烟煤启动技术在1 025 t/h贫煤锅炉上的应用

何 诚，魏 刚，杨守伟，樊 旭

(河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021)

石家庄良村热电有限公司2台300 MW热电机组锅炉为1 025 t/h亚临界、中间再热、自然循环汽包炉，采用四角切圆燃烧方式，共布置3台双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机带2层燃烧器。设计煤种为收到基灰分30.21%，收到基水分6.5%，干燥无灰基挥发分16.02%。为节省燃油，下层燃烧器改造为少油点火燃烧器，每个燃烧器内布置了2只小油枪。锅炉尾部烟道布置了脱硝系统。脱硫系统采用无旁路设计，排烟系统采用烟塔合一技术。

1 烟煤启动技术的提出

在贫煤锅炉启动时，若利用投运的大油枪来提高炉膛温度，在具备投粉条件后，投入制粉系统，经过一段时间的油煤混烧后撤出大油枪，机组继续升负荷，并逐渐投入电除尘，这样由于存在较长时间的电除尘退出过程，大量含尘烟气将对脱硫塔、石灰石浆液、烟塔内填料、循环水及烟塔等设备造成严重的污染或者腐蚀；若采用少油点火系统直接冷炉投煤启动时，贫煤较难着火的特性，导致启动初期煤粉的燃烬率极低，大量未完全燃烧的煤粉会积存在尾部烟道、脱硝系统催化剂及空气预热器换热面上，存在较高的尾部烟道再燃烧风险，无法利用少油点火系统实现锅炉少油启动[1]。

机组启动调试期间，锅炉吹管、汽轮机冲转及并网前电气试验均要求一个较长时间的锅炉低负荷运行过程，同时由于调试期间设备、系统均为首次投运，大量的消缺工作导致机组启停频繁，长时间的低负荷运行工况，不仅提高了燃油消耗量，而且对脱硝系统催化剂、脱硫塔及浆液、烟塔内填料、循环水、烟塔等造成严重污染或腐蚀。

为降低燃油消耗量，保证设备安全，提出在机组吹管及启动期间锅炉燃用高挥发分烟煤的启动方案，即在最下层燃烧器对应的A磨煤机供给高挥发分烟煤。在机组启动过程中通过小油枪直接点燃煤粉，保证较高煤粉燃烬率，并同步投入电除尘，减少烟气中的灰尘含量。

2 烟煤启动相关系统分析

少油点火系统炉前设计油压为1.2 MPa，单只小油枪出力为120 kg/h，每个燃烧器配2只小油枪，采用压缩空气雾化和吹扫。为保证小油枪燃烧配风，配置了2台助燃风机，一用一备，直接为少油点火燃烧器供风。为满足锅炉冷炉启动制粉的需要，在A侧空气预热器出口热一次风道内布置了风道燃烧器，设置了2只压缩空气雾化小油枪，单只油枪出力180 kg/h，经风道燃烧器加热的一次风与冷一次风混合后进入磨煤机，风道燃烧器助燃风设计2路，一路来自磨煤机密封风母管，一路来自风道燃烧器助燃风机。为确保小油枪能迅速稳定的点燃煤粉，A层喷燃器采用中心浓淡分离技术，小油枪火焰直接点燃浓相煤粉，煤粉浓度较低一次风包裹浓相煤粉，冷却喷燃器。

鉴于启动调试期间锅炉低负荷运行时间较长，为减小锅炉低负荷运行期间可燃物再脱硝系统催化剂上的积聚，从辅助蒸汽联箱引出1根蒸汽管道供脱硝系统吹灰用汽，从而保证在低负荷运行期间脱硝系统能够定期吹灰。

3 烟煤启动实施方案

锅炉上水前投入除氧器加热，汽包见水后保持低水位，投入底部加热，逐渐将汽包壁温提高到100 ℃左右，退出底部加热。检查机组具备启动条件后启动引、送风机，A侧一次风机，密封风机，投入风道燃烧器，对A磨煤机进行暖磨。保持热一次风压力在5 kPa左右，调整磨煤机入口风门开度，控制一次风管内风速在18 m/s左右，调整少油点火燃油母管压力在1.2 MPa左右，投入少油点火燃烧器。在各角少油点火油枪着火良好、磨煤机出口温度达到70 ℃左右时，关小A磨煤机两侧负荷风门至5%左右，开大A侧旁路风门保证一次风管内风速，启动A磨煤机、A2给煤机，增加给煤量建立磨内料位，控制磨煤机内差压料位计差压在500 Pa左右。缓慢增加负荷风门开度，减小旁路风门开度，增加磨煤机出力，同时保持粉管内一次风速，控制磨煤机出口温度在70 ℃左右，调整对应二次风门开度，确保煤粉着火稳定迅速，燃烧充分。

