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生物质锅炉新闻动态
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330MW亚临界锅炉冷态启动及优化燃烧调整
发布时间：2013-10-18 09:24 来源：未知
1、工程概况
1.1锅炉概况
某热电厂一期工程选用2台330 MW空冷供热机组，#l，#2锅炉选用上海锅炉厂有限公司生产的SC - 1178/17.5 -M型亚临界、一次中问再热、自然循环汽包炉。该锅炉采用单炉膛、倒U形布置、四角切圆燃烧方式、中速磨冷一次风直吹式制粉系统、平衡通风、全钢架悬吊结构、伞封闭布置、固态排渣。炉膛采用四角切圆燃烧，每角共装设14层喷嘴，5层煤粉燃烧器、7层二次风、2层燃尽风。每层煤粉燃烧器周围配有周界风，在7层二次风之中配有3层轻油燃烧器。煤粉燃烧器自下而上编号为A．B，C，D，E，二次风喷嘴自下而上编号为AA，AB，BC，CD．DE，EE，OFA，燃尽风喷嘴编号为SOFA1，SOFA2，油层燃烧器自下而上编号为AB．BC，DE。一次风喷然器最大摆角为±200，二次风喷然最大摆角为±300。燃烧器主要运行参数见表1。
1.2等离子点火器实现原理及其配套设备
1.2.1 等离子点火器工作原理
等离子点火器的基本原理是电极接触引弧，即阴极与阳极接触后通过特定的直流电源给阴阳极加大电流，当阴极离开阳极时引燃电弧，同时，电弧在线圈磁力的作用下被拉出喷管之外，压缩空气在电弧的作用下被电离为高温等离子体，形成等离子电弧。该等离子体内含有大量活性粒子，这些粒子正负电荷数相等，对内为良导体，对外显中性，其内部有着上万度的高温。该等离子体射流用机械和磁压缩的方法送至需进行点火的部位，让煤粉通过该等离子体，由于受到超高温的强烈作用，煤粉颗粒在1 ms内迅速释放出挥发分，并被破裂粉碎而再次释放挥发分，从而迅速燃烧。
1.2.2辅助系统
辅助系统由载体空气系统、冷却水系统、图像火检系统、热控系统、冷炉制粉系统、等离子燃烧器壁温监测系统、等离子一次风监测系统等组成。
其中，载体空气系统设计了2种气源：一路为等
离子厂供载体风机提供，载体风同时提供图像火检的冷却风；一路为仪用压缩空气经减压至10 kPa作为载体风。了能实现锅炉冷态启动，在’l磨煤机入口设汁暖风旁路加装了暖风器，通过辅助蒸汽加热可使磨煤机入口风温提高至180℃，满足了锅炉冷态启动的条件并能制出合格的煤粉送入锅炉。
1.3制粉系统及主要设计参数
每台锅炉设有5台MPS190型中速磨煤机，其工作过程如下：需碾磨的原煤从磨煤机的中央落到磨环上，旋转磨环借助于离心力将原煤运动至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。一次风通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上甩出的煤粉混合物烘干并输送至上部分离器，在分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨环，合格的煤粉被一次风带出分离器。磨煤机采用液压加载方式，出力为15~38t/h，给煤机的出力为5—45t/h。
2、锅炉的冷态启动
2.1制粉系统一次风的调平
为了使同层一次风速相同，从而保证锅炉热态时燃烧中心居中，通过一次风管上的可调缩孔进行了同层一次风速的调平试验，试验结果见表2。
2.2热工逻辑的改动及联锁实现
