨煤機(jī)通風(fēng)暖磨后即可啟動，且使啟動爐的A磨給煤量的調(diào)節(jié)不再受到干燥出力的限制，從通風(fēng)暖磨到磨煤機(jī)啟動，時間少于暖風(fēng)器加熱方式。（2）燃燒效率情況分析。熱風(fēng)聯(lián)通后，磨煤機(jī)進(jìn)口冷熱風(fēng)混合溫度明顯高于暖風(fēng)器加熱方式，磨煤機(jī)啟動20t/h或更高煤量下，預(yù)計(jì)出口溫度能保持在85℃或以上，而在蒸汽暖風(fēng)器加熱方式下，因磨煤機(jī)進(jìn)口風(fēng)溫不高，初期磨煤機(jī)出口溫度在40-50℃左右，需要鍋爐運(yùn)行近4h磨煤機(jī)出口溫度才能提升到75℃左右。文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，鍋爐冷爐啟動飛灰可燃物可從無熱風(fēng)加熱的27.0%左右降至10.0%左右，鄰爐熱一次風(fēng)方式在冷爐啟動初期煤粉燃燒效率要高于蒸汽暖風(fēng)器加熱方式。從磨煤機(jī)啟動時間點(diǎn)開始算，熱一次風(fēng)聯(lián)通方式鍋爐啟動時間要少于蒸汽暖風(fēng)器啟動方式。其原因在于一次風(fēng)粉溫度的提高，有利于煤粉的燃盡，有利于爐膛溫度較快的提升。同時，由于啟動時間縮短，啟動用油量將會減少，由啟動初期干燒造成的氧化皮生產(chǎn)也會相應(yīng)的減少。（3）一次風(fēng)機(jī)電耗、排煙溫度變化分析。鄰爐熱一次風(fēng)方式，因熱風(fēng)量利用大，鄰爐一次風(fēng)機(jī)電耗會增加，同時鄰爐的排煙溫度會有所下降。啟動初期考慮系統(tǒng)損耗，鄰爐一次風(fēng)量預(yù)計(jì)增加60t/h左右，鄰爐一次風(fēng)機(jī)電耗會增加。（4）對脫硫系統(tǒng)的影響。因鄰爐熱一次風(fēng)方式在鍋爐冷爐啟動初期有利于煤粉的充分燃燒，相對低的飛灰可燃物含量將有利于濕法石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

5實(shí)施及效果驗(yàn)證

2021年4月檢修期間用時25天完成改造工作。2021年5月19日#2爐啟機(jī)鄰爐熱一次風(fēng)投入使用，大約60分鐘磨煤機(jī)分離器出口送粉平均溫度可以達(dá)到75℃，較改造前縮短了約5個小時，改造成功。與造前比較，采用臨爐熱一次風(fēng)啟動每次節(jié)約啟動時間2小時，節(jié)約燃煤70噸，節(jié)約燃油10噸，節(jié)約除鹽水200噸，節(jié)約廠用電1萬度，合計(jì)每次啟動節(jié)約成本6.3萬元。

結(jié)束語：此次應(yīng)用為火電廠快速響應(yīng)電網(wǎng)啟機(jī)要求，提供了實(shí)踐案例。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫德利，羅洪新，劉有江.300MW機(jī)組鍋爐鄰爐熱一次風(fēng)聯(lián)絡(luò)的應(yīng)用研究[J].發(fā)電技術(shù)，2013