论文部分内容阅读
[摘 要]近年来，由于南方电网广东省网用电量增长缓慢，电网装机容量增长较快，加上西电东送负荷越来越多，在网运行机组按照电网调度命令超常规调峰，负荷率低于50%的调峰频次和时间加长，甚至个别时段负荷率只有40%，在深度调峰期间，机组运行的经济性急剧下降，运行工况严重恶化，威胁设备安全，特别是低负荷运行期间，锅炉的稳定燃烧对机组的安全运行影响巨大。鉴于锅炉低负荷稳燃的重要性，本文着重对沙角A电厂200MW机组深度调峰稳燃方式进行探讨，供同类机组进行借鉴。
[关键词]深度调峰 稳燃 配煤掺烧 燃烧调整
中图分类号：C752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0243-02
1. 概述
广东电力发展股份有限公司沙角A电厂一期三台机均为200MW机组，锅炉全部是由哈尔滨锅炉（集团）股份有限公司生产的超高压、一次中间再热、单汽包、自然循环锅炉。该锅炉为单炉膛、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构、Π型锅炉，锅炉型号为HG-670/140-13。
锅炉制粉系统为中速磨煤机正压直吹式一次风制粉系统，每台锅炉配5台北京发电设备厂生产的ZQM-216型中速磨煤机，BMCR工况时，4台磨煤机运行，1台备用。燃烧方式为四角切圆燃烧，每个燃烧器有5层煤粉喷口，每层煤粉喷口与1台磨煤机相配，自上而下为E、D、C、B、A。
锅炉风烟系统配有2台动叶可调轴流式送风机，2台静叶可调轴流式引风机，5台离心式一次风机，2台二分仓回转式空气预热器。
锅炉配有8支以#0轻柴油作为介质的大油枪和4支气化微油枪，可作为机组启停点火和低负荷及机组故障情况时助燃用。
锅炉设计煤质为山西混煤，校核煤质为贵州原煤，煤质资料见表1。
近年来，随着南方电网装机容量的增加，广东地区大型机组的陆续并网发电，加上电网用电量没有同步上升，原本在电网占据主要发电生力军的沙角A电厂，五台发电机组负荷率严重下降，特别是深度调峰情况日益严重，机组负荷率低于70%的调峰频次和时间加长，单台机组调峰负荷甚至降到50%以下也不少见。
随着机组出力的下降，运行工况严重恶化，机组的安全运行受到严峻考验，锅炉的稳定燃烧显得更加迫切，特别必要对低负荷时锅炉的稳燃方式进行分析探讨。
2. 燃烧不稳分析
深度调峰就是受电网负荷峰谷差较大影响而导致各发电厂降出力、发电机组超过基本调峰范围进行调峰的一种运行方式；深度调峰的负荷范围超过该电厂锅炉最低稳燃负荷以下，由于炉膛热负荷较低，送入炉膛燃烧量减少，热风温度降低，以及炉内过量空气系数相对较高，使得炉膛热负荷和炉温降低，燃烧稳定性降低。
200MW机组参与低负荷至100MW左右调峰运行时，因煤粉浓度的制约，必须保证3台磨煤机运行，因此跳停磨煤机或给煤机对机组的安全运行威胁较大，如处理不当将很可能导致锅炉灭火。为此，要进一步提高设备的可靠性，必须加强对辅机可靠性特别是制粉系统状态的分析和管理。
若操作员技术水平低下，责任心不强，在深度调峰时不能及时调节煤量风量，或是不合理停止上下层制粉系统，甚至有些值班员为了节省燃油没有及时投入气化微油槍运行，都可能造成燃烧不稳甚至引起锅炉灭火。
3. 稳燃措施
在没有进行燃烧器稳燃技术改造的情况下，结合气化微油枪助燃技术，为保证一期三台机组锅炉的稳定燃烧，可从以下几个方面着手：