(1)对应于等离子点火系统的制粉系统，增加了“等离子模式”下点火能量的判断：即等离子模式下，A层投粉点火能量是等离子全投；B层投粉点火能量必须是A磨运行且等离子全投，给煤量大于30t/h；C层投粉必须满足A磨运行、等离子全投且B给煤机给煤量大于30 t/h。
(2)磨煤机出口速关阀：正常模式下磨煤机运行禁关；等离子模式下，等离子断弧关闭对应的磨煤机出口速关阀。
(3)制粉系统跳闸：等离子模式下，2/4及以上等离子断弧后制粉系统跳闸。
(4) MFT触发后，通过逻辑和硬接线实现等离子点火器跳闸。
2.3制粉系统暖磨
对制粉系统暖磨，对等离子蒸汽加热器充分疏水暖透后，开启制粉系统的一次风机和密封风机，开启对应的制粉系统的风门调整一次风管风速在18—20 m/s，开展蒸汽加热器的入口手动门，并保持蒸汽参数在0.8 MPa/250℃左右。此外，为了改善着火条件，投入一次风、二次风暖风器，提高了入炉的一次风温及二次风温。
2.4等离子点火系统启动
在制粉系统一次风出口温度达到80℃左右时，进行等离子拉弧，在进行等离子拉弧前确认等离子冷却水压力在0.4—0.6 MPa．载体风压在6—9 kPa．#1～#4等离子燃烧器依次拉弧并观察等离子的电压和电流是否稳定。
2.5锅炉点火启动
在等离子拉弧后，准备启动磨煤机，针对MPS型中速磨的特点，在启动前抬起磨辊，无加载力时转启磨煤机，接着启动给煤机并在给煤量为l5t/h时对磨煤机布煤l min左右，然后降磨辊并设定加载为7.5 MPa，风速为19~20 m/s和初投煤粉质量浓度不小于0.3 kg/kg，风量为45.7 t/h，然后调整给煤量为20 t/h。制粉系统加载达到7.5 MPa后，#l一#4等离子燃烧器很快着火，负压在±500 Pa波动，燃烧状况良好。
2.6锅炉点火时的调整
锅炉点火前调整风箱差压在380 Pa左右、等离子燃烧器对应周界风开度15%、锅炉总风量在30%BMCR；点火后根据锅炉升温升压的需要调整制粉系统出力为15 t/h，对燃烧进行了调整，燃烧情况良好。
2.7冷态启动小结
上述冷态启动过程经历锅炉蒸汽吹管、空冷系统冲洗、冷态启动冲车等几个阶段的考验，锅炉燃烧稳定、升温升压满足要求、汽温汽压在可调范围内。
3、试运过程中出现的问题及处理
3.1等离子点火系统在调试期间遇到的问题及处理
锅炉在冷态启动时，遇到了煤质变化，燃烧明显变差：负压摆动较大，着火距离远且火焰偏弱，不连续。针对煤质变差的情况做了燃烧调整，主要调整过程为：
(1)增加等离子电流，加大等离子功率；
(2)减少阴离子间隙，加强建立更稳定的电弧，防止断弧、灭火；
(3)在蒸汽加热器设计范围内，提高进汽压力、温度，提高一次风温，减少煤粉所需的着火热；
(4)在保证一次风携粉能力的技术上，适当降低一次风速，减少着火距离，使挥发分在经过等离子燃烧器时尽可能析出燃烧；富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；⒛拘伎帕；怪频纳镏士帕Ｈ剂希蔽颐腔褂写罅康难钅灸拘伎帕Ｈ剂虾陀衩捉崭芽帕Ｈ剂铣鍪邸�
(5)关小等离子燃烧器对应的二次风周界风挡板，推迟高速、低温的二次风与一次风的混合，提高了燃烧器喷口的煤粉浓度，更利于燃烧；
(6)在燃烧了一段时间后，逐步提高制粉系统的出力，加强燃烧，空气预热器出口一次风温、二次风温得以很快提高，更促进了燃烧的稳定和改善。
(7)经过上述一系列调整，锅炉燃烧情况有了明显改善。
3.2试运行过程中磨煤机振动原因分析及处理
在制粉系统运行过程中，磨煤机多次出现振动，振动的原因大致可分为2种。
