摘要：介紹國內某大型電站鍋爐在節約燃油方面所采取的措施，總結其中的經(jīng)驗，并分析該電站現有的節油潛力，提出今后節油工作的重點(diǎn)和方向。

　　關(guān)鍵詞：電站鍋爐；節油；燃煤機組

　　在燃煤機組運行中，助燃油一般用于鍋爐點(diǎn)火及運行穩燃。有關(guān)資料顯示：2000年國內30萬(wàn)kW及60萬(wàn)kW機組冷態(tài)啟動(dòng)機組平均用油量分別為908.24t/臺和451.62t/臺，其年平均穩燃用油量分別為546.8t/臺及359.8t/臺。隨著(zhù)國際能源需求的迅猛增長(cháng)，原油價(jià)格迅速上揚，挖掘燃煤機組節油潛力、節能降耗不僅有利于世界不可再生資源的綜合有效利用，更是降低企業(yè)生產(chǎn)成本，增強自身市場(chǎng)競爭力的重要手段之一。

　　1 國內某大型燃煤機組設備概述及其燃油消耗情況

　　機組額定負荷660MW，鍋爐為德國產(chǎn)亞臨界參數自然循環(huán)汽包爐，單爐膛，r型布置，一次中間再熱，平衡通風(fēng)，固態(tài)連續排渣。鍋爐采用0號柴油點(diǎn)火助燃，配有24支蒸汽霧化油槍?zhuān)瑔沃в蜆尯挠土?.8~3.6t/h.鍋爐燃燒系統按雙進(jìn)出磨煤機冷一次風(fēng)機正壓直吹式系統設計，在爐膛前墻、后墻上分別分三層布置有24只旋流式DS燃燒器，單支燃燒器的額定容量為83.7MW.煤粉和空氣從前后墻送入，在爐膛中呈對沖燃燒（前后墻各3排垂直錯列布置）。前、后墻燃燒器上布置有兩層燃盡風(fēng)噴嘴。

　　機組于2002年10月投產(chǎn)發(fā)電。投產(chǎn)初期，由于鍋爐存在嚴重的爐膛結焦，運行不穩定，啟停次數多。機組冷態(tài)啟動(dòng)一次需耗油260~300t，磨煤機啟動(dòng)停助燃每月需60~100t.僅2002年10~12月，機組共消耗0號柴油960t，按當時(shí)油價(jià)3000元/t計算，燃油成本288萬(wàn)元，在一定程度上影響了機組的經(jīng)濟效益。為此，電站技術(shù)人員深入研究主、輔機設備技術(shù)特點(diǎn)，深挖節油潛力，在降低助燃油方面采取了一系列技術(shù)措施。

　　2 節油技術(shù)措施

　　2．1 機組冷態(tài)啟動(dòng)節油

　　大型機組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復雜的不穩定的傳熱、流動(dòng)過(guò)程。由于冷態(tài)啟動(dòng)前鍋爐、汽輪機各部件壓力、溫度接近環(huán)境壓力、溫度，鍋爐升溫升壓、汽輪機暖缸、暖機需要一定的時(shí)間，檢修后的機組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，發(fā)電機和汽輪機需要做多項試驗，鍋爐只能維持在低參數狀態(tài)下運行，需要消耗大量燃油。因此，研究設備特點(diǎn)，合理安排機組冷態(tài)啟動(dòng)步驟，盡量縮短啟動(dòng)時(shí)間，可以節約大量燃油。

　�。�1）采用滑參數啟動(dòng)，機組充分利用低壓、低溫蒸汽均勻加熱汽輪機轉子和汽缸，減少了熱應力和啟動(dòng)損失，鍋爐過(guò)、再熱器的冷卻條件亦得到改善。由于鍋爐、汽輪發(fā)電機同時(shí)啟動(dòng)，縮短了整機啟動(dòng)時(shí)間，減少了燃油消耗。

　�。�2）汽包上水時(shí)，在汽包壁溫差允許的情況下（該機組汽包壁溫差要求任意兩點(diǎn)不大于36℃），盡量提高除氧器給水溫度，保證省煤器出口給水溫度高于汽包壁溫20~30℃，縮短汽包起壓時(shí)間，利于機組節油。

　�。�3）試運中，一度存在鍋爐油槍冷態(tài)點(diǎn)火著(zhù)火困難的問(wèn)題，經(jīng)常出現油槍點(diǎn)燃后燃燒不穩而滅火，不得不頻繁點(diǎn)火，燃油消耗增加。經(jīng)不斷摸索，根據油槍投入時(shí)火焰形狀及油煙顏色，找到了霧化蒸汽壓力、二次風(fēng)量、燃油壓力、燃油溫度的最佳匹配關(guān)系，控制燃油壓力0.7~0.8MPa，霧化汽壓力0.8Mpa左右，冬季提高燃油伴熱溫度，修改步序使中心風(fēng)檔板開(kāi)啟平緩，經(jīng)這些調整使冷態(tài)油槍點(diǎn)火能夠順暢、穩定，同時(shí)減少了燃油不完全燃燒損失。

