锅炉点火初期,因炉内温度低,煤粉燃尽效果差,造成煤粉层火检闪烁,炉膛负压波动大,且大量未燃尽煤粉聚集后达到一定浓度会引起炉膛爆燃,还会引发空预器着火,并造成设备损坏。因此,点火初期,一般都在投入等离子的情况下,再增投点火油为煤粉助燃,提升其燃尽效果和炉膛温度。但是,投油量过大、时间过长会造成点火成本增加,也会导致脱硫浆液品质下降、浆液脱水效率降低。如果投油时间过短、油量不足,反而起不到助燃作用。如何从该矛盾点中找到平衡点是本文阐述的主要方向。机组为2×630MW东方锅炉厂制造的超临界直流滑压运行锅炉。其型号为DG1970/25.4-Ⅱ1型,单炉膛,一次中间再热,尾部双烟道结构,固态排渣。共6台MPS212液压加载中速磨煤机,燃烧器前、后墙对称布置,锅炉前墙自下而上布置A、B、E三层燃烧器,后墙自下而上布置F、D、C三层燃烧器,每层煤粉燃烧器有4只喷口。锅炉每个煤粉燃烧器均设置一只点火油枪,每支点火油枪出力为250kg/h。煤粉燃烧器上部布置有12只燃尽风风口,中间8只燃尽风风口分别布置在35.5m前后墙上。前、后墙各有两只侧燃尽风风口布置在33.3m层上。其中,A层燃烧器配备有等离子点火器。确保水箱水位、等离子泵工作压力、各等离子点火器器供水压力和等离子载体风压正常。实际调整后的具体参数如下:等离子水箱水位≥1.2m;等离子水泵运行及联锁试验正常,等离子冷却水母管压力>0.6MPa;等離子点火器冷却水进水压力为0.3~0.5MPa;A层等离子点火器载体风压为0.12~0.2MPa[1]。为使煤粉燃尽,需要确保等离子点火器能可靠工作,故在磨煤机通风前进行等离子层4支等离子点火器拉弧试验,通过燃烧器侧墙关火孔查看等离子拉弧情况。若发现起弧不正常,要及时联系检修部门进行处理,确保点火顺利。所谓“口粮”即是点火时用的点火煤,这种煤一般挥发分较高、易着火。在原煤仓加点火煤之前,一定要将A、F、B、D仓内的积煤清理干净,防止留在原煤仓内的非点火煤种进入炉膛后影响着火质量。点火煤一般加至7m(最高可加至13m),保证煤种可以随时调换,增强上煤的灵活机动性。点火煤的工业特性如表1所示。联系热工人员投入等离子摄像头及锅炉火焰电视,确保工作正常,以便在点火时准确观察炉内着火情况,并根据火焰颜色、明暗程度实时调整锅炉燃烧,保证煤粉充分燃尽。A磨配有磨煤机暖风器,用来加热进入磨煤机的一次风,进而提升磨出粉温度。煤粉温度升高后,更易着火。但是,因用高挥发分点火煤,温度过高会造成煤粉在磨内燃烧,严重的会引起爆炸。因此,温度一般保持在80℃左右。点火前进行锅炉二次风调节挡板、燃烧器三次风调节风门开关试验,确认就地、远方开度一致,机械位置与热工反馈一致。保证炉内的配风通道畅通,为稳定点火保驾护航。为减少炉膛换热,快速提升炉温,保证煤粉燃尽效果,锅炉上水前投入除氧器加热,上水温度控制在40~50℃,锅炉冲洗过程中逐渐提高水温至100℃,控制温升率不大于2℃/min,锅炉点火前,将除氧器出口水温维持在100℃。①风烟系统启动后,投入送风机出口暖风器运行,控制空预器入口二次风温在50~60℃(如果暖风器有裕量可以再提高温度)。送风机出口暖风器是在机组超净改造后,用于提升空预器冷端综合温度,防止空预器堵塞,同时也能提升炉膛入口二次风温,进而起到助燃作用。②锅炉吹扫完成后,投入空预器连续吹灰(就地确认吹灰器运行正常),进行点火油枪试运(就地确认着火正常)。