关键词：无燃油；等离子；改造
引言
等离子点火系统是在锅炉点火时用等离子弧，通过特殊设计的燃烧器，点燃大量煤粉，达到以煤代油启动锅炉的目的。另外在锅炉停运阶段或低负荷及深度调峰运行时，可以将该系统投入，以实现稳燃的目的。该技术可以大幅度减少或取代锅炉点火启动和助燃用油，降低发电成本，为企业创造巨大的经济和社会效益。
1 设备概述
河北国华沧东电厂1、2号锅炉为600MW汽包炉，于2006年投产，每台炉配6台正压直吹式中速磨煤机，5台磨煤机可带MCR负荷，1台备用；燃烧器为四角切圆布置，每角燃烧器共6层；启动方式采用A层等离子点火并在AB、CD、EF层装有助燃油枪。
2 改造的必要性
2.1 国家能源发展战略要求
由于新能源的不断开发应用，燃煤机组必须参与电网的深度调峰，这增加了电站锅炉点火及低负荷稳燃的用油量。另外，为适应能源供应形势的变化，我国加大了对燃煤锅炉节油或无油点火技术的开发与应用工作，以期大幅降低或完全取消锅炉点火启动、停运及稳燃的用油量。因此，从安全性、经济性及国家能源发展战略来看，采用无油等离子点火技术是燃煤锅炉今后发展的必然趋势。
2.2 设备系统老化
沧东电厂目前使用的等离子点火系统采用的是烟台龙源公司早期生产的DLZ-200型产品，至目前已投运十三年。因系统投运时间过长，导致故障率高；阴、阳极使用寿命短，造成锅炉启动时间延长，增加了启动成本，同时减少了发电时间；煤粉点燃后火焰的稳定性差，有时需投运燃油进行辅助燃烧。因此，从锅炉启动的安全性和经济性考虑，需要对原等离子系统进行改造升级。
新型DLZ-80型等离子发生器与DLZ-200型性能比较如表1所示：
2.3 运行经济性比较
使用油枪点火的燃煤电站目前均采用节油型微油枪点火方式，机组全年正常运行期间微油点火与新型等离子点火经济性数据比较如表2所示：
从表中数据可得出：采用无油等离子点火比微油枪点火全年运行费用可节约42.3万元。
3 系统改造方案
3.1 临机加热系统
等离子点火初期与油枪比较，热负荷较为集中，易造成锅炉受热面金属膨胀不均，因此存在管内氧化皮剥落的风险。对于配有油枪的锅炉，在启动等离子前投入油枪进行短时暖炉，当炉膛达到一定温度后再投运等离子，则会避免这一问题的出现。对于无油锅炉，要求点火前将炉膛温度提高，这就需要加装“临机加热”系统。“临机加热”就是利用相邻机组的“抽汽”加热“本机”的给水，让给水在进入锅炉前即达到一定的温度，从而间接提高炉膛的温度，使受热面金属内、外壁在点火初期的壁温差减小。
目前多数电厂采用的“临机加热”系统布置如下图：
采用“临机加热”系统在锅炉点火前进行暖炉，不仅减少了金属受热面的壁温差，而且在锅炉启动前各受热面内就充满了湿饱和蒸汽，减少了管内积聚的氧气，从而有效的防止了氧化皮的生成，并且可以缩短机组启动时间，节省了燃油和风机的耗电量，从而节约了机组的启动费用。
3.2 等离子布置方式
目前沧东发电厂锅炉燃烧器采用A层等离子设置，这种布置在锅炉停运阶段或低负荷及深度调峰稳燃时，在取消燃油系统的情况下，炉膛火焰位置较低，不能很好地对主、再热汽温进行调节。
常规六层的四角切圆燃烧器，当采用无油等离子点火时，一般将最下层及中间层设置为等离子点火层，这种设置对引燃两台等离子层中间的燃烧器更强，并且能达到很好的稳燃目的。
从锅炉启停的安全性和机组低负荷及深度调峰角度考虑，在对A层等离子进行改造的前提下，考虑在D层新增等离子点火系统，当锅炉启动时利用A层进行点火，当机组停运或低负荷及深度调峰负荷波动时，投运D层等离子进行稳燃以保证安全。
对A层等离子进行改造并新增D层燃烧器费用如表3所示：
对A层4台原等离子进行升级改造并新增D层4台等离子装置，共需费用440万元。
4 改造的可行性
4.1 经济性核算
4.1.1 直接经济效益
每台炉升级改造4台等离子装置并新增4台，正常运行期间比微油点火约节油42.3万元/年；锅炉每次冷态启动需投入AB层油枪进行1h暖炉，耗油量6吨，按C级检修1.5年/次及临修1次/年计算，约需费用5万元；无油等离子系统因增加了“临机加热”不需暖炉，减少了风机、泵类及其它辅机的启动时间，缩短了机组的并网时间，此项费用每小时创造利润约3万元，锅炉启停按2次/年计算，节约费用约6万元。综上，经改造后每台炉每年节约费用约53.3万元。
4.1.2 间接经济效益
点火系统经改造后，因取消了燃油系统，从而减少了安全管理及炉前燃油设备运行维护成本的投入，此项费用也相当可观；此外，在机组停运阶段及深度调峰负荷不稳时，可直接投入等离子，大大节约了投入燃油的费用。
4.2 社会效益
锅炉无燃油点火是燃煤电站发展的必然趋势，无燃油等离子点火系统改造符合“构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系”这一国家能源发展战略的要求，社会效益显著。
5 结语
从沧东发电厂等离子系统目前运行的安全性、经济性及国家能源发展战略来看，对现有等离子设备进行升级改造并取消炉前燃油系统既是设备的要求，也符合国家能源发展战略形势，会取得显著的经济和社会效益。
参考文献：
[1]胡德义.浅谈临机加热改造[C].第四届热电联产节能降耗新技术研讨会论文集（上册）,2015.04
作者简介：
郑立刚（1972年），男，汉族，天津市宝坻区人，本科，高级工程师，研究方向：火力发电厂金属技术监督及锅炉检修
论文作者: 郑立刚
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：等离子论文; 锅炉论文; 系统论文; 燃油论文; 万元论文; 机组论文; 负荷论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;