摘要：针对燃烧贫煤的中储式燃煤锅炉冷态启过程中由于粉仓没有煤粉导致启动用油量大、成本高的问题,尝试用高挥发份的烟煤点火启动,在不对设备系统进行大型改造的前提下,使机组冷态启动比原来减少柴油量一半左右,节约经济效益显著。
关键词：火力发电厂；掺烧烟煤；冷态启动；中储式
一、引言
由于受电力市场影响，机组利用小时数大幅下降，尤其夏秋季风电、水电、光伏发电量高时，华豫电厂两台320MW燃煤机组面临双机全停情况。华豫电厂一期两台320MW燃煤机组已于2003年投产，现运行二期两台660MW燃煤机组。一期机组两台320MW燃煤机组，由于一期320MW机组煤耗较高，只有在用电高峰或者在电网运行方式调整时才会双机运行，一般情况都是单机运行或者一期全停。一期全停后在启动过程中，由于粉仓没有热粉，点火后升温升压和机组暖机，启动时间较长，这样就造成了机组启动期间燃油消耗量大，降低了机组的经济性和效益。因此，从减少机组启动过程燃油消耗量人手，寻找切实可行的方案对提高机组经济性有很大的意义
二、机组结构特点概述
信阳华豫电厂一期两台320MW机组，锅炉结构为单炉膛、Л型布置、切向燃烧、仓储式钢球磨制粉系统、露天布置、全钢架悬吊结构、平衡通风、固态机械排渣，制粉系统为筒式钢球磨煤机中间储仓式热风送粉系统，每台炉由四套制粉设备组成，两套制粉设备共用一个粉仓，每套制粉设备有磨煤机、排粉机、给煤机、粗粉分离器、细粉分离器及相关风门、筛子、木屑分离器、锁气器等。干燥介质采用高温风（二次风）。燃烧器布置:四组直流式水平浓淡摆动式低氮喷燃器，每组四层一次风喷咀，11层二次风喷咀，2层三次风喷咀组成，其中在2层二次风喷咀中设置了轻油枪，并相应配备一只高能点火器，A层燃烧器设微油点火小油枪，A层燃烧器设微油点火小油枪。设计燃料为统配贫瘦煤一期挥发份控制目标14-24%发热量不超过4500大卡。
三、燃用烟煤启动的可行性
我厂320MW机组在运行中掺烧过烟煤来降低入炉煤的成本，所以在启动时燃用燃煤从理论上时可行的。由于锅炉燃煤要求挥发份控制目标14-24%发热量超过4500大卡，而烟煤挥发份大于30%发热量超过5000大卡，所以在启动过程使用烟煤，是由于烟煤的挥发份高容易引燃，可以少用燃油且发热量高升温升压快。但是使用烟煤过程中如果控制不当容易发生制粉系统爆炸，一次风粉管内着火，粉仓着火，燃烧器损坏等。所以在启动过程中必须充分考虑制粉系统和燃烧器的安全性在不进行系统大幅改动的前提下进行改造，来满足启动过程使用烟煤，即达到节油缩短启动时间的目的又可以满足安全运行的需要。
四、启动过程使用烟煤的措施
1.1启动初期燃料上煤要求
在机组启动过程中，只有最下层给粉机A/B层给粉机需要使用燃用烟煤，其它燃烧器燃用原有煤种。最下层给粉机A/B层给粉机对应B粉仓（C/D磨煤机供给煤粉）。C/D原煤仓的烟煤只在启动过程使用。因此，机组启动之前给C/D原煤仓上烟煤时应控制烟煤的数量。确定点火前2小时通知燃料运行，往C/D原煤仓上50吨/次优质烟煤（挥发份32%，热值5000大卡）。负荷达120MW，机组运行稳定，值长通知输煤运行调整上煤为挥发份28-30%%，热值4200大卡的混配煤待机组负荷稳定150WM退出燃油后恢复正常上煤要求
由于烟煤的挥发份高、着火点低，必须充分考虑制粉系统和燃烧器的安全性，对于C/D制粉系统从暖磨到燃用烟煤过程中，控制磨煤机分离器出口温度在70 度以下。机组带负荷后，C/D制粉系统出力稳定，视燃烧情况逐渐撇油枪，保留两支A层油枪，用来稳定燃烧。：
1.2烟煤启动过程的控制
1）燃烧烟煤时制粉系统控制要求。对上烟煤制粉系统，控制磨煤机出口温度不超过70℃。运行中注意监视制粉系统主要测点变化，如磨出口温度、磨煤机入口温度、排粉机入口温度、粉仓温度、粉管温度等并对比、分析，如有异常及时到就地测温。控制磨入口负压在-300pa至-600pa之间，筒体差压不大于1300pa，粗粉分离器出口压力不大于-2300pa，保证初期不发生堵煤事件。由于二次风温度50度就启动制粉系统运行，二次风温度比较低煤粉流动性差容易发生细粉筛子堵塞。加强对细粉筛子检查和清理。运行中注意控制上烟煤的粉仓粉位，监视粉仓温度不超过100℃，如粉仓温度持续上升应充二氧化碳气体。
