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1、基于可靠性的大型机组无油点火研究项目开发实施情况汇报材料20142014 年年 7 7 月月尊敬的公司领导、兄弟单位参会人员：首先感谢集团公司对宁夏煤电公司长期以来的支持和帮助，下面，我代表宁夏煤电公司，就基于可靠性的大型机组无油点火在#1 机组的实践应用进行汇报，敬请指导！一、研究背景宁夏煤电公司鸳鸯湖电厂一期工程 2660MW 超临界燃煤直接空冷汽轮发电机组， 锅炉采用上海锅炉厂生产的超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉， 型式为单炉膛一次中间再热四角切圆燃烧型炉， 两台机组分别于 2010 年 12 月和 2011 年 6 月投产。高温蒸汽在 400-700范围是强氧化剂，其能力较空气高10
2、-20 倍，奥氏体不锈钢与高温蒸汽反应后，逐渐形成以 Fe3O4为主及少量-Fe2O3的氧化皮外层和含铬量较高、铬分布不均匀的铁铬尖晶石氧化皮内层。受氧化皮与母材热膨胀系数差异、氧化皮厚度、 受热面温度变化幅度、 速度和频率影响， 超临界 （SC）和超超临界（USC）高参数锅炉受热面元件在启停中，因冷炉点火燃烧不稳定、 煤粉燃尽率低发生二次燃烧要求受热面温度参数不可控和放热量不可控引发超温和干烧，加剧氧化皮生成与脱落，导致受热面超温爆管与固体颗粒物侵蚀， 影响大容量、高参数锅炉安全稳定运行。宁夏煤电公司一直致力于减缓锅炉受热面氧化皮生成与脱落、超温爆管与固体颗粒物侵蚀的探索与研讨，在防止锅炉冷
3、态点火不稳定方面，提出冷炉点火转换为热炉点火方案；在提高煤粉燃尽率方面，提出应用大功率可调等离子点火，提高锅炉点火和燃烧区域温度，合理进行风煤配比， 防止煤粉二次燃烧；在防止超温方面，提出严控受热面温度，完善锅炉受热面金属温度监测报警功能，提前采取防范措施；在防止受热面干烧方面，提出受热面补气技术；在防止放热量不可控方面，提出减少和合理控制锅炉点火启动期间煤粉量和给煤量低期间磨煤机安全稳定运行技改方案。宁夏煤电公司#1 机 C 修期间（4 月 20 日-6 月 12 日） ，开展了#1 炉受热面氧化皮检测， 发现高温再热器 1-29 屏的外三圈奥氏体钢（TP347H）共 87 根管子（占高再奥
4、氏体钢总数的82.9%）有明显的氧化皮脱落堆积现象，铁素体钢未发现有明显的氧化皮堆积现象。高再 TP347H 管氧化皮聚积情况照片利用#1 机 C 修机会， 对高温再热器 1-29 屏的外三圈奥氏体钢共 87 根管子进行割管清理，清理出大量的氧化皮，同步完成锅炉省煤器、水冷壁、 过热器、再热器系统统全面酸洗和重新钝化。二、项目研究和应用情况宁夏煤电公司认真贯彻安全风险预控管理体系要求， 全面提升主辅设备可靠性水平，以高度的责任感和使命感，积极开展机组启停期间燃烧不稳定、二次燃烧、超温和干烧防范措施，减缓锅炉受热面氧化皮生成与脱落、超温爆管与固体颗粒物侵蚀，实现锅炉长周期安全稳定运行， 就基于可