试验完成后,退出点火油枪备用,调节锅炉配风,A层(等离子层)二次风箱挡板开度20%,燃烧器三次风门开度分别为#1、#2、#3、#4,开度分别为45%、35%、35%、45%;F、B、D层二次风调节单板100%开度,C、E层二次风调节单板10%开度,燃烬风挡板全关,F、B、D、C、E层燃烧器三次风门开度分别为#1、#2、#3、#4,开度分别为65%、40%、40%、65%。调节送风机出力,维持总风量为800~900t/h。这样调整的好处是降低炉膛总通风量,减少炉膛热量损失,同时因启动初期等离子层的煤量较低(12t/h),减少该层的配风,降低燃烧扰动,增强燃烧刚性。③一次风机启动前,选用A、C、E磨煤机通风(全开冷风)。启动一次风机,A磨煤机通风后,调整其入口一次风量63~75t/h,风速18~23m/s,投入A磨煤机暖风器运行,控制磨煤机出口温度为80~90℃。进行A层4支等离子点火器拉弧调整试验,并再次调整载体风压,选用能维持稳定拉弧的较低风压值。一次风机为轴流风机,一般为3台及以上制粉系统通风后才能避免其运行过程中失速。选用上层C、E磨而未选用中间及下层(F、B、D)通风,是为防止避免其对A层点火时的配风扰动[2]。①提升A磨煤机磨辊,启动A磨煤机运行,控制A磨煤机分离器转速480r/min,磨煤机出口温度90℃,将等离子运行方式切换为“点火模式”,调节A层4支等离子点火器一次电流设定值为300A,准备启动给煤机进行锅炉点火。提升分离器转速及干燥出力是为保证煤粉细度合适且充分燃烧。②锅炉主管就地确认A1、A2、A3、A4等离子拉弧正常,稳定运行时间不低于5min后,通知主控启动A给煤机,控制磨煤机出口温度80~85℃,维持给煤机出力12~15t/h,铺煤2min后下降磨辊,提高给煤量至20t/h,调整磨煤机热一次风调节挡板,维持磨煤机出口压力为1.5~1.8kPa。小煤量铺煤目的在于提高出粉浓度,减少磨辊与磨盘之间摩擦,避免发生磨振动。降低磨出口风压是为延迟煤粉着火时间,改善煤粉燃尽效果。③锅炉主管就地观察A层燃烧器煤粉着火情况,发现任何一个燃烧器煤粉未着火,通知值长立即投入A层点火油枪运行,停止A给煤机运行,如果点火油枪未正常投入或投入后煤粉仍未着火,通知值长立即将A磨煤机打闸,分析原因后进行调整,再次进行等离子点火试验。再次试验前,锅炉吹扫时间不能低于15min,防止发生锅炉爆燃。如果就地观察燃烧趋于平稳,且火检不闪、火焰颜色明亮,可以试着退出等离子层点火油枪。根据实操经验可知,一般是40min左右能退出油枪,使用燃油为0.7t。④A层等离子点火成功后,逐渐开大A层二次风调门开度至100%,#1、#2、#3、#4三次风门开度逐渐增加至60%、40%、40%、60%;风门开度调整过程中,派人就地观察锅炉着火情况,发现燃烧有恶化的趋势,要立即汇报,进行调整,直至燃烧正常。调整A给煤机出力,按照要求控制锅炉升温升压率。⑤检查空预器出口热一次风温大于160℃时,退出A磨煤机暖风器运行。②确认空预器出口热二次风温大于160℃,确认2F等离子运行正常、2F层煤粉燃烧正常、炉膛压力变化正常(波动范围正负200Pa内),调整F磨煤机分离器转速450r/min,启动F磨煤机暖磨,控制暖磨一次风量为55~65t/h,磨煤机出口温度控制不高于90℃。③调整F层二次风调节挡板开度20%,燃烧器三次风门开度分别为#1、#2、#3、#4,开度分别为45%、35%、35%、45%,锅炉主管到F层燃烧器观火孔区域准备检查F层燃烧器煤粉着火情况。发现任何一个燃烧器煤粉未着火,通知操作人员立即停止F给煤机运行,投入F层点火油枪助燃,启动F给煤机重新投粉,如果点火油枪未正常投入或投入后煤粉仍未着火,通知操盘人员立即将F磨煤机打闸,分析原因后进行调整,再次进行F层燃烧器投运试验。