(1)在制粉系统首次启动前，3个磨辊和碾盘之间的间隙没有调平，导致制粉系统在运行时磨盘里的煤层厚度不一致，引起磨煤机振动。处理方法：在磨煤机启动前，必须调整液压储能器内的惰性气体压力，使3个储能器内的压力一致并低于制粉正常运行最低加载力，保证加载力能进入储能器，否则也会引起磨煤机的振动。
(2)针对MPS型中速磨在磨辊落到位后磨辊和碾盘之间没有间隙的特点，在制粉系统运行前，必须抬起磨辊，在它们之间有煤后才可以运行；在给磨煤机布煤时，必须把握合适的给煤量和布煤时间，因为煤层太或太厚都有可能引起磨煤机的振动。处理方法：在给磨煤机上煤时，必须投入除铁器、除木器和碎煤机，大块的铁块、石头和煤矸石等进入磨煤机后也会引起磨煤机的振动，尤其在试运初期，更要加强制粉系统的振动监视；在频繁启动制粉系统时，要加强石子煤的清理，每次降磨辊加载之前都要启动给煤机，如不及时清理石子煤等大块物料，会引起制粉系统的振动。
4、锅炉的燃烧调整及优化
为了掌握锅炉运行的技术经济特性，在锅炉运行负荷下，通过改变影响燃烧的各个因素来确定锅炉燃烧系统的运行方式，从而保证锅炉汽温、汽压、蒸发量等主要运行参数达到设计要求，保证锅炉燃烧着火稳定、火焰中心适当、火焰分布均匀、配风合理、避免严重结焦等，尽量使机组安全、稳定、经济运行，机组带80% ~100%负荷进行了燃烧调整试验。
4.1周界风（燃料风）风量试验
各给煤机转速在70%左右，且燃煤低位发热量高达25 MJ/kg，周界风挡板开度只能在60%一100%小幅变化，以防止因着火点与燃烧器喷口间距过小而烧毁喷口或发生结焦；当周界风挡板开度在80%~100%变化时，因煤质明显好于设计煤种，火焰的稳定性一直较好，没有明显的火焰闪烁现象。在启动初期，为了燃烧稳定，控制周界风开度在15%—20%，避免风速较高的二次风提前与一次风混合而使着火提前；在燃烧稳定后及时调整周界风的开度，周界风的开度是燃烧器对应的燃料量的函数，有效避免了火焰冲墙和燃烧器区域结焦。
4.2辅助风风量试验
风箱与炉膛的压差始终保持在1000 Pa左右。因A-E磨煤机电机轴承温度极度不稳定，为保证设备安全和整套试运顺利进行，平均分配各台磨煤机给煤量，在此运行方式下，炉膛内火焰中心偏高，经现场温度测量，确认火焰中心位于E层喷燃器与燃尽风口之间；同时，在满负荷时全关两级过热减温水的情况丁，锅炉主汽温度偏低，因此，为保证主蒸汽温度，只有将燃烧器摆角向上摆至最大角度以维持较高的火焰中心，满足提高主蒸汽温度的需要。
根据以上锅炉的现实状况和试验期间燃煤的易燃特性，试验期间将AA，AB，BC层辅助风门基本置于最大开度，CD，DE层辅助风门置于75%开度，EE。OFA，SOl'A I，SOFAⅡ层辅助风门置于60%开度。与试验前参照锅炉说明书进行辅助风挡板开度配置的炉内工况相比，此运行方式下炉膛内火焰中心高度和火焰中心的温度有一定下降，同时有效减少了炉膛内的结焦，保证了锅炉连续大负荷运行期间运行的安伞性。
此外，在进行燃烧调整时发现，风箱与炉膛风箱的差压变送器显示明显偏向，差压的取样点分别是二次风箱静压及炉膛出U炉膛静压。由于2个采用点存在30 rn的高度差，导致硅示偏小(显示偏小约300 Pa)，在调整前利用风箱静压与炉膛负压的差值对差压变送器进行了修正。
4.3消旋风(OFA)风量试验
在其他各层二次风小风门调整好的基础七，在80%一100%开度调整消旋风OFA的风门。试验表明，在两侧二次风配风和煤粉分配均匀的情况下，调整消旋风可在一定程度上减小炉膛出口两侧烟温的偏差。
4.4一次风量试验
