劉海明，羅 凱，許 濤，黃中柏

(國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院，湖北 武漢 430077)

0 引言

隨著中國電站設(shè)備制造水平的提高，自上世紀(jì)八十年代以上海電氣、東方電氣、哈電集團為代表的國產(chǎn)發(fā)電設(shè)備開始走出國門，產(chǎn)品銷往東南亞、南亞、中東、南美洲、非洲等發(fā)展中國家的電力市場。隨著“一帶一路”國家戰(zhàn)略的深入，國內(nèi)越來越多的設(shè)備制造和施工企業(yè)將走出國門，去開拓更廣闊的國際市場。

國網(wǎng)湖北省電力科學(xué)研究院作為國內(nèi)最早走出去的調(diào)試單位，從1980年代先后承接了巴基斯坦、印度尼西亞、馬來西亞、伊朗、印度、越南、敘利亞、巴西等十多個國家的電站調(diào)試項目[1]。由于國外火電工程的技術(shù)規(guī)范、試驗標(biāo)準(zhǔn)、驗收程序等與國內(nèi)工程有著很大的差異，國外火電工程調(diào)試過程中產(chǎn)生了許多新問題、新困難，項目進展不順利。本文通過印度尼西亞、越南、印度等十余臺機組的分系統(tǒng)及整套啟動調(diào)試工作經(jīng)歷，分析了國外電站項目鍋爐調(diào)試的難點及風(fēng)險，提出了規(guī)避風(fēng)險的相關(guān)措施。

1 鍋爐調(diào)試過程中的技術(shù)難點及分析

1.1 鍋爐設(shè)計存在問題

設(shè)計煤種的性質(zhì)是鍋爐設(shè)計的重要依據(jù)之一。設(shè)計煤種是鍋爐廠在設(shè)計時采用的煤種，鍋爐廠依據(jù)此數(shù)據(jù)進行鍋爐的初步設(shè)計和熱力計算，確定鍋爐的主要運行參數(shù)、性能數(shù)據(jù)和受熱面的結(jié)構(gòu)形式和布置，這個煤種也是鍋爐投產(chǎn)后最常用的煤種。若國外煤種與國內(nèi)典型煤種存在較大差異，鍋爐設(shè)計過程中對設(shè)計煤種的特性認(rèn)識不足，將導(dǎo)致鍋爐在調(diào)試及試運過程中存在燃燒不穩(wěn)定、受熱面超溫、結(jié)焦、排煙溫度高等問題。

在越南某電廠W火焰鍋爐調(diào)試過程中，鍋爐在滿負(fù)荷下燃燒不穩(wěn)定，調(diào)試單位在經(jīng)過多次燃燒調(diào)整后，仍需多只油槍助燃。后按鍋爐廠設(shè)計、調(diào)試人員的方案進行調(diào)整，鍋爐仍無法實現(xiàn)斷油運行。表1是越南國內(nèi)同一鍋爐廠對兩臺鍋爐的設(shè)計數(shù)據(jù)。

從表1可見，越南某電廠燃煤的干燥無灰基揮發(fā)分、灰分、發(fā)熱量等指標(biāo)皆比國內(nèi)某電廠的煤質(zhì)差，屬于極難燃燒的無煙煤，調(diào)試人員初步判斷鍋爐的熱負(fù)荷不足是鍋爐在滿負(fù)荷無法斷油的主要原因。后耗時半年經(jīng)兩次改造，在爐膛增加了約600㎡的衛(wèi)燃帶，最終實現(xiàn)了滿負(fù)荷斷油并達(dá)到了設(shè)計的70%最低穩(wěn)燃負(fù)荷，鍋爐改造成功。

表1 同類型鍋爐設(shè)計數(shù)據(jù)對比Tab.1 Design data contrast between same type boilers

1.2 燃油系統(tǒng)存在的問題

隨著國內(nèi)節(jié)能要求的提高和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，目前國內(nèi)新建大容量電站鍋爐多采用等離子或微油油槍等點火方式。而出口國外的機組出于投資成本的考慮或業(yè)主的要求等原因，鍋爐點火基本仍采用傳統(tǒng)的三級點火方式：高能點火器點燃輕油，輕油點燃重油，然后點燃煤粉。輕油油槍采用機械霧化方式，重油油槍多采用蒸汽霧化方式。

