W型火焰锅炉烟煤启动的应用
摘要
关键词
“W”型火焰;烟煤;启动;油耗;温升率;升压率
正文
引言
华能雨汪电厂2台600MW亚临界机组于2009年投产发电,锅炉为北京巴威公司技术设计、制造的B&WB-2028/17.4—M型亚临界“W”型火焰自然循环锅炉,设计燃料为本地无烟煤。制粉系统采用正压直吹式,设有两台动叶可调轴流式一次风机提供一次热、冷风输送煤粉。在前后墙炉拱上共布置了24只油枪、12只EI-XCL低NOx双调风旋流燃烧器,制粉系统共配有6台双进双出筒式低速钢球磨煤机。油枪类型为简单机械雾化式,单个油枪出力设计为1.8t/h。锅炉启停、低负荷稳燃时采用0号柴油。由于“W”型火焰锅炉的设计结构特点,锅炉在启动过程中需要严格控制水冷壁热偏差、各管壁及蒸汽温度和升温升压率,又加上汽轮机启动过程中暖机的要求,锅炉冷态启动时间较长,而磨煤机启动投粉时间较晚,造成机组冷态启动时间较长,启动油耗较高。经过分析研究以及实际试验应用,利用烟煤来进行锅炉冷态启动,不仅缩短了启动时间,还达到了节油降耗的效果。
1.设备改造情况
为适应机组烟煤启动,我厂进行了油枪改造:
我厂在2015年前后检修期间进行了油枪改造,将原有的1800kg/h大油枪改造为可调节气化雾化小油枪,每只油枪在300kg/h—1000kg/h区间内可调,由锅炉杂用压缩空气提供雾化、吹扫及冷却风。一是油枪雾化程度高,燃烧较为充分,经试验运行发现无冒黑烟现象。二是油枪出力可调机组启动时根据需要调至800kg/h左右,确保有做够的热量,平时正常运行时调至400kg/h左右,已提供稳燃用油。
2.启动前的准备工作
2.1油枪的准备
启动前在机组启动前,对改造后小油枪做打压试验,做油枪的试投工作(主要包括油枪雾化片清洗、高能点火器试点火、火检头擦拭、油枪及点火枪进退试验、吹扫电磁阀开关试验、进油电磁阀开关试验等,同时联系检修人员检查确认雾化片及油枪清洁正常。)及时发现和消除油枪缺陷。
安排巡检检查压缩空气供气正常,并将B、E磨煤机对应的油枪出力调至800kg/h左右,其他磨煤机保持500kg/h左右。
2.2火检、测点的准备
联系热工人员所有煤、油火检确保工作正常。检查油枪保护逻辑工作正常。检查磨煤机料位测量、温度测量及报警准确无误,特别是B、E磨煤机。
2.3磨煤机的准备
B、E磨煤机作为启动磨煤机,启动前应检查筒体衬板正常,钢球数量大小匹配。同时确保筒体内无残留煤粉,给煤机原煤仓清空无残余原煤,保证烟煤的纯度。
做好制粉系统打压试验,重点检查B、E制粉系统有无漏风,各风门挡板是否关闭严密。
2.4烟煤的准备
准备B、E磨煤机在启动初期投粉,对应的原煤仓尽量上挥发份高、热值高的优质烟煤500吨烟煤(Vdaf在25%左右、Qnet,ar>4500Kcal/kg),B磨煤机原煤仓上300吨烟煤(Vdaf在25%左右、Qnet,ar>4500Kcal/kg),E磨煤机原煤仓上200吨烟煤(Vdaf在25%左右、Qnet,ar>4500Kcal/kg),尽量改善锅炉点火初期的燃烧工况,达到提前投粉的目的。
2.5锅炉给水的准备
对锅炉上水前先用辅助蒸汽将除氧器水温加热到80℃~90℃向锅炉上水,上水过程中逐步提高除氧器温度至150℃左右,当锅炉见水后加强锅炉换水,尽量将汽包壁温加热到100℃左右,有效缩短锅炉升温、升压时间,有利于机组冷态启动节油。
2.6人员的准备
运行的准备。机组启动属于大型复杂性操作,整个的开机过程是否顺利与人员的技能水平有很大的关系,因此要求开机人员经验丰富、技术过硬并且做好充分的开机准备。
