600MW机组冷态启动节油措施

600MW机组冷态启动节油措施

作者：丁吉祥

来源：《中国新技术新产品》2013年第18期

摘 要：针对阳城电厂二期2×600MW间接空冷燃煤机组冷态启动燃油消耗高的情况进行分析，其原因主要是冷态启动时间过长，没有投入邻炉加热系统，汽机暖缸不充分，制粉系统启动较晚，节点控制不合理等。采取投运邻炉加热、提前投入汽机暖缸、采用混煤启动、优化撤油枪过程等一系列节油措施后，冷态启动燃油消耗大幅降低，冷态启动用油由110-150吨/次降低到45-60吨/次，下降了约60%，节省了大量的燃油消耗，冷态启动经济性得到大幅提高。 关键词：600MW；燃煤机组；冷态启动；燃油消耗高；原因；节油措施；经济性 中图分类号：F40 文献标识码：A

阳城电厂二期安装2台600MW间接空冷燃煤发电机组，先后于2007年8月和10月通过168小时满负荷试运行投入商业运行。在投产初期，冷态启动燃油消耗一直居高不下，采取投运邻炉加热、提前投入汽机暖缸、采用混煤启动、优化撤油枪过程等一系列节油措施后，冷态启动燃油消耗大幅降低。 1 设备概况

阳城电厂二期安装2台600MW间接空冷燃煤发电机组，锅炉为东方锅炉厂引进美国福斯特.惠勒技术生产制造的DG2060/17.6-II3型，亚临界、一次中间再热、双拱形单炉膛、“W”型火焰、平衡通风、固态排渣、露天布置、自然循环汽包型燃煤锅炉，设计煤种为晋东南无烟煤。每台锅炉配置6套双进双出、冷一次风正压直吹式制粉系统，每套制粉系统配置6只双旋风筒煤粉分离式燃烧器，共36只燃烧器分别布置在前后墙拱上。二次风采用分级送风方式，两个二次风箱分别布置在前后墙拱部，风箱内用隔板将每个燃烧器隔为一个单元，每个单元又分为6个风箱，由不同的挡板（A、B、C、D、E、F）来控制风量。A、B、C挡板控制拱上环型二次风，D、E、F挡板控制拱下二次风，分三层送入，F挡板进风量最大，拱下二次风占总二次风量的65%。每台锅炉安装36只机械雾化式油枪，燃用#0轻柴油。

汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的NJK600-16.7/538/538型，亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、间接空冷凝汽式汽轮机。高中压缸采用合缸布置，并采用双层缸结构，低压缸为双流反向布置、三层缸结构。汽轮机设计有高压缸倒暖系统，用于冷态启动时对高压缸及转子进行加热。

2 冷态启动燃油消耗高的原因

阳城电厂二期2台600MW间接空冷燃煤发电机组在投产初期，冷态启动燃油消耗一直居高不下，主要是因为冷态启动时间过长，即从点火到油枪全部撤出的时间过长。具体体现在没

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有提前投入邻炉加热，汽机预暖不充分，采用无烟煤启动、着火困难、制粉系统启动较晚，节点控制不合理、延误启动时间等方面。 3 采取措施

3.1 充分利用临炉加热系统，提升点火前炉水温度

锅炉邻炉加热系统可在点火前提高炉水和金属壁温，能将汽包壁温加热到120℃左右，炉膛温度加热到100℃左右，可以缩短启动时间，是节省启动用油的有力措施之一。另外邻炉加热系统的投运对减少升温升压过程中汽包壁温差、改善油枪着火条件也非常有利。投入炉底加热系统前，必须确保汽包内炉水淹没汽水分离器出口，使炉水能通过旋风分离器进入汽包夹层与水冷壁上升管连通。

