350MW机组启动过程利用邻机加热技术应用

马宗田 姚瀚雪

摘要：本文主要阐述在火力发电机组启动过程中，利用邻机加热系统的技术应用以及效果分析，即在2号机组正常运行的情况下，1号机组锅炉点火前利用2号机抽汽系统投运本机2号高加和利用2号机锅炉热一次风对本机磨煤机进行暖磨，此两项邻机加热技术可以提高锅炉的给水温度，加速锅炉热态冲洗，提升暖磨效果，改善锅炉点火环境，缩短机组启动时间，提前投运脱硝系统。在保证机组安全启动的前提下，降低机组启动耗能，提高经济性。

关键词：机组启动;邻机加热;2号高加;热一次风;经济

引言

目前，各火电机组平均利用小时数普遍不高，为适应电网需求，机组启动频繁。但火力发电机组启动过程中的厂用电、汽、水、燃煤消耗量大，冷态启动时，机组各系统设备均处于温度很低的水平，风温、水温均不利于机组快速启动，由此引起的锅炉冲洗时间长、点火不稳定、煤粉燃尽率低、机组升参数慢、耗水量大等，是造成启动时间长、启动耗能高的重要原因。锅炉点火阶段锅炉处于冷风冷炉状态，为达到充分的点火条件，暖磨时间过长;热态冲洗阶段由于冲洗水温度低且升温慢，冲洗时间长，冲洗效果差;升温升压阶段由于给水温度低，导致锅炉产汽量不足，锅炉升压速率慢，而点火前准备、热态冲洗和升温升压时间又约占机组启动时间的大半。因此，缩短机组启动时间，降低启动耗能势在必行。超临界火力发电机组启动过程中，如果点火准备、热态冲洗和升温升压阶段能够采用邻炉供给热一次风暖磨和邻机供汽加热给水，加快暖磨速度，提高给水温度，减少热态冲洗时间，加快锅炉升温升压，可以大大缩短机组启动时间。

我公司一期工程2×350MW机组，两台锅炉热一次风母管设有联络管道，每台炉侧各设一道关断门;两台汽轮机二段抽汽设有邻机加热系统，分别从#1、#2机组二段抽汽逆止门前引出，汇合后分别接入#1、#2机组二段抽汽至2号高加电动门后。为响应我公司节能降耗、挖潜增效的号召，在四月份1号机组启动过程中利用此两项加热技术，以改善暖磨效果，提高锅炉给水温度，缩短启动时间，降低耗能。

1效果分析

1.1在锅炉点火前暖磨阶段，机组冷态启动，锅炉处于冷却状态，点火环境并不理想。此前我厂一直采用等离子暖风器提升点火时的一次风温，通过邻机辅汽加热的等离子暖风器仅能将一次风加热至160℃，磨煤机启动后出口风温仅维持在60℃左右，采用邻炉热一次风暖磨方式后，一次风温提升至260℃以上，较之前提升100℃左右（如表1所示）。锅炉点火后，出口温度能维持在80℃以上。通过提高磨煤机入口热一次风温，加快了暖磨速度，提升了磨煤机干燥出力，提高煤粉温度，有效提升点火成功率，避免煤粉爆燃等情况的发生。从启动一次风机到暖磨结束锅炉点火，近几次机组启动的暖磨平均时长在50分钟左右，较等离子暖风器方式至少缩短半小时，整体机组启动时间缩短，相应的耗电、汽都会随之减少，启动成本势必降低，而且此种方式操作便捷，省去了等离子暖风器的暖管、投运、调整，节省人力。另外，等离子暖风器耗汽量为8.7吨/时，从点火前等离子暖风器暖管到启动第二台磨煤机烟温上涨足以维持一次风温后退出等离子暖风器，平均时长近12小时，蒸汽耗量在100吨左右，按每年机组平均启动5次计算，每年节约蒸汽耗量约500吨，节能效果也很显著。

1.2在锅炉点火阶段，机组冷态启动，锅炉处于冷风冷炉状态。通过2号高加的提前投运，将给水温度提高约20℃，水冷壁温度提高，炉膛温度上涨，点火环境有一定的改善，点火的成功率势必会有所提高，加之，采用邻炉热一次风暖磨后磨煤机出口风温的提高，点火成功后着火更加稳定，燃尽程度更高。如煤粉未完全燃烧沉积在尾部烟道，则有二次燃烧的风险。同样，未完全燃烧的煤粉若附着在脱硝系统催化剂上也会造成催化剂堵塞，损坏催化剂。