设备检修人员的准备。机组整个启动时间一般较长,在特定时间内启动大量设备直至全部设备投入运行。在启动或运行中可能存在或出现缺陷,要求及时消除,所以要求检修人员在特定地点待命。
管理人员的准备。记住启动时,相关的管理人员应到位,以便及时联系沟通,确保开机顺利。
3.启动中重要节点的控制
3.1点火油枪的控制
点火前30min~60min启动引、送风机,结合我厂小油枪点火时风量小、风压低等特点,采用单侧风机运行启动方式。有临炉的情况下及时投入二次风暖风器。风机启动后,维持风量在750~900t/h,锅炉负压在-20Pa~-100Pa之间,大风箱压力控制在600Pa左右。油枪左右前后对称投入8~10支,并及时逐个切换运行油枪,确保每支油枪出力在500kg/h左右。运行油枪套筒及相邻套筒开度控制在20%~30%开度(根据就地燃烧情况调整)左右,其他燃烧器套筒保持关闭。锅炉起压后前维持8~10支支改造后的小油枪运行,锅炉起压后维持12~16支改造后小油枪运行。
3.2磨煤机的启动控制
当空预器出口二次风温达120℃时,启动密封风机、一次风机运行,一次风母管压力控制在5.0KPa左右,准备启动磨煤机。有临炉的情况下提前30min投入一次风暖风器。优先启动B磨煤机运行,启磨前开启容量风将磨煤机暖透后关闭容量风启动(如果B磨煤机有缺陷无法启动则启动E磨煤机运行);启动第一台磨煤机之前通知除灰投入电除尘运行。
3.3锅炉点火烧参数并网前阶段的控制
锅炉点火过程中,全面记录锅炉各膨胀指示值,在锅炉升温升压时,检修部及时检查锅炉各部位膨胀,确保锅炉膨胀不受限。
锅炉点火后及时投入空预器吹灰,确认空预器吹灰压力在0.6~0.8MPa,并密切注意空预器进出口风烟温度。当主汽压力上升至3.5MPa时,将空预器吹灰汽源切换至屏过供汽,投入脱硝吹灰器运行。
启动B磨煤机后,逐渐提高B1/B2/B3/B4小油枪出力至800kg/h左右,其他小油枪出力调整至400kg/h左右。磨煤机料位建立正常后缓慢开启容量风挡板,投入B1/B2/B3/B4煤粉燃烧器运行。投粉时巡检要就地检查煤粉着火情况,煤粉不着或燃烧较差时,应立即退出煤粉燃烧器运行。磨煤机启动后控制B磨煤机的出力在8t/h左右,套筒开度开至50%~60%,根据燃烧情况再适当作调整;磨煤机出口温度控制小于60℃,随着炉内温度上升,根据升温升压率及煤粉着火情况,退出2~3支小油枪运行,适当增加磨煤机出力,最终磨煤机出力不得大于30t/h。
锅炉点火后升温升压速率按照机组启动曲线进行,升温升压率限制如下:
序号 | 点火升压阶段 | 升 温 率 | 升 压 率 |
1 | 锅炉起压前 | ≤66℃/h | < 0.01MPa/min |
2 | 0.1MPa以上 | ≤90℃/h | ≤0.1MPa/min |
整个启动过程中保持锅炉燃油流量在6~8t/h。调整燃油母管压力在2.2MPa左右运行,保证在不加燃油流量的同时尽量增加油枪数量,保证锅炉的热负荷均匀。
通过燃料量、风量、高低旁、烟气挡板等调节手段,控制好主、再热蒸汽压力和温度,以达到汽轮机冲转的蒸汽参数。适当选择较低冲转参数冲转:主汽压力不低于5MPa、主汽温度350℃、再热汽压力1.1MPa、再热汽温度320℃。
中速暖机过程中确保各蒸汽参数稳定,根据暖机速率,适当提高主再热汽温度。暖机结束后,机组将进行相关试验,利用此段时间及时检查各磨煤机备用情况,发现问题及时消除,零缺陷保持备用以便并网后能根据需要顺利启动,尽快加负荷,缩短燃油时间。
3.4发电机并网至油枪全部退出阶段