煤粉投入需要加强对热一次风道壁温和少油点火燃烧器壁温的监视，防止烧损设备。热一次风道壁温可通过调整小油枪供油手动门来降低供油压力，必要时可停运1只小油枪，待空气预热器出口热一次风温升至150 ℃左右即可退出风道燃烧器的运行。燃烧器壁温可通过调整一次风速、风粉混合物温度、周界风风量等来调整。根据机组冷态启动升温升压曲线要求调整磨煤机出力，控制升温升压速率不超限。磨煤机料位正常后控制磨煤机出力在18 t/h左右，一次风速20 m/s，出口温度70 ℃左右，观察炉内着火良好，燃烧器出口向火侧火焰明亮，炉膛负压波动幅度在300 Pa左右，炉膛能见度良好。投粉2 h后炉膛负压逐渐稳定，温升率保持在0.6～1.0 ℃/min范围内。

机组并网后增加A磨煤机出力逐渐升负荷，待A磨煤机出力增至28 t/h左右时，逐只投入B层煤粉燃烧器，同时增加磨煤机出力，启动A1给煤机，A磨煤机转换为双进双出运行方式。在投入B层燃烧器时注意应逐只投入，同时增加A磨煤机出力，避免最下层燃烧器燃烧强度大幅降低导致燃烧不稳。在A磨煤机出力增加至45 t/h左右，机组继续升负荷时，可启动B磨煤机，投入C层燃烧器。待机组负荷升至稳燃负荷以上时，可退出少油点火燃烧器的运行。

4 烟煤启动过程中应注意的问题

a. 燃油系统管道必须用蒸汽进行充分吹扫，确保燃油系统管道吹扫干净。油循环时先对主路进行大流量冲洗，合格后对少油系统进行油循环，防止内部杂物堵塞少油系统滤网或者小油枪枪头，导致小油枪灭火。

b. 风道燃烧器油枪进油手动门必须确保能严密关闭，且每次停止其运行时必须关闭手动门，防止燃油漏入热一次风道发生着火事故。运行中监视风道燃烧器火检信号、一次风温度，防止小油枪灭火，而燃油没有及时切断造成大量燃油进入一次风道。

c. 点火前必须投入空气预热器连续吹灰，且维持辅助蒸汽联箱压力在0.8 MPa左右。脱硝系统吹灰器可视脱硝系统前后压差变化情况投入。

d. 点火前省煤器灰斗、电除尘灰斗程控输灰系统必须投入，防止点火初期含大量可燃物的飞灰自燃。锅炉点火后可同步投入电除尘，减小对系统及环境的污染。

e. 磨煤机启动后应就地观察煤粉着火情况，通过对一次风速、磨煤机出口温度、磨煤机出力、小油枪供油压力、助燃风压力等进行调整，确保煤粉着火良好，燃烧器壁温不超限[2]。

f. 磨煤机出口温度必须严格控制在75 ℃左右，防止磨煤机出口温度过高导致制粉系统发生着火、爆炸。磨煤机消防蒸汽处于热备用状态，可随时投入。空气预热器出口热一次风温度达到150 ℃时，可退出风道燃烧器运行。

g. 投粉后应定期取样化验煤粉细度及飞灰可燃物含量，飞灰可燃物含量偏高时可通过调整煤粉细度、小油枪出力、磨煤机出口温度、粉管内一次风速及煤粉浓度等，提高煤粉燃尽程度，防止可燃物被带进尾部烟道发生二次燃烧。

h. 制粉系统启停过程中必须进行充分吹扫，确保磨煤机和风粉管道内部无明显煤粉聚集，长时间停机时需烧空原煤仓。

5 结论

a. 石家庄良村热电有限公司1号、2号机组通过采用烟煤启动技术，用小油枪直接点燃煤粉进行锅炉吹管及机组整套启动，使大油枪在机组调试期间基本没有投入，节省了大量燃油，提高了机组调试期间的经济性。

b. 烟煤启动过程中电除尘、脱硫系统同步投入，减少了对脱硫系统、循环水系统的污染，降低了污染物排放量，使机组启动更加经济、环保。

c. 通过对少油点火系统、制粉系统及锅炉燃烧配风情况进行调整，能保证着火稳定后飞灰可燃物含量在13%左右，喷燃器及水冷壁不结焦，燃烧器壁温不超限。

d. 制粉系统运行稳定，没有发生自燃和爆炸现象。锅炉燃烧稳定，调试期间没有发生由于尾部烟道再燃烧、烟温升高及燃烧不稳而产生的灭火、放炮现象。

e. 冷炉启动直接投煤能满足锅炉冷态启动升温升压曲线要求，升温升压速率不超限，受热面金属壁温不超限，主、再热蒸汽温度能满足汽轮机冷态启动要求。

参考文献：

[1] 姚 斌．大型低挥发份煤锅炉燃烧运行问题的研究[D]．武汉：华中科技大学，2005.

[2] 岑可法,周 昊,池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].北京:中国电力出版社,2003.