3.1 合理分配机组负荷
深度调峰以保安全、保设备为主。首先要加强与调度联系，根据调峰负荷情况及机组设备状况，合理分配一期三台机组负荷及运行方式，确保机组安全、减少助燃油量。考虑到#1机公用设备最多，一、二期厂用蒸汽互通，邻近机组的负荷偏差值不能太大的实际情况，因#3机靠近二期那一侧，对于一期三台机组深度调峰应优先考虑#2机组，最后才考虑#1、#3机组。
在满足调度负荷要求的情况下，各机组能采用不投油助燃方式运行则尽量采用不投油减负荷的措施；若确实不能满足调度负荷要求，必须投油减负荷运行时，则让一台机组投油减负荷，另两台机组带最低稳燃负荷。此时负荷分配还须考虑投油机组不退出高加运行的情况，即负荷尽量不要低于80MW，否则还是要将另外的机组进行减负荷运行。
3.2 做好锅炉配煤掺烧和保证助燃系统完好
在加强与调度联系，根据省网运行方式，提前做好负荷预测后，要做好配煤调整，确保深度调峰时入炉煤空干基挥发份不低于25%。
做好配煤调整，确保深度调峰时入炉煤的发热量不能太低，挥发分不能太低，确保进炉煤比较容易着火。入炉煤应按管理室制定的配煤方案上煤，低负荷运行时，如遇下雨天气，应及时调用干煤棚的存煤（出现中雨的时候即调用），严防煤湿导致制粉异常、燃烧不稳等问题；
为保证投油助燃可靠进行，油库必须配备足够的燃油存量。锅炉大油枪、微油枪要可靠使用，白天可以通过试投油枪发现缺陷并及时通知检修人员处理来确保备用可靠。在机组投油助燃时油库值班员应加强对油罐油位的监视，在油位低于2.0米时即转备用油罐运行。
深度调峰期间一般都要求投入微油小油枪运行，期间必须对其加强监视。运行中采取增加到就地巡查次数，观察油枪是否漏油漏气、观看着火情况是否良好、CRT调出专门画面监视等手段，来确保其助燃可靠。若发现微油小油枪有缺陷，应马上通知检修人员处理，必要时投入大油枪运行来代替该支气化微油枪。
3.3 加强燃烧调整
各值应安排有经验的值班员监控锅炉盘，认真监盘、精心操作、加强运行参数的监视，密切注视炉膛负压和氧量值的变化，尽量保持锅炉汽温、汽压的稳定。
深度调峰操作过程要平缓，不要大幅度调整，同时应考虑锅炉储热因素带来的影响。负荷变化时，应注意风粉的配合，防止燃烧不稳造成灭火。当低负荷增加负荷时，可适当先加燃料量再加风量；减负荷则相反，可先适当减风量再减燃料。启停制粉系统时，应缓慢操作，密切观察炉膛燃烧情况，特别是炉膛负压和氧量的变化。 3.3.1 尽可能集中燃烧，提高燃烧中心温度。负荷低于130MW运行时，停止上层制粉系统，保留三台制粉系统运行，A、B层制粉系统出力适当提高，使煤粉浓度和热负荷集中。有条件时，制粉系统应选择A、B、C或B、C、D和C、D、E这三种磨煤机组合方式运行，同时注意各磨煤机、给煤机的运行状况，严防断销、堵磨、断煤等异常处理不及时导致锅炉燃烧不稳，甚至灭火。另外，低负荷运行期间，A制粉的正常对锅炉的经济燃烧影响较大，请各值班员对A制粉的运行状况加强呵护，包括加强排渣等，发现异常立即通知检修人员处理。