重油因黏性大、流動性差、雜質(zhì)多等原因易出現(xiàn)點火難、霧化不均勻、燃燒不穩(wěn)定等問題。印度某廠的重油油槍投運后，火焰呈柱狀，著火距離遠(yuǎn)，燃燒不完全，火焰尾部甩出大量油滴，爐內(nèi)彌漫黑煙。油槍對應(yīng)的二次風(fēng)擋板只能維持5%～10%的開度，若開大二次風(fēng)擋板進行補風(fēng)，著火距離變遠(yuǎn)導(dǎo)致油槍熄火，油槍燃燒情況見圖1。調(diào)試人員根據(jù)燃燒調(diào)整的結(jié)果，建議油槍廠家對油槍進行改造，增大油槍霧化片的角度。改造后，霧化角度從80°增大到115°，重油燃燒效果改善明顯，重油霧化良好，燃燒距離縮短，可開大二次風(fēng)擋板進行補風(fēng)，促進燃油的完全燃燒。圖2為改造后重油油槍的燃燒情況。

圖1 調(diào)整前重油油槍燃燒情況Fig.1 HFO oil gun combustion condition before adjustment

圖2 調(diào)整后重油油槍燃燒情況Fig.2 HFO oil gun combustion condition after adjustment

油槍運行期間要保持空氣預(yù)熱器吹灰器連續(xù)運行，避免未燃盡的油氣在空氣預(yù)熱器蓄熱元件沉積而造成火災(zāi)事故。另外有些國家因售油企業(yè)或業(yè)主監(jiān)管不嚴(yán)，購入的燃油存在以次充好甚至摻水等問題，要定期對入爐油質(zhì)進行分析檢測，對油罐進行排水檢查。

1.3 冷態(tài)通風(fēng)試驗

按國內(nèi)調(diào)試導(dǎo)則[2]，鍋爐冷態(tài)通風(fēng)試驗包含以下內(nèi)容：1）風(fēng)量測量裝置的標(biāo)定；2）一次風(fēng)的測量和調(diào)平試驗；3）風(fēng)門擋板動作試驗；4）通風(fēng)阻力特性試驗；5）燃燒器擺角位置的調(diào)整。印度尼西亞、越南、巴西、印度等國家目前沒有冷態(tài)試驗的相關(guān)規(guī)程或?qū)t，國際上也沒有類似ASME的相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致國外項目業(yè)主對于冷態(tài)試驗內(nèi)容提出很多要求。試驗單位可以嘗試將國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)向外方業(yè)主進行耐心解釋，說明冷態(tài)試驗的目的和內(nèi)容，很多業(yè)主給予了理解和支持，但說服印方業(yè)主的難度很大。

某印度項目采用四角切圓燃燒方式的鍋爐，印方擔(dān)心爐膛出口水平煙道及尾部煙道存在氣流偏差而導(dǎo)致鍋爐受熱面出現(xiàn)磨損，于是要求調(diào)試人員在冷態(tài)試驗時對水平及尾部煙道多個截面（如圖3）測量煙氣流速，并要求各處風(fēng)速偏差＜±15%；若偏差超出此范圍，則需布置擾流板對煙氣流速進行調(diào)整，直到風(fēng)速偏差滿足要求。如果按業(yè)主要求進行試驗，若風(fēng)速不滿足要求，將進行反復(fù)的測量和調(diào)整，試驗難度大。中方同鍋爐廠進行了溝通，由鍋爐廠發(fā)正式文件向業(yè)主解釋鍋爐在設(shè)計過程中控制風(fēng)速偏差采取的措施以及在運行過程中調(diào)整煙溫偏差的方法，當(dāng)前設(shè)計可確保鍋爐受熱面安全穩(wěn)定運行。經(jīng)過多次解釋后，業(yè)主最終認(rèn)可了中方冷態(tài)試驗。