5、靠性的大型机组无油点火创新技术（拓展等离子点火电弧功率， 磨煤机变频、邻机邻炉加热、受热面补汽和优化声光报警功能等） ，通过广泛调研，深入论证，完成技术研究。利用#1 机 C 修机会成功完成配套工程技改工作，形成接力措施：（一）邻炉热风加热炉膛（一）邻炉热风加热炉膛锅炉启动点火前，通过热一次风联络风道，引入邻炉热一次风，经 A、B 磨煤机进入炉膛，控制磨煤机出口不大于 110，充分利用邻炉热一次风，加热炉膛水冷壁、 屏过等受热面，提高炉膛温度，受热面热应力超标得到有效防范，为冷态点火创造了优越条件，有效保持点火后磨煤机出口温度大于 55，提高了煤粉燃烧率，同时大大降低传统利用辅汽加热一次风耗用
6、辅汽量。邻炉热风系统图#1#1 炉热一次风母管炉热一次风母管MPMMB磨MMMPP#1#1 、 #2#2 炉热一次风联络管炉热一次风联络管PMA磨MPP#1#1 炉冷一次风母管炉冷一次风母管（二）邻机辅汽加热给水（二）邻机辅汽加热给水冷态启动时，将除氧器温度加热至 70，锅炉以 130t/h 流量进行上水，汽水分离器见水后， 进行变流量冷态冲洗，合格后通过逐步提高除氧器水温来提高炉水温度， 控制螺旋管及垂直管水冷壁温升率1.1/min（起压后1.5/min） 。除氧器内给水可加热至 165，继续利用邻机辅汽（汽源由冷再供给）通过本机二抽管道接入2 高加进一步加热给水，将炉水加热到 135左右（
7、裕度受邻机负荷和辅汽联箱压力限制，本次邻机负荷在400MW 以上，辅汽联箱压力控制 0.8MPa，裕度需在#2 机组启动时进一步探索） ，通过控制给水温升，降低水冷壁产汽时膨胀期温升率，使受热面温升均匀，同时防止受热面 U 型管积水引起“干烧”而产生氧化皮，为冷态点火创造了优越条件。锅炉冲洗期间提高了水冷壁温度，强化了冲洗效果，使炉水水质尽早合格，节约了除盐水用量，减少热态冲洗时间 2 小时，可晚 2 小时启动锅炉风机，节约厂用电 1.2 万 kwh。辅汽至#2 高加加热系统图#2#2机二段抽汽来机二段抽汽来#1#1机二段抽汽来机二段抽汽来#2#2机机2 2号高加号高加#1#1机机2 2号高加
8、号高加新新增增加加热热管管道道、阀阀门门新新增增加加热热管管道道、阀阀门门- - - - - - - - - - - - -至无压放水至无压放水辅辅汽汽至至一一级级换换热热站站辅汽至一级换热站辅汽至一级换热站电动门电动门辅汽联络管辅汽联络管至无压放水至无压放水#2#2机辅汽联箱机辅汽联箱#1#1机辅汽联箱机辅汽联箱辅汽至#2 高加加热参数曲线受热面温度控制曲线（三）（三）开展大功率可调等离子试验研究及应用，开展大功率可调等离子试验研究及应用，降低稳燃煤降低稳燃煤粉量粉量宁夏煤电公司电厂一期工程在项目可研期间采用烟台龙源等离子点火技术替代传统燃油点火技术，在锅炉启动、停止与低负荷稳燃期间，运用等
9、离子技术点火和助燃，杜绝了助燃油带来的经济负担和管理的安全隐患。 随着等离子点火技术的进步和系统稳定性的进一步提高、 燃油价格的日趋高涨和国家环保标准的日趋严格，等离子点火技术得到更加迅速的推广与普及，成为中国燃煤发电机组的首选配置。烟台龙源等离子点火技术应用也存在一定障碍， 电弧功率调节范围窄导致磨煤机最低出力受限， 锅炉启停与变工况时会出现温度变化速率过快现象， 造成直流炉汽水分离器等元件热应力超标、温度超标、氧化皮生成与脱落、 受热面超温爆管与固体颗粒物侵蚀（SPE）等重大事故；同时烟等离子电极寿命（100 小时）短， 阴极头更换频繁， 缺陷发生率高， 锅炉低负荷稳燃可靠性差。宁夏煤电公