3.3.2 注意风量的调整。机组低负荷运行期间，炉膛负压尽量维持稳定，保持-40—-60Pa之间运行。同时锅炉总风量任何时候都不得小于满负荷时总风量的40%，具体为不小于300KNm3/h，严格按照氧量控制曲线进行氧量调整，禁止缺氧运行。但也不宜过大，如机组负荷在50%范围，一般氧量维持在5～7%即可。进入低负荷区域，风箱/炉膛差压不得低于0.4KPa，必要时可提高风量来解决。在机组负荷低于50%时，建议关小SOFA挡板至40%以下，开大下层各二次挡板至60%以上，确保煤粒在炉内燃烧完全。低负荷运行时，在确保粉管不堵管的前提下，应尽量降低一次风压，推荐一次风压控制在6KPa左右，以提高煤粉浓度，保证燃烧器区域集中燃烧。
3.3.3 减少外来冷风，尽量提高炉膛温度。据不同煤种，在保证磨煤机安全运行的情况下，尽量提高磨煤机出口温度。机组低负荷运行期间，停运的磨煤机入口风门必须关闭严密，严防大量冷风进入炉膛降低炉温，发现关不严时到就地手紧。停运的燃烧器风门可关小，尽量减少冷风漏入。锅炉干渣系统检修空等应关闭严密，防止大量冷风由此处进入炉膛。
3.4 加强对锅炉设备的巡查
控制好炉膛燃烧器区域热负荷，通过观察孔来查看燃烧状况。
就地检查各观火孔严密关闭，防止冷风漏入炉膛导致炉膛温度降低引起锅炉灭火发生。
要严格执行“炉膛结焦巡视检查制度”，加强对锅炉燃烧器区域结焦情况的检查，发现结焦应立设法清除，防止火焰偏斜刷墙加剧结焦和堵遮火检装置等情况，特别是避免掉大焦造成锅炉灭火的发生。
3.5 故障情况果断投油助燃
投油助燃要正确、果断，避免锅炉灭火，同时要找到稳燃和降耗的平衡点。低负荷运行期间，值班员发现燃烧不稳时，比如一台制粉有故障、气化微油枪单支退出等等，要立即投入大油枪稳燃，待燃烧失稳原因消除后再行退去大油槍，事后汇报。
投油时，应对油枪燃烧情况进行观察，若燃烧不良，应立即进行调整，采用投其它油枪、调整燃油压力等方法来改善，油枪应派专人巡视。
3.6 保持稳定负荷，减少其他操作
深度调峰期间尽可能维持负荷稳定，尽量减少大型厂用马达的启停操作，以免影响锅炉6KV马达的平稳运行。
深度调峰期间尽量减少可能影响燃烧稳定的定期试验以及设备轮换运行，待机组退出深度调峰后才补做。
低负荷运行时，严禁投入炉膛、过热器、再热器区域吹灰器，严防掉大焦引发灭火事故。
低负荷运行时，尽量减少开炉膛观火孔、干渣系统检修孔等操作，以免大量冷空气跑进炉膛降低炉温而影响着火。
4.结束语
深度调峰期间，监盘人员一定要集中精力，提高监盘质量，加强对各仪表的分析，对出现的异常情况要做准确判断和正确处理。深度调峰时由于受热面吹灰减少，结焦机会增加，特别容易出现大焦。假如大焦掉下时会造成炉膛负压大幅波动，可能超过保护值引起锅炉灭火。同时，低负荷时炉内温度水平低，抗灭火能力差，值班员应做好低负荷运行锅炉燃烧不稳灭火的事故预想，杜绝锅炉灭火后事故扩大。
另外深度调峰时要加强对锅炉受热面温度的监视和调整，特别注意由于汽压降低，冷却能力下降引起管壁超温问题，防止受热面管材超温超压，造成受热面泄漏事件发生。
在锅炉燃油助燃期间时，空气预热器必须采用连续吹灰方式，防止二次燃烧的发生。
深度调峰时，脱硫、脱硝和电除尘必须正常投运，特别是要保证脱硫设备的正常运行，因为脱硫停运的话锅炉也会被迫停运。
最后在深度调峰期间，各岗位要确保巡回检查质量，做到设备缺陷早发现、早处理，避免因小缺陷、辅助设备缺陷而影响机组深度调峰甚至造成机组被迫停运。
通过以上措施，才能降低锅炉燃烧不稳现象的发生，机组的安全运行就会大大提高。
参考文献
[1] 沙角A电厂200MW机组锅炉运行规程.
