王靜 趙明

摘要：直吹式制粉系統(tǒng)在機(jī)組啟動(dòng)初期容易出現(xiàn)風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)速波動(dòng)大、火焰倒灌、燒壞高壓風(fēng)機(jī)出口膨脹節(jié)等問題，通過改造助燃風(fēng)源、優(yōu)化制粉運(yùn)行方式等一系列綜合治理措施，保證了風(fēng)道燃燒器安全可靠運(yùn)行，還節(jié)約了啟動(dòng)用油，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：直吹式制粉系統(tǒng);風(fēng)道燃燒器;助燃風(fēng)源改造

1. 風(fēng)道燃燒器介紹

某公司 2×660MW 燃煤供熱機(jī)組工程采用東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的 DG2004.6/29.3-Ⅱ13 型高效超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，2019年投入商業(yè)運(yùn)營。設(shè)計(jì)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期，爐膛內(nèi)燃料量少、燃燒弱，爐膛溫度低，煙氣溫度和煙氣量較低，空預(yù)器出口熱一次風(fēng)溫度不能滿足投制粉系統(tǒng)溫度，為了加快啟動(dòng)速度，在空預(yù)器熱一次風(fēng)出口至熱一次風(fēng)母管管道裝設(shè)風(fēng)道燃燒器，冷態(tài)啟動(dòng)初期用于加熱一次風(fēng)，滿足制粉系統(tǒng)啟動(dòng)條件。隨著機(jī)組負(fù)荷上升，空預(yù)器出口溫度達(dá)到160℃時(shí)可退出風(fēng)道燃燒器。

風(fēng)道燃燒器內(nèi)布置一支小油槍，油源取自爐前燃油系統(tǒng);油槍點(diǎn)火需要的助燃風(fēng)由自備高壓風(fēng)機(jī)提供，同時(shí)引一次風(fēng)機(jī)出口冷一次風(fēng)為油燃燒器停運(yùn)時(shí)提供吹掃風(fēng);油槍吹掃采用雜用壓縮空氣吹掃。

2. 風(fēng)道燃燒器運(yùn)行中存在的問題

自機(jī)組投運(yùn)以來，風(fēng)道燃燒器多次出現(xiàn)火焰倒灌的問題，導(dǎo)致風(fēng)道燃燒器被迫退出，造成磨煤機(jī)無法投入。因此必須投入其他點(diǎn)火油槍，造成啟動(dòng)用油增加，延長機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。

3. 原因分析

綜合分析，導(dǎo)致風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)速波動(dòng)、火焰倒灌甚至燒壞高壓風(fēng)機(jī)出口連接膨脹節(jié)的原因主要有：

1）一次風(fēng)壓和高壓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓不匹配，是造成風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)速波動(dòng)、火焰倒灌的主要原因。

風(fēng)道燃燒器運(yùn)行中，著火穩(wěn)定的條件要求點(diǎn)火時(shí)助燃風(fēng)速度在10m/s左右，正常運(yùn)行中助燃風(fēng)速度在20m/s以下，由于助燃風(fēng)風(fēng)速較低，對(duì)一次風(fēng)壓的變化極其敏感，一次風(fēng)壓波動(dòng)幅度稍微增大，都會(huì)導(dǎo)致一次風(fēng)壓和高壓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓的平衡被打破，導(dǎo)致火焰倒灌，反流到高壓風(fēng)機(jī)出口，燒毀高壓風(fēng)機(jī)出口連接膨脹節(jié)。

火焰倒灌造成的危害，燒壞高壓風(fēng)機(jī)出口膨脹外，還可能燒壞風(fēng)道燃燒器、火檢探頭等使風(fēng)道燃燒器無法正常投入，導(dǎo)致機(jī)組無法正常啟動(dòng)等問題，嚴(yán)重時(shí)還可能燒壞管道甚至高壓風(fēng)機(jī)，并且燙傷附近的人員，造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。

2）啟動(dòng)初期，調(diào)整一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉時(shí)，一次風(fēng)壓波動(dòng)大。

冷態(tài)啟動(dòng)初期，制粉運(yùn)行數(shù)量較少、一次風(fēng)量較低，進(jìn)行一次風(fēng)調(diào)整時(shí)（如啟停制粉、燃燒調(diào)整時(shí)）一次風(fēng)壓波動(dòng)幅度較大;而啟動(dòng)初期一次風(fēng)量較小，一次風(fēng)機(jī)機(jī)動(dòng)葉調(diào)整器調(diào)節(jié)特性較差，無法投入動(dòng)葉自動(dòng)保持一次風(fēng)壓穩(wěn)定，只能手動(dòng)調(diào)整，加劇了一次風(fēng)壓的波動(dòng)。

3）制粉系統(tǒng)斷煤或者其他故障，造成熱風(fēng)門關(guān)閉過快，一次風(fēng)壓快速上升。

冷態(tài)啟動(dòng)過程中，磨煤機(jī)啟動(dòng)初期下煤不穩(wěn)定，斷煤時(shí)，磨煤機(jī)出口溫度升高，為防止超溫，熱風(fēng)門快速關(guān)閉，造成一次風(fēng)壓迅速上升。

4）高壓風(fēng)機(jī)變頻器無法投入自動(dòng)，自動(dòng)保持助燃風(fēng)速穩(wěn)定。

5）保護(hù)邏輯不完善。

風(fēng)道燃燒器保護(hù)條件中只有壁溫高自動(dòng)退出，無助燃風(fēng)速低自動(dòng)退出，導(dǎo)致火焰倒灌時(shí)油槍仍然運(yùn)行，燒損膨脹節(jié)，直至壁溫超溫保護(hù)動(dòng)作才會(huì)自動(dòng)退出。