1.4 燃煤煤質(zhì)變化大

圖3 冷態(tài)試驗風(fēng)速測量截面Fig.3 measuring sections of cold state test

如1.1節(jié)所述，鍋爐是基于設(shè)計煤種進行設(shè)計的。國外項目采購流程不嚴(yán)謹(jǐn)，因政局不穩(wěn)或自然災(zāi)害等原因，業(yè)主采購的燃煤會與設(shè)計煤種存在很大差異。例如，某廠設(shè)計煤種是高灰分低熱值的印度煙煤，采用直吹式雙進雙出鋼球磨制粉系統(tǒng)。試運行后期因煤礦罷工，印度煤產(chǎn)量受影響，于是業(yè)主從印度尼西亞進口了高揮發(fā)分的印度尼西亞煤。調(diào)試單位多次取原煤樣進行分析，經(jīng)計算，印度煤的煤粉爆炸性指數(shù)Kd[3]范圍在2.0～3.5，印度尼西亞煤的煤粉爆炸指數(shù)范圍在8.9～9.4，印度尼西亞煤屬于極易爆炸的煤種。從設(shè)備及人員安全角度出發(fā)，調(diào)試單位建議慎重使用印度尼西亞煤，可以嘗試按10%的比例逐步加量混燒印度尼西亞煤。對于調(diào)試單位的建議，總包和印方業(yè)主沒有引起重視，他們認(rèn)為“是煤就能燒”。在試運行過程中，發(fā)生兩次制粉系統(tǒng)爆炸事故，因鋼球磨煤機煤粉存儲多，爆炸能量大，導(dǎo)致磨煤機出口粉管及燃燒器嚴(yán)重受損。

為保證機組試運期間的安全穩(wěn)定運行，調(diào)試單位需要求燃料供應(yīng)部門定期提供入爐煤發(fā)熱量、水分、揮發(fā)分、灰分等分析報告，運行人員需及時根據(jù)煤質(zhì)變化調(diào)整制粉系統(tǒng)、鍋爐運行參數(shù)。若煤質(zhì)超出鍋爐設(shè)計煤種的范圍，建議進行摻燒試驗，通過試驗確定摻燒比例，切不可在未掌握燃煤特性的情況下，大范圍使用新煤種。

1.5 可靠性運行時間長

對于國內(nèi)300 MW及以上的機組，連續(xù)滿負(fù)荷試運行考核的時間是168 h（7 d）[4]。國外項目機組可靠性運行的時間基本在項目總合同中約定，印度尼西亞項目大多為168 h；越南項目為360 h（15 d）或720 h（30 d）；印度項目為336 h（14 d）。國外項目的可靠性運行時間是國內(nèi)的數(shù)倍，這對中方調(diào)試、運行和維護人員提出了更高的要求，中方各單位要協(xié)同配合，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，及時處理。試運期間要加強對設(shè)備重要保護測點的監(jiān)視，出現(xiàn)異常及時進行邏輯強制并處理。對重要設(shè)備的事故按鈕設(shè)專人24 h進行監(jiān)護，防止閑雜人員誤動。

國內(nèi)外對于機組進入商業(yè)運行的標(biāo)準(zhǔn)也存在差異。國內(nèi)機組在完成滿負(fù)荷試運及相關(guān)的涉網(wǎng)試驗后可申請進入商業(yè)運行。在印度，機組只需完成3 d連續(xù)滿負(fù)荷試運并進行負(fù)荷變動試驗后即可申請商業(yè)運行許可。因此有印度業(yè)主要求中方先進行3 d滿負(fù)荷試運并進行負(fù)荷變動試驗，在取得商業(yè)許可后會故意延長中方的試運行工作，印方可以在試運期間獲得發(fā)電的收益。中方可以利用業(yè)主急于進行3 d滿負(fù)荷的心理，同印方進行相關(guān)技術(shù)方面的談判來保護中方利益。

2 結(jié)語

本文針對國外燃煤電站項目鍋爐調(diào)試過程中的主要技術(shù)難點和問題，從鍋爐設(shè)計、燃油系統(tǒng)、冷態(tài)試驗、燃料煤質(zhì)、可靠性試驗等方面進行了分析，提出了解決問題的途徑和方法，希望能給國外電站項目調(diào)試人員提供參考和幫助。國外項目對調(diào)試人員要加強項目合同、國內(nèi)外技術(shù)規(guī)范、試驗標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，對于差異要同業(yè)主保持積極的溝通，以促進調(diào)試工作的順利開展。

[參考文獻]（References）

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[3]DL/T 466-2004電站磨煤機及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則[S].北京：中國電力出版社，2005.DL/T 466-2004 Guide for type selection fro pulverizers and pulverizing systems of power station[S].Beijing：China Elec?tric Power Press,2005.

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