[2] 沙角A电厂1号机组锅炉最低稳燃负荷试验大纲.
[关键词]深度调峰 稳燃 配煤掺烧 燃烧调整
中图分类号：C752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0243-02
1. 概述
广东电力发展股份有限公司沙角A电厂一期三台机均为200MW机组，锅炉全部是由哈尔滨锅炉（集团）股份有限公司生产的超高压、一次中间再热、单汽包、自然循环锅炉。该锅炉为单炉膛、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构、Π型锅炉，锅炉型号为HG-670/140-13。
锅炉制粉系统为中速磨煤机正压直吹式一次风制粉系统，每台锅炉配5台北京发电设备厂生产的ZQM-216型中速磨煤机，BMCR工况时，4台磨煤机运行，1台备用。燃烧方式为四角切圆燃烧，每个燃烧器有5层煤粉喷口，每层煤粉喷口与1台磨煤机相配，自上而下为E、D、C、B、A。
锅炉风烟系统配有2台动叶可调轴流式送风机，2台静叶可调轴流式引风机，5台离心式一次风机，2台二分仓回转式空气预热器。
锅炉配有8支以#0轻柴油作为介质的大油枪和4支气化微油枪，可作为机组启停点火和低负荷及机组故障情况时助燃用。
锅炉设计煤质为山西混煤，校核煤质为贵州原煤，煤质资料见表1。
近年来，随着南方电网装机容量的增加，广东地区大型机组的陆续并网发电，加上电网用电量没有同步上升，原本在电网占据主要发电生力军的沙角A电厂，五台发电机组负荷率严重下降，特别是深度调峰情况日益严重，机组负荷率低于70%的调峰频次和时间加长，单台机组调峰负荷甚至降到50%以下也不少见。
随着机组出力的下降，运行工况严重恶化，机组的安全运行受到严峻考验，锅炉的稳定燃烧显得更加迫切，特别必要对低负荷时锅炉的稳燃方式进行分析探讨。
2. 燃烧不稳分析
深度调峰就是受电网负荷峰谷差较大影响而导致各发电厂降出力、发电机组超过基本调峰范围进行调峰的一种运行方式；深度调峰的负荷范围超过该电厂锅炉最低稳燃负荷以下，由于炉膛热负荷较低，送入炉膛燃烧量减少，热风温度降低，以及炉内过量空气系数相对较高，使得炉膛热负荷和炉温降低，燃烧稳定性降低。
200MW机组参与低负荷至100MW左右调峰运行时，因煤粉浓度的制约，必须保证3台磨煤机运行，因此跳停磨煤机或给煤机对机组的安全运行威胁较大，如处理不当将很可能导致锅炉灭火。为此，要进一步提高设备的可靠性，必须加强对辅机可靠性特别是制粉系统状态的分析和管理。
若操作员技术水平低下，责任心不强，在深度调峰时不能及时调节煤量风量，或是不合理停止上下层制粉系统，甚至有些值班员为了节省燃油没有及时投入气化微油槍运行，都可能造成燃烧不稳甚至引起锅炉灭火。
3. 稳燃措施
在没有进行燃烧器稳燃技术改造的情况下，结合气化微油枪助燃技术，为保证一期三台机组锅炉的稳定燃烧，可从以下几个方面着手：
3.1 合理分配机组负荷
深度调峰以保安全、保设备为主。首先要加强与调度联系，根据调峰负荷情况及机组设备状况，合理分配一期三台机组负荷及运行方式，确保机组安全、减少助燃油量。考虑到#1机公用设备最多，一、二期厂用蒸汽互通，邻近机组的负荷偏差值不能太大的实际情况，因#3机靠近二期那一侧，对于一期三台机组深度调峰应优先考虑#2机组，最后才考虑#1、#3机组。