　�。�4）該機組汽輪機中壓轉子預暖通過(guò)軸封漏氣進(jìn)行，中壓轉子中心溫度達到54.4℃為合格，預暖需時(shí)4h左右。為了縮短中壓轉子預暖時(shí)間，技術(shù)人員將預暖時(shí)軸封蒸汽壓力由0.03Mpa提高到0.04MPa，適當開(kāi)啟軸封疏水門(mén)以提高軸封蒸汽溫度，適當提高凝汽器壓力至15kpa以減少外界冷空氣吸入，使中壓轉子預暖時(shí)間縮短到2h左右。

　　經(jīng)實(shí)施以上措施，縮短了機組冷態(tài)啟動(dòng)的時(shí)間，冷態(tài)啟動(dòng)一次耗油量由原來(lái)的260t以上減少到130~150t.

　　2．2 機組溫、熱態(tài)啟動(dòng)節油

　　機組溫、熱態(tài)啟動(dòng)節油措施主要是提前投入煤粉燃燒。在冷態(tài)啟動(dòng)中，由于鍋爐維持低負荷時(shí)間較長(cháng)，相應爐內燃燒強度及爐膛火焰溫度均較低，投粉過(guò)早、粉量過(guò)多很容易造成爐膛燃燒不充分，使火焰中心上移，鍋爐升壓快，主汽溫度、再熱汽溫難于控制；同時(shí)未燃盡煤粉積聚在空氣預熱器波紋板上，在一定條件下會(huì )產(chǎn)生二次燃燒，燒損空預器。因此，冷態(tài)啟動(dòng)投粉一般選擇在發(fā)電機并網(wǎng)后、鍋爐所產(chǎn)蒸汽已可經(jīng)汽輪機泄放后進(jìn)行，以利于汽壓、汽溫的控制。在機組溫、熱態(tài)啟動(dòng)中，根據汽溫、汽壓及汽輪機脹差情況，電站技術(shù)人員將啟磨投粉時(shí)間提前到機組沖轉前，投粉后即進(jìn)行汽輪機沖轉、發(fā)電機并網(wǎng)操作，既加快了機組代負荷速度，同時(shí)也節省了燃油。

　　2．3 磨煤機節油

　　2．3．1 磨煤機啟動(dòng)節油

　　該機組配置的雙進(jìn)雙出一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統是現代大型火電廠(chǎng)廣泛采用的制粉系統，它適應了大型機組鍋爐容量大、燃煤量大的需要，充分體現了雙進(jìn)雙出球磨機出力大，磨內存粉量多、出力易于調節、系統簡(jiǎn)單靈活等一系列特點(diǎn)。但這種制粉系統也普遍存在磨煤機啟動(dòng)助燃油消耗大這一缺點(diǎn)。按照該機組磨煤機啟動(dòng)邏輯要求，為了保證燃燒的穩定、充分，啟動(dòng)磨煤機必須滿(mǎn)足一定的火焰聯(lián)鎖條件。即使在鍋爐穩定運行中，如需要啟動(dòng)磨謀機，仍需投入該磨煤機對應的燃燒器層或相鄰層的部分或全部油槍?zhuān)�由油槍點(diǎn)燃煤粉燃燒器并為其助燃，直至煤粉燃燒器出力正常、燃燒穩定，才允許油槍退出運行。

　　在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，由于燃料量小、爐溫低、燃燒不穩定，油槍對煤粉著(zhù)火的支持是必須的，但鍋爐穩定運行中，鍋爐底層爐溫已達1000℃以上，且鍋爐配置了易于點(diǎn)火穩燃的低氮型DS旋流燃燒器，磨煤機啟動(dòng)時(shí)煤粉不需要油槍來(lái)點(diǎn)燃。經(jīng)研究試驗，在鍋爐正常運行中，沒(méi)有油槍助燃的情況下，磨煤機啟動(dòng)順利，煤燃燒器著(zhù)火迅速，火焰穩定。在充分考慮安全的基礎上，技術(shù)人員將磨煤機啟動(dòng)必須投油助燃的邏輯做了修改：當機組負荷高于360MW時(shí)，磨煤機允許不投油啟動(dòng)。

　　此項措施，使該機組在日常調峰運行中，啟磨不再消耗燃油，按原來(lái)日常啟磨每次燒油2~5t計算，每年至少可節約助燃油600t.