因F层启动时炉内烟温已经达到160℃以上,可以满足煤粉的着火需求,但启动初期因磨煤机风量和煤粉浓度比不够,仍会出现着火不稳的现象,需要及时投油助燃,但这个过程比较短暂,在10min就能实现燃烧稳定,用油0.2t。④F层燃烧器点火成功后,逐渐开大F层二次风调门开度至100%,#1、#2、#3、#4三次风门开度逐渐增加至60%、40%、40%、60%;风门开度调整过程中,派人就地观察锅炉着火情况,发现燃烧有恶化的趋势,要立即汇报值长,锅炉主管指导调整,直至燃烧正常。调整A、F给煤机出力,按照要求控制锅炉升温升压率。第二台制粉系统运行稳定后,检查锅炉燃烧稳定,将等离子运行方式切换为“稳燃模式”。3.2.3 第三、四台制粉系統启动(B或D)。发电机并网后,此时已经点火12h,炉内温度已充分满足第三台制粉系统(D或B)启动条件,不需要投油。汽轮机切完缸后,准备启动第四台制粉系统启动(D或B)。第四台制粉系统运行稳定后,检查锅炉燃烧稳定,机组负荷升至300MW恢复锅炉强制条件,退出等离子运行。第三、四台制粉系统启动控制方法和前两台相同。第一,注意观察A层等离子燃烧器壁温上升趋势,壁温升到200℃以上时必须进行控制,调节手段有:①提高一次风量,提高该层二次风量,降低磨煤机出口温度;②降低拉弧电流,但不能低于160A;③提高载体风压。以上项目调整过程中,盘面及就地严密监视锅炉燃烧情况,就地发现燃烧恶化、盘面检查炉膛压力波动范围超过正负200Pa,立即调整,直至燃烧正常。第二,值班员连续监视等离子系统运行,发现任何一个等离子断弧,立即投入层该点火油枪运行,并再次将该等离子拉弧投入运行,如果拉弧不成功(经过调整载体风压),维持点火油枪运行,并及时联系处理。第三,厂用电源切换前,确认等离子运行方式切换到“稳燃模式”。防止电源瞬间断电等离子断弧引起的A磨煤机跳闸,造成锅炉燃烧恶化。第四,值班员要严密监视炉膛压力、火检、火焰电视变化,第一台磨煤机启动时,发现炉膛压力波动至正负1 000Pa,立即将A给煤机停运,维持等离子运行,锅炉吹扫15min后再次投运。第二台磨煤机投运时,发现炉膛压力波动至正负1 000Pa,立即将F给煤机停运,投入2A层点火油枪,磨煤机吹扫5min后再次启动。第五,炉膛压力波动至正负2 000Pa时立即手动MFT。第六,电机并网前,全面检查锅炉燃烧情况,确认燃烧稳定、无任何异常后发电机方可并网[3]。第七,就地人员检查锅炉燃烧情况时,戴好防护眼镜,侧身观看,防止炉膛冒正压造成人身伤害。第八,发现锅炉燃烧有恶化趋势时,立即投入该层点火油枪稳燃,全面分析原因并进行调整,燃烧正常后退出油枪运行。第九,严密监视空预器、脱硝烟温变化,防止发生二次燃烧。该型号锅炉使用此控制方法,可使点火用油在1t以内,较大幅度降低发电企业点火成本。但是,仍需要深入探求如何在纯等离子模式下进行无油点火启动。其中,采取何种措施保煤粉燃尽、炉膛稳燃仍是比较难解决问题。
参考文献:
[1]樊泉桂,阎维平.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2003.
[2]华东六省一市机电工程(电力)学会主编.600MW火力发电机组培训教材锅炉设备及其系统[M].北京:中国电力出版社,2001.
[3]冯明驰.锅炉设备运行技术问答[M].北京:中国电力出版社,2004.
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