因A-E磨煤机电机轴承温度极度不稳定，为保证设备安全和整套试验进行，各台磨煤机给煤量平均分配，出力一般维持在20一35 t/h。试验时维持锅炉负荷和各个磨煤机出力（给煤量）不变，在24~ 32 m/s -次风速下调整各磨煤机入口一次风量，同时监视磨煤机进出口差压，利用高温计对炉内温度场进行测量，并进行飞灰含碳量分析。试验表明，当磨煤机给煤量维持在30t/h，一次风速在27—29 m/s时，磨煤机进出口差压基本稳定在3—4 kPa，磨煤机可保证较高的出力，并可避免堵磨；炉内温度场稳定，温度场温度分布均匀，可在维持炉内燃烧区域较高温度水平的同时控制炉内结焦；飞灰呈灰白色，含碳量较低。
4.5总风量试验
锅炉在满负荷时，调整送风机的出力，改变炉膛出口氧量（改变量为额定氧量的3. 5%一4.5%），通过对不同炉膛出口氧量水平下锅炉及辅助设备运行参数的对比，初步确定在燃用低位发热量25 MJ/kg的燃煤时，炉膛出口氧量维持在4.0%左右，飞灰可燃物和排烟温度相对较低，是效率较高的运行配风方式。
4.6煤粉细度试验
锅炉整套调试期间的煤粉细度改变试验结果表明，满负荷时的锅炉煤粉细度Rgo为18%—24%时，可保证磨煤机具有较高的出力，锅炉运行参数和炉膛内各处温度，飞灰含碳量等综合指标较好。
4.7燃烧器摆角试验
锅炉整套调试期间，满负荷时两级过热减温水全关的情况下，锅炉主汽温度偏低。为保证主汽温度水平，将燃烧器摆角向上摆至最大角度，以维持较高的火焰中心。在低负荷时，调节燃烧器摆角可满足再热器出口汽温和壁温调整需要。但在机组正常运行时，再热汽温在设计摆角的基础上，再热汽温偏低大约5℃，如需维持正常汽温，摆角需摆置最上位置（最大角度），此时，会影响机组的排烟温度、进而影响锅炉效率，因此，建议在机组正常运行时运行上层燃烧器。
4.8燃料量分配试验
锅炉整套调试期间，曾分别采用了3种磨煤机投用方式：投用A，B，C，D磨煤机；投用B．C，D，E磨煤机；投用A，B，D，E磨煤机。试验表明，不同的磨煤机投用方式因相应投入的喷口标高位置不同，对炉膛内火焰中心高度影响较大。
4.9灰器投用效果试验
炉膛吹灰后，锅炉主汽温度下降明显，只有将燃烧器摆角向上摆至最大角度，并投用E磨煤机，以维持锅炉主汽温度在正常范围内。因此，在调试期间为尽量降低以上影响，预先进行过热器吹灰；在炉膛内吹灰时，炉膛内有明显掉焦现象，说明炉膛内吹灰效果较好、受热面清洁。
经过上述一系列燃烧调整，锅炉燃烧稳定、不结焦、烟温不偏斜、飞灰和炉灰含碳量较低，通过性能试验证明锅炉的主要参数达到了设计要求，锅炉处于高效稳定运行，验证了燃烧调整的有效性，对运行人员的操作具有积极的意义。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
5、结论
(1)对等离子点火技术在大璎锅炉上的应用过程及注意问题进行了论述，为同类新建机组和已建机组改造等离子点火系统提供参考。
(2)对启动过程中遇到的问题，尤其是等离子点火初期及磨煤机的振动问题进行了分析和归纳总结，同时给出了处理和避免的方法，对同类设备处理有一定的帮助。
(3)通过燃烧调整试验，基本摸清了锅炉的燃烧特性并使锅炉处在一个比较合理的燃烧工况，对运行人员的操作有一定的指导意义；锅炉高效、安全的运行增加了整个机组可利用系数。
(4)为了节省燃油，很多新建机组及投产机组都改造了等离子少油点火系统，对于依靠燃烧器摆角调节汽温的燃烧器而言，底层燃烧器不参与摆动，因此，燃烧器的改动主要在最下层，但是较多机组设计在额定负荷时底层燃烧器备用，下层燃烧器不参与摆动调节；但实际运行人员都希望能够投入下层燃烧器，以使等离子、少油等燃烧器在事故或低负荷时起到稳燃作用。希望设计厂商能针对等离子和少油点火系统的锅炉进行优化设计，以更好地满足用户需要。
