大型电站锅炉节油技术探讨

电力18讯：    
郑福国，王云红

摘要：介绍国内某大型电站锅炉在节约燃油方面所采取的措施，总结其中的经验，并分析该电站现有的节油潜力，提出今后节油工作的重点和方向。

关键词：电站锅炉；节油；燃煤机组

　　在燃煤机组运行中，助燃油一般用于锅炉点火及运行稳燃。有关资料显示：2000年国内30万kW及60万kW机组冷态启动机组平均用油量分别为908.24t/台和451.62t/台，其年平均稳燃用油量分别为546.8t/台及359.8t/台。随着国际能源需求的迅猛增长，原油价格迅速上扬，挖掘燃煤机组节油潜力、节能降耗不仅有利于世界不可再生资源的综合有效利用，更是降低企业生产成本，增强自身市场竞争力的重要手段之一。

1 国内某大型燃煤机组设备概述及其燃油消耗情况

　　机组额定负荷660MW，锅炉为德国产亚临界参数自然循环汽包炉，单炉膛，r型布置，一次中间再热，平衡通风，固态连续排渣。锅炉采用0号柴油点火助燃，配有24支蒸汽雾化油枪，单支油枪耗油量1.8~3.6t/h。锅炉燃烧系统按双进出磨煤机冷一次风机正压直吹式系统设计，在炉膛前墙、后墙上分别分三层布置有24只旋流式DS燃烧器，单支燃烧器的额定容量为83.7MW。煤粉和空气从前后墙送入，在炉膛中呈对冲燃烧（前后墙各3排垂直错列布置）。前、后墙燃烧器上布置有两层燃尽风喷嘴。

　　机组于2002年10月投产发电。投产初期，由于锅炉存在严重的炉膛结焦，运行不稳定，启停次数多。机组冷态启动一次需耗油260~300t，磨煤机启动停助燃每月需60~100t。仅2002年10~12月，机组共消耗0号柴油960t，按当时油价3000元/t计算，燃油成本288万元，在一定程度上影响了机组的经济效益。为此，电站技术人员深入研究主、辅机设备技术特点，深挖节油潜力，在降低助燃油方面采取了一系列技术措施。

2 节油技术措施

2．1 机组冷态启动节油

　　大型机组冷态启动过程是一个复杂的不稳定的传热、流动过程。由于冷态启动前锅炉、汽轮机各部件压力、温度接近环境压力、温度，锅炉升温升压、汽轮机暖缸、暖机需要一定的时间，检修后的机组冷态启动过程中，发电机和汽轮机需要做多项试验，锅炉只能维持在低参数状态下运行，需要消耗大量燃油。因此，研究设备特点，合理安排机组冷态启动步骤，尽量缩短启动时间，可以节约大量燃油。

　　（1）采用滑参数启动，机组充分利用低压、低温蒸汽均匀加热汽轮机转子和汽缸，减少了热应力和启动损失，锅炉过、再热器的冷却条件亦得到改善。由于锅炉、汽轮发电机同时启动，缩短了整机启动时间，减少了燃油消耗。

　　（2）汽包上水时，在汽包壁温差允许的情况下（该机组汽包壁温差要求任意两点不大于36℃），尽量提高除氧器给水温度，保证省煤器出口给水温度高于汽包壁温20~30℃，缩短汽包起压时间，利于机组节油。

　　（3）试运中，一度存在锅炉油枪冷态点火着火困难的问题，经常出现油枪点燃后燃烧不稳而灭火，不得不频繁点火，燃油消耗增加。经不断摸索，根据油枪投入时火焰形状及油烟颜色，找到了雾化蒸汽压力、二次风量、燃油压力、燃油温度的最佳匹配关系，控制燃油压力0.7~0.8MPa，雾化汽压力0.8Mpa左右，冬季提高燃油伴热温度，修改步序使中心风档板开启平缓，经这些调整使冷态油枪点火能够顺畅、稳定，同时减少了燃油不完全燃烧损失。

　　（4）该机组汽轮机中压转子预暖通过轴封漏气进行，中压转子中心温度达到54.4℃为合格，预暖需时4h左右。为了缩短中压转子预暖时间，技术人员将预暖时轴封蒸汽压力由0.03Mpa提高到0.04MPa，适当开启轴封疏水门以提高轴封蒸汽温度，适当提高凝汽器压力至15kpa以减少外界冷空气吸入，使中压转子预暖时间缩短到2h左右。

　　经实施以上措施，缩短了机组冷态启动的时间，冷态启动一次耗油量由原来的260t以上减少到130~150t。

2．2 机组温、热态启动节油

　　机组温、热态启动节油措施主要是提前投入煤粉燃烧。在冷态启动中，由于锅炉维持低负荷时间较长，相应炉内燃烧强度及炉膛火焰温度均较低，投粉过早、粉量过多很容易造成炉膛燃烧不充分，使火焰中心上移，锅炉升压快，主汽温度、再热汽温难于控制；同时未燃尽煤粉积聚在空气预热器波纹板上，在一定条件下会产生二次燃烧，烧损空预器。因此，冷态启动投粉一般选择在发电机并网后、锅炉所产蒸汽已可经汽轮机泄放后进行，以利于汽压、汽温的控制。在机组温、热态启动中，根据汽温、汽压及汽轮机胀差情况，电站技术人员将启磨投粉时间提前到机组冲转前，投粉后即进行汽轮机冲转、发电机并网操作，既加快了机组代负荷速度，同时也节省了燃油。

2．3 磨煤机节油

2．3．1 磨煤机启动节油

　　该机组配置的双进双出一次风正压直吹式制粉系统是现代大型火电厂广泛采用的制粉系统，它适应了大型机组锅炉容量大、燃煤量大的需要，充分体现了双进双出球磨机出力大，磨内存粉量多、出