10、司提出拓展等离子点火电弧功率调节范围和延长等离子电极寿命技改方案，该方案解决在不同煤粉浓度下，做到等离子可靠点火， 从而有效控制点火过程中的锅炉受热面温升率，减缓直流炉受热面热应力超标、温度超标。4 月 14 日-5 月 23 日，宁夏煤电公司与中国航天神洁（宁夏）有限公司协作，开展了航天大功率可调等离子点火试验平台建设工作。于 5 月 24 日完成项目工程验收，建设周期仅为 40天，为后期模拟试验和#1 炉工业应用奠定了基础。5 月 24 日-6 月 7 日，航天大功率可调等离子试验平台完成了点火边界条件工况验证工作，其中进行试验 66 次，采集代表性试验数据 20 组。6 月 12 日，航
11、天大功率可调等离子点火装置在#1 炉冷态点火启动中一次成功， 较传统等离子提前 20 秒点燃煤粉，提高了点火成功率，最低稳燃煤粉量仅为烟台龙源等离子的 25%，为机组启动工况下运行调整的灵活度提供了充裕空间。启动期间燃烧稳定，煤粉燃烧完全， 延长了脱硝催化剂寿命，防范了尾部烟道及空预器腐蚀。航天大功率可调等离子试验平台效果图航天大功率可调等离子试验平台照片（四）磨煤机加装变频降低磨煤机最小运行煤量（四）磨煤机加装变频降低磨煤机最小运行煤量由于暖磨 比较 充分，点 火时 空预器入 口风 温已提高 至100，具备点火条件后，变频启动 A 磨，在 20t/h 初始煤量下点火成功，充分发挥 A 磨煤机
12、电机电源变频改造成果，逐渐运行煤量由改造前的 25t/h（煤粉浓度低发生灭火、煤量减小后磨煤机剧烈震动） 降至改造后的7.87t/h， 燃烧稳定， 随后每隔10min加煤一次（1-1.5t/h） ，控制锅炉所有壁温升温速率1.5/min。A 磨煤机变频电源系统图10KV10KV 母线母线10KV10KV 母线母线电源侧双开头隔离开关电源侧双开头隔离开关旁旁路路隔隔离离开开关关变频器变频器旁旁路路隔隔离离开开关关负荷侧隔离开关负荷侧隔离开关负荷侧隔离开关负荷侧隔离开关A A磨电磨电机机B B磨电磨电机机A 磨煤机变频运行 DCS 曲线锅炉点火后启动给水流量控制在 400t/h， 随后逐步增加给水
13、量，由于 A 磨变频运行，整个升温升压速度控制比较理想，所有壁温温升均未超过 1.5/min。锅炉点火后升温曲线锅炉点火后升温 DCS 曲线将 A 磨煤量减至 10t/h 启动 B 磨，A、B 磨同时运行时总煤量最小可控制 28t/h， 避免了以前启动第二台磨时煤量大幅变化。在机组启动期间为锅炉热负荷调整提供了充裕空间， 有效控制锅炉受热面温度变化率1.5/min。（五）机组启动期间为再热器补汽防止再热器干烧（五）机组启动期间为再热器补汽防止再热器干烧项目实施前，锅炉冷态启动点火至高压旁路阀未开启期间，再热器处于干烧状态。 本次启动通过辅汽联箱向冷再入口引入辅助蒸汽，将高温再热器、低温再热器金
14、属壁温加热至 123-128（因酸洗后再热器 U 型管存有积水，否则加热温度会更高） ，锅炉点火后， 压力升至 0.2MPa 关闭空气门后， 逐渐开启高、 低旁，保持辅汽联箱较再热器压差0.2MPa， 待主汽压力 0.8MPa 时，逐渐将辅汽至冷再电动门及手动门全关，防止蒸汽倒入辅汽联箱，真正消除了机组启动期间再热器“干烧”隐患。再热器补汽系统图高排逆止阀高排逆止阀高压旁路阀高压旁路阀疏疏水水至至排排汽汽装装置置疏疏水水至至排排汽汽装装置置至至低低温温再再热热器器疏疏水水至至排排汽汽装装置置#2#2机辅汽联箱机辅汽联箱（六）降低锅炉受热面壁温报警值（六）降低锅炉受热面壁温报警值 1515，实现
