邻炉热一次风互联技术应用

刘剑 王延清 杨金龙 张民子

摘要：某电厂2×660MW机组锅炉冷态启动从点火到带满负荷时间需8～10小时，温态启动需4～6小时。面对近年来煤炭价格的持续攀升，为降低发电成本，部分锅炉的燃用煤种偏离了设计煤种，不得以掺烧劣质煤种，锅炉燃煤品质持续恶化，锅炉启动时间长、燃油量大，启动成本不同程度的升高。为提高启动速度，使锅炉点火时已处于热风的环境，进行临炉热一次风母管联络改造。

关键词：燃煤锅炉;磨煤机;启动速度;节能

前言：某电厂2×660MW超超临界汽轮发电机组，锅炉由哈尔滨锅炉厂股份有限公司生产的HG-2039/26.15-PM4型超超临界变压运行直流炉，锅炉形式为单炉膛、一次再热、前后墙对冲燃烧，尾部双烟道结构，采用烟气挡板调节再热汽温、平衡通风，露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，无炉水循环泵，配置4台双进双出磨煤机。锅炉配套脱硝装置，锅炉尾部采用选择性催化还原脱硝工艺（SCR）。A侧热一次风出口设置有蒸汽暖风器，机组启动期间，采用蒸汽加热入磨一次风暖风器，提高热一次风温，A磨煤机入磨热风温度平均约140℃，A磨煤机出口风粉温度平均约43℃。

根据上述运行数据可知，在当前热一次风蒸汽暖风器投运的情况下，锅炉磨煤机启动初期的一次风温仍偏低，容易造成启动初期点火效果不理想，燃料燃尽率低，且未燃尽的油污、碳粒会对脱硫系统、空预器系统产生不利的影响。同时，在机组启动过程中，从A磨暖风器投入到投粉共耗时约1小时，且A磨煤机启动约6个小时后，入磨风温才达到280℃，机组启动过程中一次风温升温速度较慢，对初期投粉的燃尽性影响时间较长，机组启动时间一定程度上受到热一次风温的影响。

2改造方案策划

锅炉冷态启动从点火到带满负荷时间需8～10小时，温态启动需4～6小时。锅炉启动时间长、燃油量大，启动成本不同程度的升高。为提高启动速度，使锅炉点火时已处于热风的环境，可进行邻炉热一次风母管联络改造。邻炉热一次风母管联络在一台炉正常运行、另一台炉启动第一台磨时方可投入，磨运行正常或者机组并网后应及时切除邻炉热一次风母管联络系统，防止两台炉相互影响。

3改造后安全可靠性分析

邻炉热一次风方式系统相对复杂，联通管线长，热一次风压高，压差、温差大，连通操作牵涉到正常运行锅炉等原因。安全可靠性比暖风器加热方式差。主要表现如下：（1）两炉均停运时的影响。因无热风来源，第一台锅炉冷炉启动初期无法使用微油点火，如无蒸汽暖风器加热，则锅炉启动初期需要投大油枪以使一次风温达到一定值后方可启动磨煤机进行微油点火。因此，即使进行邻炉热一次风互联改造，现有的热一次风蒸汽暖风器也需备用。（2）热风互联运行操作风险。锅炉风烟系统的风门挡板调节特性一般不会太好，且正常运行炉一次风压较高，在隔离门打开或调节门调节连通的过程中可能会出现正常运行锅炉一次风压的波动，从而影响正常运行锅炉的安全。同时，连通操作风险还来自于运行值班人员的操作熟练程度。（3）热一次风联络关断门不严对临炉的影响。考虑到当两台炉热一次风关断门均不严漏热风时，停运锅炉因漏入热风将检修无法进行，为此在热一次风关断门和热一次风风调节门间隔仓处各加装一个排空门和冷却风门，冷却风取自锅炉密封风机出口，在两台炉热一次风关断门不严漏风时，开启排空门并开启冷却风，可确保热一次风不漏入停运锅炉。

4改造后经济性分析

（1）磨煤机启动时间分析。采用热一次风联通后，磨煤机进口冷热风混合温度应可达到临炉正常运行机组的热一次风温度，理论上磨煤机通风暖磨后即可啟动，且使启动炉的A磨给煤量的调节不再受到干燥出力的限制，从通风暖磨到磨煤机启动，时间少于暖风器加热方式。（2）燃烧效率情况分析。热风联通后，磨煤机进口冷热风混合温度明显高于暖风器加热方式，磨煤机启动20t/h或更高煤量下，预计出口温度能保持在85℃或以上，而在蒸汽暖风器加热方式下，因磨煤机进口风温不高，初期磨煤机出口温度在40-50℃左右，需要锅炉运行近4h磨煤机出口温度才能提升到75℃左右。文献数据显示，锅炉冷炉启动飞灰可燃物可从无热风加热的27.0%左右降至10.0%左右，邻炉热一次风方式在冷炉启动初期煤粉燃烧效率要高于蒸汽暖风器加热方式。从磨煤机启动时间点开始算，热一次风联通方式锅炉启动时间要少于蒸汽暖风器启动方式。其原因在于一次风粉温度的提高，有利于煤粉的燃尽，有利于炉膛温度较快的提升。同时，由于启动时间缩短，启动用油量将会减少，由启动初期干烧造成的氧化皮生产也会相应的减少。（3）一次风机电耗、排烟温度变化分析。邻炉热一次风方式，因热风量利用大，邻炉一次风机电耗会增加，同时邻炉的排烟温度会有所下降。启动初期考虑系统损耗，邻炉一次风量预计增加60t/h左右，邻炉一次风机电耗会增加。（4）对脱硫系统的影响。因邻炉热一次风方式在锅炉冷炉启动初期有利于煤粉的充分燃烧，相对低的飞灰可燃物含量将有利于湿法石灰石-石膏脱硫系统的运行安全。

5实施及效果验证

2021年4月检修期间用时25天完成改造工作。2021年5月19日#2炉启机邻炉热一次风投入使用，大约60分钟磨煤机分离器出口送粉平均温度可以达到75℃，较改造前缩短了约5个小时，改造成功。与造前比较，采用临炉热一次风启动每次节约启动时间2小时，节约燃煤70吨，节约燃油10吨，节约除盐水200吨，节约厂用电1万度，合计每次启动节约成本6.3万元。

结束语：此次应用为火电厂快速响应电网启机要求，提供了实践案例。

参考文献：

[1]孙德利，罗洪新，刘有江.300MW机组锅炉邻炉热一次风联络的应用研究[J].发电技术，2013