采用等离子点火器的锅炉启动温升控制方法

陈俊彬

（福建省鸿山热电有限责任公司福建泉州362712）

采用等离子点火器的锅炉启动温升控制方法

陈俊彬

（福建省鸿山热电有限责任公司福建泉州362712）

分析了采用等离子点火器的锅炉点火初期温升速率过快的原因，并从各个要素出发分别制定了详细的解决对策，大幅度降低了锅炉启动初期水冷壁的温升速率，大大提高了水冷壁运行的安全性。

等离子点火器；锅炉启动；温升控制

等离子点火器以其经济、环保、高效、简单等优势，近几年得到了越来越广泛的应用，逐渐成为我国大型火电机组锅炉燃烧器点火器的主流配置。但是采用等离子点火器要求锅炉在冷态点火时就立即投煤，并且输入煤量较高，由于输入热功率很大，很多电厂在启动初期都存在水冷壁温升速率超标的现象。

H电厂2台600MW机组锅炉采用等离子点火器，启动时锅炉水冷壁温升速率峰值达到5℃/min以上，远远超过了1.5℃/min的控制标准，超速的时间区间长达1h。投产以来锅炉水冷壁多次发生拉裂，其中一次拉裂发生在锅炉点火过程中，可见水冷壁温升速率过快的危害性。

1　影响水冷壁升温速率的因素

1.1燃料量

等离子点火器采用的是点火器直接点燃煤粉的方式，为了稳定燃烧，一次风必须保持一定的煤粉浓度，浓度过低会发生燃烧不稳定甚至灭火的情况。但是燃料量过大，则会导致炉膛输入热功率过高，从而导致水冷壁升温过快。

1.2给水流量

增加给水流量会强化水冷壁的冷却效果，降低水冷壁的升温速率。

1.3给水温度

由于给水在蒸发过程中会吸收大量热量，而在锅炉点火初期，给水温度较低，煤量较小，给水在水冷壁中来不及汽化或者汽化量很小，导致水冷壁升温较快。

2　启动温升控制策略

2.1降低投煤量

表1　H电厂煤种参数

H电厂设计煤种为神华烟煤，校核煤种为晋北烟煤，其工业分析数据如表1所示。其磨煤机原设计初始投煤量20 t/h～22t/h，着火后逐步降到15t/h。为确保燃烧稳定，电厂先用20t/h的煤量进行点火，着火后煤量逐步降低到12t/h，由于粉量减少，为优化燃烧效果，将一次风速控制在15 m/s～20m/s，以确保足够的煤粉浓度，同时适当增加二次风量，二次风挡板开度控制在30%左右，调整后燃烧器在12t/h的低煤量下仍可稳定燃烧，火焰颜色和形状都比较理想。

由于水冷壁温升速率最快的时点是在锅炉投磨点火时，因此必须大幅降低初始投煤量，才能有效降低水冷壁的峰值升温速率，达到提高水冷壁升温安全性的目的。该厂磨煤机采用MPS中速磨，磨辊磨盘间隙依靠煤层厚度进行调节，磨煤机运行时必须有足够的煤量，确保磨辊磨盘可靠分离，以避免磨煤机剧烈震动。为了降低初始投煤量，在磨辊液压拉杆处加装垫片，使磨辊磨盘最小间隙保持在3mm～5mm，确保二者不发生碰磨。

在进行上述改造后，利用机组启动再次进行锅炉最小煤量试验。磨煤机启动时直接采用12t/h的最低稳燃煤量进行投入，各角等离子点火一次成功，火焰燃烧稳定，试验成功。

2.2提高给水流量

H电厂2台锅炉各配置一个炉水循环泵，循环泵最大流量为587t/h。因此锅炉总给水由炉水泵循环水和汽机侧给水组成。在启动初期，由于除氧器的加热，而水冷壁在吸热的同时自身热量也在不断地被低温烟气带走，因此汽机侧给水温度高于水冷壁出口温度，因此对水冷壁的冷却效果比较不明显。而炉水泵给水温度比水冷壁出口温度低为了加强水冷壁冷却效果，H电厂在启动初期将炉水泵给水流量提高到最大值，给水总流量达到800t/h。

2.3提高初始水温

H电厂利用除氧器提前加热给水，延长加热时间，在锅炉点火前将给水温度加热到150℃，水冷壁出口温度达到80℃，分别比之前提高了70℃和30℃。

3　调整效果

表1为锅炉煤、水等启动参数调整前后水冷壁升温状况对比，从表中可以看出，在调整之后，水冷壁的升温速率得到了非常明显的抑制，锅炉升压前水冷壁温升速率从5℃/min大幅下降至2.5℃/min以内，在升压阶段内，水冷壁的升温速率都稳定控制在1℃/min以内，达到了启动控制标准的要求。调整后可以大大提高锅炉启动期间水冷壁的安全性。

表2　参数调整前后水冷壁升温状况对比

4　结语

水冷壁的升温速度，本质上取决于锅炉的煤水比，在这次调整试验中，H电厂在安全运行的前提下最大限度地降低投煤量、提高给水流量，同时提高初始水温，有效缩短了水冷壁高速升温的时间区间。在调整后，锅炉水冷壁整体的升温速度得到了有效控制，达到了启动控制标准，为国内大量采用等离子点火器的机组提供了很好的借鉴。

[1]范从振.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社,1986．

[2]左帅,张峰,周波.1000MW超超临界锅炉启动冷态启动时水冷壁超温的探讨.中国电力,2011（5）：60.

[3]黄伟,于鹏峰,雷霖,陈文.大型锅炉等离子点火系统调试技术及实践.低碳世界,2015（2）：40.

[4]石磐.超临界机组等离子点火系统调试优化.贵州电力技术, 2014（12）：60.

陈俊彬（1983—），男，福建南安人，大学本科，热能动力专业高级工程师，主要研究火力发电厂设备运行与维修。