15、速率报警，实现速率报警公司领导高度重视#1 炉高再 87 根管屏氧化皮堆积隐患， 召开专题分析会，在积极组织开展技改项目，防范氧化皮产生的同时，降低锅炉受热面壁温报警值（在原来报警值基础上各降低15） ，增加壁温升速率（3/min）报警功能，充分应用声光报警及时提醒运行人员控制受热面壁温， 大大降低了壁温超限产生氧化皮的几率。（七）锅炉受热面全面吹扫，吹扫后带压放水（七）锅炉受热面全面吹扫，吹扫后带压放水为彻底清除锅炉水冷、蒸汽系统全面酸洗和重新钝化后，受热面 U 型弯管内沉积物和易脱落氧化皮，在冷态启动期间，将主汽压力升至 2.7MPa，通过控制高低旁阀对过热器及再热器吹扫 32 次后， 手
16、动 MFT， 主汽压力降至 1MPa 锅炉进行带压放水。提高锅炉效率约 0.1%，确保了锅炉安全运行。（八）有效防范过热器干烧和超温（八）有效防范过热器干烧和超温充分发挥邻机加热技术优势，在锅炉点火前，利用邻机辅汽（汽源由冷再供给）通过加热除氧器内给水和2 高加加热给水（通过本机二抽管道引入邻机辅汽） ， 将炉水加热到 135左右，通过水冷壁产汽膨胀期，并升压至 0.33MPa，防止过热器受热面 U 型管积水引起“干烧”而产生氧化皮；锅炉点火后，通过磨煤机变频合理控制总煤量，严格按照锅炉启动曲线升温升压，有效防范了过热器超温。总结：#1 机 C 修后启动中，充分发挥基于可靠性的大型机组无油点火
17、技术优势， 从源头上控制锅炉启动期间受热面温度变化率、再热器干烧与超温， 有效控制锅炉氧化皮产生，减少了机组启动时间 2 小时，机组启动期间节约标煤 14 吨，节约厂用电10 万 kwh。三、锅炉氧化皮控制下一步工作计划6 月 23 日，宁夏煤电公司组织召开了锅炉氧化皮控制实施情况总结会议，同时针对锅炉启动过程、正常运行、正常停炉、紧急停炉方面完善了氧化皮控制措施， 现已履行完审批程序并实施。下一步，宁夏煤电公司将不断总结经验，做好#1 炉氧化皮控制经验推广工作，确保锅炉安全稳定运行：（一）开展#2 炉大功率可调等离子工业推广应用，将 A 层烟台龙源等离子全部更换为大功率可调等离子， B 层仍
18、采用原烟台龙源等离子。（二）进行#2 炉 A、B 磨煤机 1 托 2 式变频改造和 C、D磨煤机 1 托 2 式变频改造；#2 炉再热器补汽技术改造；#2 机邻机加热给水技术改造；#2 炉邻炉加热技术改造；#2 炉金属壁温声光报警功能优化；机组启停期间严格按温度压力曲线控制。（三）利用#2 炉启动机会，摸索和完善锅炉氧化皮控制参数和策略，为氧化皮控制积累丰富运行经验。（四）与华北电力设计院、 东方电气股份有限公司、上海电气集团股份有限公司联系， 将锅炉氧化皮控制成功技改经验应用到二期工程 21000MW 机组。（五） 编制基于可靠性的大型机组无油点火技术专利申报材料，完成相关专利申报工作。以上是宁夏煤电公司在锅炉氧化皮控制方面的一些探索情况，不妥之处敬请指正。谢谢！