在满足调度负荷要求的情况下，各机组能采用不投油助燃方式运行则尽量采用不投油减负荷的措施；若确实不能满足调度负荷要求，必须投油减负荷运行时，则让一台机组投油减负荷，另两台机组带最低稳燃负荷。此时负荷分配还须考虑投油机组不退出高加运行的情况，即负荷尽量不要低于80MW，否则还是要将另外的机组进行减负荷运行。
3.2 做好锅炉配煤掺烧和保证助燃系统完好
在加强与调度联系，根据省网运行方式，提前做好负荷预测后，要做好配煤调整，确保深度调峰时入炉煤空干基挥发份不低于25%。
做好配煤调整，确保深度调峰时入炉煤的发热量不能太低，挥发分不能太低，确保进炉煤比较容易着火。入炉煤应按管理室制定的配煤方案上煤，低负荷运行时，如遇下雨天气，应及时调用干煤棚的存煤（出现中雨的时候即调用），严防煤湿导致制粉异常、燃烧不稳等问题；
为保证投油助燃可靠进行，油库必须配备足够的燃油存量。锅炉大油枪、微油枪要可靠使用，白天可以通过试投油枪发现缺陷并及时通知检修人员处理来确保备用可靠。在机组投油助燃时油库值班员应加强对油罐油位的监视，在油位低于2.0米时即转备用油罐运行。
深度调峰期间一般都要求投入微油小油枪运行，期间必须对其加强监视。运行中采取增加到就地巡查次数，观察油枪是否漏油漏气、观看着火情况是否良好、CRT调出专门画面监视等手段，来确保其助燃可靠。若发现微油小油枪有缺陷，应马上通知检修人员处理，必要时投入大油枪运行来代替该支气化微油枪。
3.3 加强燃烧调整
各值应安排有经验的值班员监控锅炉盘，认真监盘、精心操作、加强运行参数的监视，密切注视炉膛负压和氧量值的变化，尽量保持锅炉汽温、汽压的稳定。
深度调峰操作过程要平缓，不要大幅度调整，同时应考虑锅炉储热因素带来的影响。负荷变化时，应注意风粉的配合，防止燃烧不稳造成灭火。当低负荷增加负荷时，可适当先加燃料量再加风量；减负荷则相反，可先适当减风量再减燃料。启停制粉系统时，应缓慢操作，密切观察炉膛燃烧情况，特别是炉膛负压和氧量的变化。 3.3.1 尽可能集中燃烧，提高燃烧中心温度。负荷低于130MW运行时，停止上层制粉系统，保留三台制粉系统运行，A、B层制粉系统出力适当提高，使煤粉浓度和热负荷集中。有条件时，制粉系统应选择A、B、C或B、C、D和C、D、E这三种磨煤机组合方式运行，同时注意各磨煤机、给煤机的运行状况，严防断销、堵磨、断煤等异常处理不及时导致锅炉燃烧不稳，甚至灭火。另外，低负荷运行期间，A制粉的正常对锅炉的经济燃烧影响较大，请各值班员对A制粉的运行状况加强呵护，包括加强排渣等，发现异常立即通知检修人员处理。
3.3.2 注意风量的调整。机组低负荷运行期间，炉膛负压尽量维持稳定，保持-40—-60Pa之间运行。同时锅炉总风量任何时候都不得小于满负荷时总风量的40%，具体为不小于300KNm3/h，严格按照氧量控制曲线进行氧量调整，禁止缺氧运行。但也不宜过大，如机组负荷在50%范围，一般氧量维持在5～7%即可。进入低负荷区域，风箱/炉膛差压不得低于0.4KPa，必要时可提高风量来解决。在机组负荷低于50%时，建议关小SOFA挡板至40%以下，开大下层各二次挡板至60%以上，确保煤粒在炉内燃烧完全。低负荷运行时，在确保粉管不堵管的前提下，应尽量降低一次风压，推荐一次风压控制在6KPa左右，以提高煤粉浓度，保证燃烧器区域集中燃烧。
