1概况
贵州兴义电厂1、2号锅炉为北京巴威公司生产的B&WB-1900/25.4-M型超临界参数“W”火焰直流变压锅炉。该锅炉为超临界参数、垂直炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的型锅炉。锅炉设计燃煤为普兴矿区的无烟煤。制粉系统采用双进双出钢球磨煤机冷一次风机正压式直吹系统，每台炉设置6台BBD4360双进双出磨煤机。
贵州兴义电厂2×600MW超临界机组#1、2机组分别于2011年5月和12投产发电，在机组冷态启动过程中，由于锅炉自身的设计结构特点，启动初期水冷壁容易出现局部超温，热偏差较大，控制难度较大，极易出现膨胀拉裂现象，锅炉点火后对升温升压的速率控制要求非常严格、加上汽轮机暖机、开机试验等工作的需要，冷态启动时间较长，冷态启动一次的燃油消耗量在100t以上，与其他类型的发电机组相比，启动油耗仍存在较大的差距。
2 烟煤启动和低负荷掺烧的可行性分析
2.1 燃烧器适应性分析
兴义电厂锅炉使用的燃烧器为北京巴威公司生产制造的浓缩型EI-XCL低NOx双调风旋流燃烧器，该型燃烧器的主要特点是能够将煤粉气流进行浓淡分离，通过调节内外二次风的比例能够调节煤粉气流的刚性和旋流强度，燃烧稳定性非常好，能适应炉膛温度不太高时燃烧烟煤的调节需求。
2.2 锅炉结焦状况分析
兴义电厂B&WB-1900/25.4-M型锅炉在下炉膛前后拱下水冷壁四周设计布置有1350m2的卫燃带，通过停炉后多次对水冷壁、火嘴、乏气风口和分级风口的检查，在设计的卫燃带敷设区域，水冷壁的表面均匀覆盖着一层约20mm厚的结焦层，结焦层表面光滑平整，喷口周围无明显的结大焦现象，屏过有局部挂焦的现象。
2.3 烟煤启动及掺烧结焦性分析
兴义电厂锅炉设计用煤为普兴矿区的无烟煤，近几年来对实际燃煤的化验分析可以看出，实际燃煤的发热量、灰分、挥发分等基本接近于设计值，但灰熔融性与设计值差距较大，结焦并不十分严重。
煤质分析对比情况：
设计煤质、实际煤质和拟采用烟煤的水份、灰分、挥发分和发热量对比，不难得出，兴义电厂实际燃用煤质接近于设计煤质，煤质较为稳定，拟采用的烟煤，除挥发分明显高于设计使用的无烟煤外，水份、灰分接近实际燃煤，发热量比实际燃煤稍有提高。
设计煤质、实际煤质和拟采用烟煤的灰熔融性对情况:
从上表中可以看出，兴义电厂实际燃用煤质灰熔点低于设计值达200℃，实际燃煤比设计煤种更容易结焦。拟采用的烟煤灰熔点比实际燃煤灰熔点约低20℃，使用烟煤掺烧后会更容易结焦，因此必须采取一定的预防措施防止严重结焦。
3 烟煤启动方案
3.1烟煤启动前期准备工作
在每次计划性停机检修或非紧急故障停机以外的非计划性停机检修前，均选择烧空B、E两台磨煤机的原煤仓并抽空B、E磨煤机内的煤粉，利用B、E磨煤机在启动过程中来磨制烟煤进行掺烧。因此，在机组启动之前确保B、E原煤仓内无存煤，向B、E原煤仓进烟煤，计划各上150吨烟煤。
3.2 烟煤投运时间和燃油量的控制
兴义电厂在进入磨煤机前的热一次风母管上增加旁路暖风器，锅炉启动时利用临机蒸汽来加热一次风，在锅炉点火后极短时间内就能快速提高一次风温度在120℃以上，在锅炉点火投运B磨或E磨油枪运行正常后，就同步对B或E磨煤机进行暖磨，提高磨煤机出口风温至70℃，启动B或E磨煤机运行，在烟煤燃烧稳定后，保留运行的B或E磨煤机对应的四只油枪运行，调节稳燃油量在2.2—2.5t/h左右，维持该运行工况并配合增减B或E磨煤机出力完成机组启动过程中的升温升压、暖机、试验、并网直至带初始负荷等前期阶段所需热负荷。当2台磨制烟煤的磨机出力已不能满足机组负荷的要求时，启动其它磨煤机开始磨制无烟煤。
3.3 烟煤掺烧安全控制措施
烟煤掺烧主要采取了以下安全技术防范措施：
（1）控制一次风速不低于20m/s，防止管道积粉；
（2）适当增大内二次风量，减少外二次风量，提高煤粉气流的刚度，使着火点与喷口保持合理的距离，防止喷口结焦和烧坏火嘴；
（3）投运火嘴沿炉膛宽度尽可能均匀，防止局部过热造成管壁超温；
（4）磨煤机出口温度控制不超过80℃；
（5）磨煤机分离器上增设膜片式防爆门，防止制粉系统爆炸对设备造成损坏；
（6）水冷壁热偏差控制在50℃以下，防止膨胀不均应力过大拉裂水冷壁管；
（7）严格控制升温升压速率，防止管壁超温爆管；
（8）严格控制煤仓烟煤煤量，当负荷达到300MW后应烧尽烟煤，结束烟煤掺烧。
4 节油效果分析
2016年下半年采用烟煤启动后，冷态启动一次的耗油量降至50～60t。2017年6～7月，利用#1、2机组C修的机会增设了热一次风旁路暖风器，在投用旁路暖风器的情况下采用烟煤掺烧，冷态启动一次的耗油量降至30～40t。
目前，在使用旁路暖风器和采用烟煤启动的方式下，单次冷态启动节约燃油在50t以上，节油效果十分显著，每次可节约燃油费26万多元。按每台机组冷态启动5次计算，单2台机组冷态启动就可节约燃油费用近300万元。算上低负荷掺烧烟煤稳燃节油和其他状态启动的节油，每年可节约燃油费用在500万元以上，有相当可观的经济效益。当然，若能在启动阶段进一步优化，提高操作水平，减少启动时间、减少200MW负荷后油枪数量、撤除全部油枪的负荷点适当提前，则将启动油耗降至30t以下是完全可以达到的。
5 结束语
超临界参数“W”火焰锅炉利用烟煤进行冷态启动和低负荷掺烧稳燃，只要采取有效的措施，在启动过程中控制得当，是不会对锅炉制粉系统和燃烧系统造成损坏的，利用烟煤启动，可以大大降低机组冷态启动用油，在低负荷时合理地掺烧烟煤稳燃，可以大量地节约稳燃用油。使用烟煤启动和低负荷掺烧技术，既能节油，又能提高锅炉燃烧的稳定性，能产生极其可观的经济效益，是一种切实有效的节油降耗、提高锅炉稳定性和经济性的方式，值得进一步推广。若在锅炉点火时前利用临机蒸汽将水冷壁温度提高到100-110℃，并在锅炉点火前就投运热一次风母管上的旁路暖风器，在投运油枪后就启动磨煤机制粉掺烧，不断提高操作调整水平，适当缩短启动时间，则节油效果将会更加显著。
论文作者:张正樵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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