1.3在热态冲洗阶段，采用邻机加热系统加热2号高加，给水温度的提高可使启动分离器出口温度更快达到180℃，锅炉提前进入热态冲洗阶段。冲洗水温的提高，可以相应地增加冲洗水流量，热态冲洗效果得到加强，冲洗时间缩短。当启动分离器贮水箱排水Fe<50μg/L，热态冲洗结束，炉水即可全部回收至凝汽器。由表1可知，此次采用邻机加热技术后，热态冲洗耗时减少约40min，冲洗时给水流量按20%BMCR计算，可节省除盐水量151t，节约水费1510元。

1.4在锅炉升温升压阶段，通过邻机加热系统进一步升高锅炉给水温度，增加给水欠焓，提高了锅炉水冷壁的产汽量，燃料量相应降低，烟气量不致于过大，避免了因烟气温度高而产汽量低造成启动时汽温偏高，减温水不急于投入，过热器受热面的安全得以保障，主汽温度也比较容易控制，稳定合适的温升速率不仅可以保护各受热面，也可以保证冲转时汽轮机的安全。采用邻机加热后，锅炉见压快，加快了锅炉的升温升压速率。由表1可知，此次采用邻机加热技术后，升温升压耗时减少约3h。从锅炉点火到机组并网，节约煤量约36t，节约电量约3819kW·h，按煤价500元/吨、电价0.375元/度计算，节省费用约19432元。

另外，未采用邻机加热的机组启动方式汽轮机冲转时，给水温度只有59℃，布置在后部烟道的省煤器为达到一定的温升使锅炉产出同样的蒸汽量来升压，需要更高的给煤量提高烟气温度加热省煤器。与此同时，锅炉水冷壁产汽量小，再热器管道内的汽量也很小，受烟气温度影响较大的再热汽温则较为难以控制，每次启动再热汽温平均要高于主汽温度30℃左右。而此次机组启动，由于给水温度的明显提高，锅炉产汽量变大，给煤量更低，烟气量更低，再热器内汽量加大，再热汽温也可以维持在合适的温升速率内，运行调整更加容易，而且省煤器内外壁温差减小，延长了金属寿命，也可为汽轮机冲转提供合适的蒸汽参数。

1.5在机组并网后阶段，给水温度高达140℃，省煤器吸热量较之前机组启动方式更低，烟气温度相对较高，由表1可知，并网时脱硝系统入口温度已达到240℃，在启动第三台制粉系统后，脱硝系统可快速满足入口温度330℃的投运条件。脱硝系统的提前投运，减少了氮氧化物超标排放的时间，保护设备的同时取得了良好的环保效益。

2注意事项

2.1在开启邻炉热一次风联络电动门准备投入邻炉热一次风时，要注意检查各備用磨煤机的风门全在关闭状态，防止本炉用风量突增，影响邻炉一次风压，威胁机组安全。

2.2投运过程中，先开启本炉热一次风联络电动门，再开启邻炉热一次

风联络电动门，让启动炉对联络管路进行充压，尽量避免对运行炉一次风系统的影响。加减供风量以及投退过程中，操作应尽量缓慢，两台炉值班人员加强沟通，保证参数平稳变化。

2.3邻机加热系统投入前，一定要进行充分的暖管疏水，防止因疏水不足而导致管道剧烈振动损坏设备。

2.4邻机加热系统投入前，确保本机2号高加水位计显示正常，投运后加强监视。

2.5投入邻机加热系统时，操作进汽调门要缓慢，与邻机值班员加强沟通，注意监视邻机再热器压力及再热器管壁温度变化。

2.6投入邻机加热系统时，要密切监视本机二段抽汽上下壁温无上涨，高中压缸上下缸温无变化，如有异常，及时解列，停运系统。

3结论

通过对采用邻炉热一次风暖磨和邻机抽汽加热2号高加的启动方式过程分析可以看出，此技术操作方面安全、可靠;锅炉暖磨时间缩短，点火后着火稳定，热态冲洗过程减短、效果有明显提升;主、再热汽温参数调整更加容易，锅炉升温升压快，缩短了启动时间，大大降低了启动能耗，收益显著;脱硝系统投运提前，减少氮氧化物超标排放时间。累计至今，我厂机组启动过程采用此两项技术已超过8次，在降低设备安全风险的基础上，在经济、环保等方面也有可观的效果。