余华江
四川华电珙县发电有限公司
【摘要】 珙县电厂2x600MW超临界W火焰燃烧机组在启动过程中，制粉系统启动耗时较长，磨煤机分离器出口风压、风速较低，煤粉气流着火及燃烧不良，炉膛燃烧工况差，煤粉燃烧率低，锅炉机械不完全燃烧损失增加，锅炉启动耗油增加；同时，燃烧器不能根据炉膛热负荷需要进行切换或投停，造成锅炉热偏差大。为使机组启动过程中油粉混烧良好，减少机组启动机械不完全燃烧损失，降低机组启动耗油和热偏差，提高机组在启动过程中的安全性、经济性，就其中原因作出简要的分析，提出在机组启动过程中采用多磨少燃烧器的方法，取得很好效果，以供同行参考。
【关键词】 W火焰燃烧；双进双出制粉系统；一次风压、一次风速；煤粉燃烧；启动耗油；热偏差；多磨少燃烧器
一、引言
珙县电厂一期工程现装机容量为2X600MW超临界机组，其设计和校核煤种为筠连、芙蓉矿区的无烟煤。煤质主要数据如下：
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如上表所示，根据燃用高灰份、高硫份、低挥发份无烟煤的煤质情况，珙县电厂锅炉采用了东方锅炉（集团）股份有限公司制造的型号为DG-1950/25.4-Ⅱ8?型锅炉，其主要技术特征为超临界参数、W型火焰燃烧、垂直管圈水冷壁变压直流锅炉。单炉膛露天岛式布置，燃用无烟煤，一次再热，平衡通风，固态排渣，全钢架，全悬吊结构。锅炉带基本负荷并参与调峰。制粉系统采用双进双出钢球磨煤机正压直吹冷一次风制粉系统，每台炉配6台双进双出钢球磨煤机，24个双旋风煤粉燃烧器；每台磨煤机带4只煤粉燃烧器。双旋风煤粉燃烧器顺列布置在下炉膛的前后墙炉拱上，前墙12只、后墙12只。
从投产以来，珙县电厂#61、#62机组每次冷态启动消耗燃油较多，均在130-140吨左右。由于在机组启动过程中油粉混烧不良，炉膛热负荷不均，沿炉膛宽度热偏差大，锅炉沿炉膛宽度的热偏差以及受热面管壁间的壁温温差达100℃以上，甚至出现水冷壁拉裂的现象。针对投产以来的难题，为减少机组启动过程中燃油消耗、降低沿炉膛宽度的热偏差，从设备运行方式、机组启动过程、“W”火焰燃烧特点、燃烧器结构及布置方式、风粉流程、制粉送粉方式、燃用的煤质等方面查找原因,总结出在机组启动过程中采用多磨少燃烧器的方法，即多台磨煤机部分燃烧器运行，取得了很好的效果。
二、原因分析
根据设备运行方式、机组启动过程、“W”火焰燃烧特点、燃烧器结构及布置方式、风粉流程、制粉送粉方式、燃用煤质等方面分析找出以下原因：
1、制粉系统启动耗时较长
制粉系统采用双进双出钢球磨煤机正压直吹冷一次风制粉系统。制粉系统启动由以下几个主要步骤完成：1、检查系统具备启动条件；2、油站运行正常；3、吹管并打通风道；4、暖磨；5、启动磨煤机、给煤机；6、建立料位；7、调整至正常出力。
正常情况下，磨煤机暖磨从常温暖至90℃左右需要30分钟以上；建立料位需要20分钟左右。因此，启动一套制粉系统需要较长的时间，若煤仓不下煤等原因影响就需要更长的时间。
2、制粉系统启动初期，低出力时分离器出口一次风压、风速较低。
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为防止进入炉膛的燃料瞬间较多，燃烧大幅波动，造成水冷壁壁温偏差大，甚至超温情况出现，制粉系统采用闭磨方式启动。因此，在启动初期建立料位的过程中，磨煤机容量风门开度较小（通常控制在15%以下）；同时，为了控制升温升压速度，磨煤机容量风门也不需要开大。这就造成制粉系统启动初期，低出力时分离器出口一次风压、风速较低，煤粉气流进入双旋风煤粉浓淡分离燃烧器后，旋流减弱，浓淡分离较差，使进入炉膛的煤粉着火不良、燃烧较差。
同时，由上图燃烧器与油枪的布置，可看出因制粉系统低出力时分离器出口一次风压、风速较低，使燃烧器出口的风压、风速降低，煤粉气流过早转弯上飘而脱离油流，造成煤粉气流与油流未完全混合，部分助燃油独立燃烧，油粉混烧不良，燃烧较差，甚至将该燃烧器相邻的油枪投运来达到提高该处的风温也不能使煤粉较好的着火燃烧，煤粉燃烧率极低。
采用择机关闭部分燃烧器关断挡板，投运磨煤机部分燃烧器的方法可大幅提高投运燃烧器的一次风压、风速，达到煤粉气流与助燃油的充分混合，保证着火及燃烧稳定，提高煤粉燃烧率。
3、增减热负荷由启停磨煤机和增减容量风完成，不能根据炉膛热负荷需要进行切换或投停燃烧器。