3.3.3 减少外来冷风，尽量提高炉膛温度。据不同煤种，在保证磨煤机安全运行的情况下，尽量提高磨煤机出口温度。机组低负荷运行期间，停运的磨煤机入口风门必须关闭严密，严防大量冷风进入炉膛降低炉温，发现关不严时到就地手紧。停运的燃烧器风门可关小，尽量减少冷风漏入。锅炉干渣系统检修空等应关闭严密，防止大量冷风由此处进入炉膛。
3.4 加强对锅炉设备的巡查
控制好炉膛燃烧器区域热负荷，通过观察孔来查看燃烧状况。
就地检查各观火孔严密关闭，防止冷风漏入炉膛导致炉膛温度降低引起锅炉灭火发生。
要严格执行“炉膛结焦巡视检查制度”，加强对锅炉燃烧器区域结焦情况的检查，发现结焦应立设法清除，防止火焰偏斜刷墙加剧结焦和堵遮火检装置等情况，特别是避免掉大焦造成锅炉灭火的发生。
3.5 故障情况果断投油助燃
投油助燃要正确、果断，避免锅炉灭火，同时要找到稳燃和降耗的平衡点。低负荷运行期间，值班员发现燃烧不稳时，比如一台制粉有故障、气化微油枪单支退出等等，要立即投入大油枪稳燃，待燃烧失稳原因消除后再行退去大油槍，事后汇报。
投油时，应对油枪燃烧情况进行观察，若燃烧不良，应立即进行调整，采用投其它油枪、调整燃油压力等方法来改善，油枪应派专人巡视。
3.6 保持稳定负荷，减少其他操作
深度调峰期间尽可能维持负荷稳定，尽量减少大型厂用马达的启停操作，以免影响锅炉6KV马达的平稳运行。
深度调峰期间尽量减少可能影响燃烧稳定的定期试验以及设备轮换运行，待机组退出深度调峰后才补做。
低负荷运行时，严禁投入炉膛、过热器、再热器区域吹灰器，严防掉大焦引发灭火事故。
低负荷运行时，尽量减少开炉膛观火孔、干渣系统检修孔等操作，以免大量冷空气跑进炉膛降低炉温而影响着火。
4.结束语
深度调峰期间，监盘人员一定要集中精力，提高监盘质量，加强对各仪表的分析，对出现的异常情况要做准确判断和正确处理。深度调峰时由于受热面吹灰减少，结焦机会增加，特别容易出现大焦。假如大焦掉下时会造成炉膛负压大幅波动，可能超过保护值引起锅炉灭火。同时，低负荷时炉内温度水平低，抗灭火能力差，值班员应做好低负荷运行锅炉燃烧不稳灭火的事故预想，杜绝锅炉灭火后事故扩大。
另外深度调峰时要加强对锅炉受热面温度的监视和调整，特别注意由于汽压降低，冷却能力下降引起管壁超温问题，防止受热面管材超温超压，造成受热面泄漏事件发生。
在锅炉燃油助燃期间时，空气预热器必须采用连续吹灰方式，防止二次燃烧的发生。
深度调峰时，脱硫、脱硝和电除尘必须正常投运，特别是要保证脱硫设备的正常运行，因为脱硫停运的话锅炉也会被迫停运。
最后在深度调峰期间，各岗位要确保巡回检查质量，做到设备缺陷早发现、早处理，避免因小缺陷、辅助设备缺陷而影响机组深度调峰甚至造成机组被迫停运。
通过以上措施，才能降低锅炉燃烧不稳现象的发生，机组的安全运行就会大大提高。
参考文献
[1] 沙角A电厂200MW机组锅炉运行规程.
[2] 沙角A电厂1号机组锅炉最低稳燃负荷试验大纲.