降低机组启动油耗,必须要缩短机组启动的时间,而并网后磨煤机的启动非常重要。一般情况烟煤启动时第一台烧参数时已启动,在汽轮机各项试验完成准备并网前,启动E磨煤机运行,并提前切至对应油枪运行保证煤粉的燃烧,确保机组并网后压力能维持且缓慢上升。机组并网后,顺序启动各磨煤机运行,逐步增加各磨出力,增加油枪投入。根据主汽压力及汽轮机情况尽快增加机组负荷。当机组出力至300MW时,逐步撤出油枪,负荷至350MW左右时逐步将助燃油枪全部撤出。
4.锅炉烟煤启动锅炉注意事项
在.锅炉启动前,B、E磨煤机对应的原煤仓尽量上挥发份高,热值高的优质烟煤(Vdaf在25%左右、Qnet,ar>4500Kcal/kg),重视就地的燃烧观察,就地巡检与集控室值班员协调配合,合理调整燃烧工况,合理配风,保证燃烧完全,避免油污带入电除尘及脱硫系统。
锅炉投粉前要及时联系除灰投入#1电场运行。
锅炉投粉时要注意观察炉膛压力及烟温的变化,加强就地煤粉着火检查,加强磨煤机煤、油火检的监视,投运磨煤机出口温度严格控制在60℃以内,检查磨煤机各部无漏粉现象。
锅炉投粉后,磨煤机出力要缓慢增加,严格控制锅炉升温升压率,锅炉各膨胀指示、金属壁温不超限。及时投入脱硝,控制出口NOx参数不超标。
锅炉投粉后要加强燃烧调整,适当增加风量,避免缺氧燃烧导致燃烧恶化。加强空预器、脱硝吹灰,同时加强尾部烟道各段烟温的监视,特别是空预器进出口、脱硝反应器进出口烟温,防止烟道发生二次燃烧。
由于烟煤的挥发份较高,着火点前移,容易烧坏燃烧器,应严格控制一次风速不低于23.9m/s,严密监视燃烧器温度不超限。
机组并网初期,锅炉蒸汽流量较小,锅炉主、再热蒸汽温度、压力变化剧烈,应尽快增加机组负荷至150MW左右,调整主、再热蒸汽温度应把握好提前量,控制好风烟挡板、减温水量,分级风箱压力维持在200Pa左右,机组负荷至150MW后逐步开大分级风挡板逐步与二次风箱压力匹配。利用150MW~180MW范围稳定时间进行厂用电切换和主旁路切换操作。
在锅炉启动的各个阶段,集控运行人员要与脱硫系统加强联系与沟通,确保两者操作协调一致。
5.燃用无烟煤。烟煤启动油耗对比分析
采用无烟煤启动油耗情况表1
#1炉 | #2炉 | ||
时间 | 油耗(t) | 时间 | 油耗(t) |
2013.01 | 115(有临炉) | 2013.06.22 | 122(有临炉) |
2014.07 | 117(有临炉) | 2014.05 | 145(无临炉) |
2014.10 | 154(无临炉) |
采用烟煤启动油耗情况表2
#1炉 | #2炉 | ||
时间 | 油耗(t) | 时间 | 油耗(t) |
2015.03 | 77(无临炉) | 2015.04 | 72(有临炉) |
2016.04 | 85(无临炉) | 2016.04 | 67(有临炉) |
2017.03 | 82(无临炉) | 2017.12 | 82(无临炉) |
2018.05 | 88(有临炉,其中扭振试验过程用油约20t) | 2018.05 | 103(无临炉,其中扭振试验过程用油约25t) |
6.结束语
由于云南电力市场发电结构的改变,大量水电机组投产,使火电机组启停频次越来越多。烟煤启动方式不仅能降低机组启动油耗,还能缩短启动时间,极大的降低了生产成本,成为减亏控亏的重要途径。目前,雨汪电厂已完成多次烟煤启动,并仍在不断完善和优化,机组启动油耗屡创新低。但启动过程中仍存在一些不足之处,在升温、升压率的控制及减少油污对电除尘的污染等方面仍存在一些问题,仍有待进一步优化,不断摸索更合理的启动方案。
参考文献:
[1] 杨义军 设计燃用无烟煤锅炉烟煤启动的应用, 自动化应用[C] 2015年
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