　　2．3．2 改進(jìn)原熱控保護邏輯，消除磨煤機不必要跳閘

　　直吹式制粉系統中，磨煤機跳閘對鍋爐的安全、穩定運行威脅很大。一旦發(fā)生磨煤機運行中跳閘，鍋爐燃燒迅速惡化，不得不投油穩燃。該機組投產(chǎn)初期，由于磨煤機油站邏輯設計不盡合理，原設計磨煤機頂瓦油壓低無(wú)延時(shí)跳，頂瓦油泵出口濾網(wǎng)堵塞無(wú)法實(shí)現在線(xiàn)清理，磨煤機頻繁跳閘增大了燃油消耗。經(jīng)過(guò)多次攻關(guān)試驗和分析論證，技術(shù)人員將磨煤機頂瓦油系統進(jìn)行了技術(shù)改造，將熱控保護邏輯中增加了50min延時(shí)，實(shí)現了頂瓦油泵出口濾網(wǎng)堵塞在線(xiàn)清理，減少了磨煤機因油系統故障跳閘次數，降低了助燃油消耗，保證了鍋爐燃燒穩定。

　　2．4 加強設備治理，降低鍋爐不投油穩燃負荷

　　由于該電站鍋爐水冷壁設計了大面積和衛燃帶，在機組投產(chǎn)后，一度存在嚴重的鍋爐結焦，并且火焰監測系統可靠性差，爐膛落焦經(jīng)常造成鍋爐燃燒惡化、火檢閃動(dòng)而滅火，初期僅能實(shí)現450MW負荷不投油穩燃，遠遠低于不投油穩燃負荷50%BMCR的設計值。

　　為此，該電站采取了一系列減輕鍋爐結焦，保證鍋爐燃燒穩定性的措施：①去除一部分衛燃帶，保留的穩衛燃帶用隔離帶分割成小塊，避免大焦塊的形成。②改造燃料配煤系統，結合鍋爐結焦情況和運行參數選擇該鍋爐適用的煤種。③安裝遠射程大力吹灰器，及時(shí)清除爐膛積渣。④進(jìn)行噴燃器葉片調整、燃燒配風(fēng)等優(yōu)化燃燒調整。⑤更換更加可靠靈敏的火檢裝置。

　　通過(guò)這些措施，該機組爐膛結焦得到有效控制，鍋爐燃燒穩定性極大增強，最低不投油穩燃負荷降低到400MW，使機組啟動(dòng)過(guò)程中全部停油的時(shí)間得以提前，同時(shí)也減少了運行中降負荷投油的幾率。

　　3 尚待挖掘的節油潛力分析

　　3．1 冷態(tài)啟動(dòng)中投粉時(shí)間的提前

　　目前，很多大型燃煤機組都在探索機組冷態(tài)啟動(dòng)中汽輪機沖轉前投粉以節省燃油的方法，其中的難點(diǎn)主要是：①煤種與爐膛溫度是否允許，煤粉的揮發(fā)份直接關(guān)系到煤粉的著(zhù)火溫度，采取措施提高啟動(dòng)初期的爐膛的溫度和一、二次風(fēng)溫，確保煤粉著(zhù)火和穩燃是實(shí)現早投粉的關(guān)鍵。在布置多臺機組的電站中，可以引出臨爐高溫煙氣來(lái)加熱提高啟動(dòng)鍋爐的爐膛及一、二次溫度。②投粉后汽溫汽壓增長(cháng)較快，如何有效控制汽輪機脹差的問(wèn)題�？梢試L試增加汽缸夾層法蘭螺栓加熱系統，使缸脹加快，以適應提前投粉后轉子的較快的膨脹。③為了避免鍋爐受熱面超溫損壞及煤粉積聚在空預器處，應減少磨煤機啟動(dòng)后最低煤量值，采用投入部分噴燃器的方式，改善配風(fēng)以?xún)?yōu)化煤粉燃燒狀況，減少不完全燃燒帶來(lái)的火焰上移。

　　3．2 進(jìn)一步提高鍋爐燃燒穩定性，降低不投油穩燃負荷至設計值

　　目前由于鍋爐依然存在一定程度的結焦，該電站仍未實(shí)現最低不投油穩燃負荷50%BMCR的設計值，隨著(zhù)設備治理的加強，鍋爐結焦進(jìn)一步減輕，鍋爐燃燒愈加穩定，實(shí)現最低斷油穩燃負荷330MW的目標后，將進(jìn)一步降低穩燃油耗。

　　3．3 改造油槍?zhuān)�降低油槍耗油�?/p>

　　隨著(zhù)油槍技術(shù)的飛速發(fā)展，耗油量小，易于點(diǎn)火穩燃的小油槍成為市場(chǎng)的主流，今后在設備改造中，將逐步選用節油、經(jīng)濟的油槍?zhuān)�以節約燃油。

　　4 小結

　　通過(guò)多年的努力，該大型機組在節油工作上取得了不小的成績(jì)，單機耗油量由2002年的月均320t左右降低到2004年的月均49t，節油效果顯著(zhù)。今后的節油工作將從管理、運行操作、技術(shù)革新等多方面入手繼續開(kāi)展下去，進(jìn)一步增強全體員工的節油意識，實(shí)現大型燃煤機組節能降耗的新突破。    相關(guān)文章水輪發(fā)電機組缺陷的處理與改造常用隔膜泵選型和分類(lèi)介紹化工單螺桿泵的選型分析與比較淺談如何在焊接前調整取料機箱梁淺談機械壓力機安裝精度調整鍋爐用鋼管及鋼材料安全甲醇罐區的火災爆炸危險性分析及防火……

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