具体投运步骤和方法如下：（1）在锅炉点火前30 小时投运临炉加热。（2）汽包水质冲洗合格，解除“汽包水位高联开事故放水门”保护。当汽包水位计灌水完毕后，将汽包水位控制在+350mm 左右。（3）关严锅炉底部排污8 路总门，关严连排、事故放水门，以防汽包水位下降，破坏炉水循环。（4）汽包水位稳定后停运电泵。（5）投运蒸汽前必须冲洗蒸汽联箱，防止联箱锈渣进入系统。（6）投运后开启省煤器再循环门。（7）启动空预器，空预器主、辅电机联锁试验合格后保持空预器运行。（8）投运期间关闭过、再热器侧烟气挡板，防止炉内热量散出。（9）监视汽包水位，水位下降时必须找出原因（将系统阀门摇严）。当水位低于300mm时检查就地水冷壁振动情况，必要时停止加热，启动电泵将汽包水位补至+350mm 左右。（10）监视炉底加热联箱压力在0.85Mpa 左右，最低不小于0.75Mpa（可能会造成炉水倒灌进辅汽联箱）。（11）开始停运邻炉加热系统到将汽包放水至点火水位（-100mm）需要40 分钟左右时间，启动过程中做好时间安排。

3.2 提前暖缸，增加暖缸时间，确保冲转一次成功

冷态冲转过程中汽轮机动静各部件温度存在差异，且同一部件的温度也处于非稳态，故造成了高压缸上下缸温差大、高中压缸膨胀不充分、胀差变化大等问题，极易导致汽轮机升速过程中轴瓦振动超标而被迫打闸。在以往冲转时我们采取在2450rpm暖机2～3小时，等到各部件充分加热后才升至额定转速3000r/min，增加了启动用油量。通过多次摸索，现已成熟掌握了高压缸暖缸技术，将开始投运高压缸倒暖（轴封、抽真空系统投运后）提前到冲转前约20小时，有效地增加预暖时间，在冲转前将高压缸预暖到200℃以上，机组冲转基本一次成功，并且机组定速后直接开始并网操作。暖缸过程中利用高压缸本体疏水阀间断开启的方式控制暖缸速度，同时排出缸内的冷凝水，暖缸时注意以下问题：（1）轴封系统压力稳定后，静态ETS 试验结束后，开始投入汽机高压缸倒暖。（2）检查关闭以下阀门：通风阀，高排冷却蒸汽阀、BDV 阀（MAW61AA001）、高排逆止门。（3）检查开启以下阀门：高压缸缸体疏水门、高压主汽门阀座前后疏水门、中压主汽门阀座后疏水门。（4）初期开启高排逆止门前疏水阀、高排逆止门后疏水阀。供汽温度大于饱和温度后，关闭高排逆止门前疏水阀、高排逆止门后疏水阀。投运后定期开启（每小时开启5 分钟）高排逆止门后疏水阀，另外当疏水罐水位

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过高，也应及时开启该疏水门。（5）开始阶段缓慢开启暖缸阀门，控制压力和温度缓慢上涨，杜绝不考虑热应力将暖缸阀一次开到位。（6）及时将缸体凝结疏水排除。（7）投运过程中控制高压缸调节级压力在0.2～0.25MPa，加强监视汽机盘车运行状态，严防由于压力过高，汽机转速高盘车脱扣情况出现。另外严防汽机转子静止情况出现。（8）点火后，通过调节低旁开度，维持热再压力小于0.15MPa。（9）汽机暖缸时加强监视汽机上下缸温差，发现温差有明显增大趋势要及时查找原因，并予以消除。（10）当热再压力大于0.2MPa、主汽压力大于0.5 MPa，退出暖缸。

3.3 采取混煤启动，解决低负荷煤粉难以着火及燃尽问题

煤粉着火和燃尽情况是启动中投粉首要考虑问题，主要影响因素为煤质特性和炉内热负荷。启动中煤粉燃尽率（灰渣含碳量）不可能达到正常运行值，具体值为多少合适无标准值参考，主要从启动过程中炉内燃烧安全（爆燃）和启动后安全运行（积粉再燃烧）两方面进行评判，针对某台锅炉，一般可经过多次启动经验总结出投粉的合适时机。采用掺配烟煤启动是解决启动初期着火及燃尽问题的有效措施，可实现升温升压过程中提前投粉，降低启动用油量。 3.3.1 混煤的着火温度t 与燃料比（FC/Vad）的关系式为t =33.24×（FC/Vad）+439.7（℃）。

根据我厂掺配经验，当掺配比例达到40%时混煤含碳量一般为58%，Vad 为12%时，此时计算着火温度为600℃左右。经对比测量炉膛出口温度约达到350℃时下炉膛温度即可达到600℃。由于出粉量较少，煤粉着火条件的改善，锅炉尾部未燃尽粒状可燃物量不大，引起再燃烧的可能性大幅降低。 3.3.2 投粉时机的选择