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如图所示，珙县电厂锅炉炉宽约32米，每台炉配有6台正压直吹冷一次风双进双出钢球磨煤机，24只双旋风煤粉燃烧器，每台磨煤机带4只煤粉燃烧器，双旋风煤粉燃烧器顺列布置在下炉膛的前后墙炉拱上，前墙12只、后墙12只。燃烧器的切换或投停需要靠制粉系统的切换来实现，由于锅炉炉宽较大，启动过程中磨煤机运行台数烧，沿炉膛宽度的热偏差以及受热面管壁间的壁温温差常达到100℃以上，采用多磨少燃烧器的方式后可根据炉膛热负荷需要进行燃烧器的任意切换或投停，有效降低热偏差。
4、在助燃油枪故障不能投运时，该油枪对应燃烧器的煤粉燃烧极差，甚至不燃烧。
珙县电厂2x600MW机组从投产以来，每次启动过程中，部分助燃油枪会出现因油枪卡涩、油枪雾化片堵塞、顺控故障等原因不能正常投运。这就造成该油枪对应燃烧器的煤粉燃烧极差，甚至不燃烧，炉膛负压大幅波动，从而使整个炉膛的燃烧工况变差，汽温波动较大，升温升压不能正常进行，甚至出现管壁超温的情况。采用多磨少燃烧器的方法，在助燃油枪故障时，可不投入对应燃烧器，避免以上问题的出现。。
三、采取的措施
珙县电厂针对以上的问题和原因，为减少机组启动过程中启动制粉系统耗时和煤粉机械不完全燃烧损失增加耗油，同时减少机组启动过程中的热偏差，在机组启动过程中采用多磨少燃烧器的方法，即多台磨煤机部分燃烧器的方法启动和运行制粉系统，通过不断摸索，实施步骤如下：
1、在机组点火升温升压过程中，二次风温达80℃时开始启动A、B一次风机及密封风机运行，进行待启磨煤机（A磨或B磨或E磨）的暖磨工作。暖磨时两侧旁路风门开度维持在20%左右、两侧容量风门逐渐开至30-50%左右，保证磨煤机罐体得到真正预暖。同时，在暖磨后磨煤机清扫风门应关闭，若一次风量较小使一次风机在不稳定工况运行，可同时进行第二套制粉系统的暖磨工作，防止大量冷风进入炉膛降低炉膛温度。
2、当一、二次热风温度达150℃时启动第一套制粉系统运行。磨煤机启动仍采用闭磨方式启动，在启动过程中热一次风压控制在6.3-6.8kpa、磨煤机入口热一次风压不低于3kpa。
3、当一、二次热风温度达180℃（低过入口烟温300℃）时开始进行启动第二套制粉系统的工作。启动方式采用闭磨且关闭磨煤机1-3个出口关断门停运部分燃烧器的方式启动，同时根据燃烧和汽温汽压情况，可关闭第一套运行制粉系统1-3个出口关断门停运部分燃烧器及收小相应的容量风门。风压控制按热一次风压在6.3-6.8kpa、磨煤机入口热一次风压不低于3kpa。
4、在汽机切缸完成后开始启动第三套制粉系统、暖第四套制粉系统工作。转态前启动第三套制粉系统正常，仍采用闭磨且关闭1-3个出口关断门的方式启动，风压控制按热一次风压在6.3-6.8kpa、磨煤机入口热一次风压不低于3kpa。
5、运行人员在暖磨、启动制粉系统、投停燃烧器的过程中应缓慢进行，同时与给水调整人员相互配合，防止给水流量低、升温升压过快等异常事件的发生。
6、在采用多磨少燃烧器的方式启动及运行的过程中，注意磨煤机料位的控制，防止磨煤机满罐的事件发生。可采用一个给煤机且最小给煤量的方式运行。
7、在采用多磨少燃烧器的方式启动及运行的过程中，注意磨煤机出口风温的控制，防止因出口风温高跳磨煤机的事件发生。可采用适当关小热风调节门开大冷风调节门、切换给煤机的方式进行调整。
8、在采用多磨少燃烧器的方式启动及运行的过程中，注意磨煤机燃烧器煤火检的监视，防止无煤火检跳磨煤机的事件发生。可采用切换磨煤机出口关断门的方式处理。
9、在采用多磨少燃烧器的方式启动及运行的过程中，根据燃烧情况、升温升压曲线变化情况，灵活投运燃烧器数量及容量风门的开度。每套制粉系统正常情况下可投运2-4个燃烧器，极端情况下也可短时投运1个燃烧器。同时尽量投运油枪燃烧正常对应的燃烧器。
10、在采用多磨少燃烧器的方式启动及运行的过程中，注意沿炉膛宽度维持炉膛热负荷尽量均匀，减少热负荷偏差。
四、结束语
通过在机组启动过程中采用多磨少燃烧器技术，缩短了启动制粉系统的时间，使机组在启动过程中油粉混烧良好，保证了煤粉气流的着火及燃烧的稳定，使机组启动按升温升压曲线顺利进行，大幅减少了机组启动耗油，每次启动少耗燃油30吨以上，年节约燃油300吨，年节约资金220万元。启动过程中降低了沿炉膛宽度的热偏差以及受热面管壁间的壁温温差，有效防止了水冷壁拉裂，保证了机组安全、经济启动。