技術概述
在燃煤機組運行中,助燃油一般用于鍋爐點火及運行穩燃。國內30萬kW及60萬kW機組冷態啟動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。隨著國際能源需求的迅猛增長,原油價格迅速上揚,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,更是降低企業生產成本,增強自身市場競爭力的重要手段之一。
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,鍋爐為德國產亞臨界參數自然循環汽包爐,單爐膛,r型布置,一次中間再熱,平衡通風,固態連續排渣。鍋爐采用0號柴油點火助燃,配有24支蒸汽霧化油槍,單支油槍耗油量1.8~3.6t/h.鍋爐燃燒系統按雙進出磨煤機冷一次風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噴嘴。
機組于2002年10月投產發電。投產初期,由于鍋爐存在嚴重的爐膛結焦,運行不穩定,啟停次數多。機組冷態啟動一次需耗油260~300t,磨煤機啟動停助燃每月需60~100t.僅2002年10~12月,機組共消耗0號柴油960t,按當時油價3000元/t計算,燃油成本288萬元,在一定程度上影響了機組的經濟效益。為此,電站技術人員深入研究主、輔機設備技術特點,深挖節油潛力,在降低助燃油方面采取了一系列技術措施。
技術原理
目前,很多大型燃煤機組都在探索機組冷態啟動中汽輪機沖轉前投粉以節省燃油的方法,其中的難點主要是:
①煤種與爐膛溫度是否允許,煤粉的揮發份直接關系到煤粉的著火溫度,采取措施提高啟動初期的爐膛的溫度和一、二次風溫,確保煤粉著火和穩燃是實現早投粉的關鍵。在布置多臺機組的電站中,可以引出臨爐高溫煙氣來加熱提高啟動鍋爐的爐膛及一、二次溫度。
②投粉后汽溫汽壓增長較快,如何有效控制汽輪機脹差的問題。可以嘗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,應減少磨煤機啟動后最低煤量值,采用投入部分噴燃器的方式,改善配風以優化煤粉燃燒狀況,減少不完全燃燒帶來的火焰上移。
進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,該電站仍未實現最低不投油穩燃負荷50%BMCR的設計值,隨著設備治理的加強,鍋爐結焦進一步減輕,鍋爐燃燒愈加穩定,實現最低斷油穩燃負荷330MW的目標后,將進一步降低穩燃油耗。
改造油槍,降低油槍耗油量
隨著油槍技術的飛速發展,耗油量小,易于點火穩燃的小油槍成為市場的主流,今后在設備改造中,將逐步選用節油、經濟的油槍,以節約燃油。
鍋爐節油技術的意義
以300MW機組(五臺磨)為例,要機組停運時間較長時,需要將原煤倉煤粉拉空。特別是在直吹式制粉系統中,就要對原煤倉進行合理配煤,保證在最低穩然負荷(一般40%額定負荷左右)以下投油。
在開始停機前做好準備,對上層的磨煤機停止上煤或少上煤,對下面兩臺磨煤機要求上煤質較好的煤。在開始停爐之前拉空上層一臺或兩臺磨原煤倉的煤量(根據負荷要求而定),在200MW時運行下層或中間三臺磨,在120MW左右最低穩然負荷時運行下層兩臺磨,根據燃燒情況投油穩然,然后依降溫降壓要求逐漸拉空另為兩臺磨。在這中間根據實際情況對對后停運的原煤倉可補上少許煤。合理的配煤與燃燒,不但煤粉濃度集中,有利燃燒,保證火檢的正常,也不至于過早投油穩然。從某電廠停爐合理的配煤來看,可以節油一半以上,取得了良好的效益。
火電廠鍋爐啟、停及節油設備的改造將有巨大的節油潛能,若做好節油工作,每年可節月人民幣至少在100萬元以上。各廠根據不同運行方式,在運行中需進一步的摸索完善,制定出一套行之有效的節油方案,將會為火電廠的降耗增益走出重要的一步。