（1）升温升压过程中炉膛出口温度约达到350℃或空预器前烟温达250℃可投粉，此时可投运8 支油枪（根据具体情况决定），蒸汽流量在100～130t/h 左右。（2）为保证投粉初期煤粉燃尽，第一台磨煤机建议选择B 或F 磨煤机，此两台磨对应油枪出力较大为1.2t/h。另外其火嘴相邻部位小油枪（0.8t/h）应投运一支。（3）投粉启磨前就地检查工作统筹安排，一次风机、密封风机、磨煤机同时全部检查完毕后方可开始启磨操作。（4）投粉前应试投过再热器减温水，磨煤机运行稳定后根据情况投入减温水运行，保证主再热汽温在可控状态。（5）投粉前根据屏过管壁温度温度余度，适当关小过热器侧烟气挡板开度，开大再热器侧烟气挡板开度。（6）磨煤机启动后在小出力状态下运行，炉内在少煤粉、少陪油枪的方式下燃烧。蒸汽升温升压的同时炉内温度逐渐上升，燃烧状况逐渐改善。 3.3.3 投粉后重点监控状况及参数

（1）投粉后及时观察火焰电视状况，投粉后火焰应发黄，如出现火焰发黑情况，适当增加油枪个数或调整油枪位置，尽量保证火焰明亮。（2）就地看火孔查看炉内投粉后着火状

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况，防止出现局部燃烧恶化现象。（3）监视炉膛负压波动情况，波动范围大说明炉内着火情况不稳定，需调整油枪位置。（4）投粉后若受热面管壁温度超温无法控制，及时减小磨出粉量，无法控制时停运磨煤机。（5）磨煤机启动后对应F 挡板开度均开至20%左右，磨旁路风开度建议不超过20%，以防屏过超温。（6）根据实际情况调整二次风量（一般为250～280m3/s 间调整），在保证燃烧风量的同时还要考虑风量过大易造成火焰中心上升引起管壁超温。（7）启动投粉过程中应派专人取灰样，化验后收集资料。 3.3.4 各台磨煤机启动过程优化

（1）掺配烟煤后，机组并网前可完成两台磨煤机的启动工作，此两台磨在小出力状态下运行。（2）根据情况，提前完成各台磨暖磨工作，压缩启动时间。（3）第二、三、四台磨煤机启动控制重点为防止屏过受热面管壁超温，在启动磨煤机前要检查屏过管壁温度不超490℃，启磨后控制屏过出口汽温不超470℃。主要控制手段为调节蒸汽流量（通过旁路开度控制）和减温水量。（4）在启动第三台磨煤机后开始撤油枪。 3.4 优化撤油枪过程

机组并网后用油量占总用油量的40～50%，其中何时撤油枪及撤油枪速度是影响该阶段用油量的重要因素。通常在启动第三台磨煤机后炉内燃烧基本具备撤油枪条件。此时炉指令大于320mW（参考值，与磨负荷挡板开度有关），蒸汽流量在700t/h 左右，炉膛出口烟温为530～550℃之间。（1）撤油枪的同时测量屏过看火孔处烟温变化情况，防止因撤油枪速度过快导致炉内燃烧恶化。（2）撤出油枪的同时相应增加磨煤机出力，保证炉指令逐渐增加，以确保炉内燃烧强度。（3）撤油枪的同时结合蒸汽流量、汽压、高再前烟温等参数变化情况分析，当下跌幅度较大时，停止撤油枪，分析原因，防止出现燃烧恶化情况。掺烧烟煤启动，主蒸汽流量达900t/h 即可全撤油枪，正常情况下，并网到全撤油枪合理时间为1 小时30 分钟为宜。 4 节油效果

阳城电厂二期600MW机组冷态启动用油见表1（7号机组）。

从表1中7号机组历次冷态启动燃油消耗情况来看，采取节油措施后，节油效果非常明显，冷态启动用油由110-150吨/次降低到45-60吨/次，下降了约60%，节省了大量的燃油消耗，冷态启动经济性得到大幅提高。 参考文献

[1]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].北京：中国电力出版社，2007. [2]武旭升.阳城电厂600MW机组锅炉运行规程 [S].山西：阳城电厂，2008. [3]汪淑奇.单元机组设备运行[M].北京：中国电力出版社，2009.

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