4. 技術(shù)改造方案

針對(duì)高壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的問題及具體原因，制定對(duì)應(yīng)的技術(shù)改造方案：

a）為解決一次風(fēng)壓和高壓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓不匹配的問題，在密封風(fēng)母管上引一路管道至風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)管道，為風(fēng)道燃燒器提供助燃風(fēng)。密封風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)源取至冷一次風(fēng)母管，一次風(fēng)壓波動(dòng)時(shí)密封風(fēng)母管壓力也會(huì)跟隨著同步波動(dòng)，且密封風(fēng)壓永遠(yuǎn)大于一次風(fēng)壓，根據(jù)這一特性，選擇密封風(fēng)作為風(fēng)道燃燒器的助燃風(fēng)，在一次風(fēng)壓波動(dòng)時(shí)不會(huì)打破助燃風(fēng)壓和一次風(fēng)壓的平衡，從根本上避免了火焰倒灌的發(fā)生;另外還能減少風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)速波動(dòng)幅度，提高風(fēng)道燃燒器著火的穩(wěn)定性。

b）對(duì)該方案做了可行性分析：

密封風(fēng)機(jī)出口和高壓風(fēng)機(jī)出口參數(shù)對(duì)照表

由上表可見，密封風(fēng)機(jī)出口參數(shù)完全能滿足風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)要求。

由于啟動(dòng)初期，制粉系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)量較少，所以密封風(fēng)機(jī)的出力也小，而風(fēng)道燃燒器所需要的助燃風(fēng)量也小，一臺(tái)密封風(fēng)機(jī)完全能夠滿足制粉系統(tǒng)密封和風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)要求，等到后期負(fù)荷增加、制粉系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)量增加后，一臺(tái)密封風(fēng)機(jī)出力不夠時(shí)，空預(yù)器出口熱一次風(fēng)溫度也基本到了可以滿足制粉運(yùn)行要求的溫度，此時(shí)可以退出風(fēng)道燃燒器，否則可啟動(dòng)兩臺(tái)密封風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，不會(huì)影響到后期制粉系統(tǒng)的運(yùn)行。

5. 改造前后效果對(duì)比

利用機(jī)組停機(jī)的機(jī)會(huì)，根據(jù)技術(shù)改造方案對(duì)風(fēng)道燃燒器進(jìn)行了技術(shù)改造，效果比較：

1）改造后風(fēng)道燃燒器投入期間，沒有出現(xiàn)過助燃風(fēng)速降至0米/秒，高壓風(fēng)機(jī)出口膨脹節(jié)著火的現(xiàn)象。

2）對(duì)改造前和改造后，風(fēng)道燃燒器運(yùn)行期間的一次風(fēng)壓和助燃風(fēng)速變化趨勢(shì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，改造后一次風(fēng)壓小幅度波動(dòng)時(shí)助燃風(fēng)速基本不波動(dòng)，一次風(fēng)壓大幅度波動(dòng)時(shí)助燃風(fēng)速的波動(dòng)幅度較小。改造后的助燃風(fēng)速不僅在一次風(fēng)壓大幅度波動(dòng)時(shí)波動(dòng)幅度明顯減少，而且在正常運(yùn)行期間助燃風(fēng)速也更加穩(wěn)定。

3）改造后油槍投入數(shù)量大幅度減少，風(fēng)道然說起穩(wěn)定投入運(yùn)行時(shí)僅需要投入用油量很小的A層微油油槍即可，避免了投入其它層大油槍，節(jié)約了的燃油，每次啟動(dòng)可節(jié)約啟動(dòng)用油12噸。

4）改造后，制粉系統(tǒng)和燃燒穩(wěn)定，使得機(jī)組啟動(dòng)更加快速，基本達(dá)到甚至超越預(yù)期效果。

5）改造后風(fēng)道燃燒器運(yùn)行期間的密封風(fēng)機(jī)電流進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)密封風(fēng)機(jī)電流基本無明顯增加，而高壓風(fēng)機(jī)則不需要啟動(dòng)，因此機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和可靠性也得以提高。

6. 結(jié)語

通過此次對(duì)風(fēng)道燃燒器助燃風(fēng)管道的技術(shù)改造，解決了機(jī)組投產(chǎn)以來經(jīng)常發(fā)生的高壓風(fēng)機(jī)出口膨脹節(jié)著火的問題，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行，避免因此而導(dǎo)致的機(jī)組無法正常啟動(dòng)、財(cái)產(chǎn)損失等問題;同時(shí)還提高了風(fēng)道燃燒器運(yùn)行期間的著火穩(wěn)定性，減少了啟動(dòng)用油和啟動(dòng)時(shí)間，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到預(yù)期。

參考文獻(xiàn)：

[1]《 TSG-G0001-2012-鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

[2] 《660MW機(jī)組集控輔機(jī)運(yùn)行規(guī)程》

作者簡介：王靜，男，河南鄭州豫能熱電有限公司鍋爐設(shè)備主管，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事火電生產(chǎn)技術(shù)研究工作。趙明，男，河南鄭州豫能熱電有限公司鍋爐運(yùn)行專工，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事火電生產(chǎn)技術(shù)研究工作。