2）燃烧烟煤时对燃烧的控制要求。由于烟煤着火距离短，基本上一出喷燃器口就着火，因此除了调整分离器出口温度控制着火距离外，还根据着火情况提高一次风压控3100-3200Pa，适当开启周界风10%--20%来延长烟煤的着火距离。如一次风温过高，可开启空预器一次风旁路调温手动挡板及电动调节挡板进行调节控制一次风温度不大于190度。控制炉膛微负压，严禁正压运行，防止正压时热风外泄。运行人员监盘发现粉管输粉不畅，风温不正常变化时，特别是一次风管压力剧烈摆动时要立即查明原因，及时降低给粉机转速、关小下粉插板或停运给粉机，严防粉管堵粉。对退出运行的给粉机，一次风管吹扫结束后及时关闭一次风电动挡板，避免粉管温度过高
3）启动过程煤质的控制。上仓50吨烟煤，大概估算能运行时间为1.5小时至2小时之间，同时及时询问燃料各仓料位，防止出现断煤发生，影响燃烧稳定。另外根据负荷及燃烧情况及时通知燃料运行更换煤质，在煤质变化后，及时调整制粉系统运行方式和燃烧控制措施关闭周界风，降低一次风压力，提高磨煤机出口温度等如果出现燃烧波动大，应及时油枪稳燃稳定燃烧。
1.3使用烟煤启动改造的项目：
为能更好的控制磨煤机和排粉机的温度防止制粉系统着火和爆炸。在磨煤机和排粉机家装温度测点。在C/D磨煤机入口增加温度测点两个。在C/D排粉机入口增加温度测点一个。防止粉管漏粉自燃、着火将一次风冷却风门改为可调节型插板门。为防止粉仓着火和爆炸
在粉仓增加充CO2管道。如图2：
五、启动过程中需改进的地方和效果分析：
1.1启动中的不足：
1）本次启动#2机是改造后首次使用烟煤启动，启动过程中由于上煤情况的改变煤质变化后，因前期燃烧比较稳定，当烧至改变的煤质时预想不够充分，出现扰动较大，及时增投油枪后稳燃导致本次升温升压阶段油耗增加。
2）点火前未将汽包壁温提高至100度。这次启动锅炉见水后除氧器加热温度没有及时提高和对汽包进行换水，导致汽包壁温上涨效果不明显。点火时汽包壁温仅有80℃，增加了燃油消耗量。
3）本次启动由于启动前几天一直下雨，启动使用烟煤水分较大，制粉系统启动后，由于二次风温度较低，煤粉流动性较差。制粉系统细粉筛子堵塞一次进行清理导致耗油增加。因此制粉系统运行的可靠性对机组的顺利启动至关重要，这就要求在机组启动之前做好充分准备，运行是根据实际情况加强监视和检查。
1.2效果分析
本次启动过程中合理控制参数，锅炉点火后至汽机冲转，对蒸汽的压力和温度控制合理，不但可以缩短这一阶段的时间，而且可为机组顺利冲转和带负荷打下良好的基础。在机组冲转和带负荷过程中合理控制参数及时调整上煤，并对使用烟煤的制粉系统加强监视和调整使本次启动顺利完成。本次#2机组启动是改造后使用烟煤首次启动，启动过程收到了理想的效果。锅炉冷态启动缩短了启动时间并且耗油量下降明显，由原来的30T左右下降到18T左右。并且在启动过程燃烧稳定未发生异常事件。虽然在整个启动过程，有一些不足的地方但整体控制较好。因此，用烟煤进行冷态启动，控制等当有相当可观的经济效益。
六、结论
中储式燃煤锅炉冷态启过程中利用烟煤进行冷态启动，只要采取有效的措施，不会对锅炉制粉系统和燃烧系统造成损坏，而且在机组启动过程中可以有效地起到稳定燃烧的作用，减少燃油消耗量，产生可观的经济效益。因此，中储式燃煤锅炉利用烟煤进行冷态启动，是一种切实有效的提高锅炉经济性的方式。另外在锅炉低负荷运行和电网调峰等情况使用烟煤也取得很好的效果。
参考文献
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论文作者:杨志
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
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