330MW机组锅炉增设炉底加热系统改造

赵  华1

摘  要  某电厂1号330MW亚临界机组锅炉由于没有配备大旁路系统，且也未安装微油点火或等离子系统，造成冷态启动过程缓慢，从点火到起压达到0.5MPa正常情况下都需约2.5小时，若到第一台磨煤机启动条件允许则最优方式下也需烧油15吨以上，锅炉启动经济性差。通过对1号锅炉增设炉底蒸汽加热系统改造，基本解决了上述问题，提高了机组运行的安全性和经济性，取得了良好的节能降耗效果。

关键词  锅炉炉底加热系统  增设

Modification of Boiler Bottom Heating System of

300 MW Unit Boiler

ZHAOHua1

(Zhengjiang Energy Changxing Power Generation Co., Ltd., Huzhou 313100, China)

Abstract:As a 330 MW Subcritical unit doesn’t have large bypass system, andalso doesn’t equipwith tiny-oilignition or plasmaignitionsystem, resultingintheslowcoldstart-upprocess. Under normal conditions, it will take about 2.5 hours from theignition stageto vapor pressurereaches 2.5MPa. The coldstart-upprocessneedstoconsume15 tons diesel oil until the first coal pulverizer can be started underoptimaloperationmode, causing low economy oftheboiler startingprocess. By adding boiler bottom heating system,the problem has been basically solved, andthatitimproves the operating safety and economy of the unit, andachieves good energy savingeffect.

Key Words: boiler；boiler bottom heating system；adding

0 引言

一直以来，电站锅炉启停期间及事故处理时需要用0号柴油作为稳定燃烧的助燃用料，公司四台机组每年需消耗0号柴油约500吨左右。机组启动助燃用油是电厂耗油最大项目，近年来占总耗油量的70%以上，而公司1号机组只配备了大油枪点火系统，每次启动需耗用助燃油50吨左右。增设炉底加热系统可以在锅炉点火前将邻炉蒸汽送入锅炉水冷壁以提高炉内水温及壁温，降低助燃油的耗用量。同时因炉底蒸汽加热受热均匀，消除了电站锅炉因启动初期炉内管受热不均，水循环不能正常建立引起锅炉水冷壁管因受热膨胀不均而相互拉裂泄漏的事故隐患。近年来机组启停操作明显增多，针对锅炉启动初期具体特点对锅炉设备进行辅助性改造，不失为解决此类问题从而提高机组经济性又能提高运行安全性的一个有效措施。

1 锅炉概况

浙江浙能长兴发电有限公司1号330MW机组锅炉是由北京巴布科克-威尔科克斯有限公司（B&WB）设计制造的亚临界压力、单炉膛、一次再热、自然循环、单汽包煤粉炉，型号为B&WB-1025/17.5-M，采用前后墙对冲燃烧方式，配用带中速磨的直吹式制粉系统，平衡通风，固态排渣。锅炉尾部烟道竖井前后分隔墙布置，前烟道竖井布置低温再热器，后烟道竖井布置低温过热器和省煤器，采用烟气挡板调节再热汽温。锅炉尾部还布置2台三分仓容克式空气预热器。

2 锅炉启动过程中存在问题

（1）保护锅炉水冷壁受热面安全。在锅炉点火初期，炉内燃烧不均，各水冷壁吸热也不均，管内水流速不正常，易发生局部受热面过热而爆管。

（2）机组启动耗用助燃油量大。目前#1锅炉只有大油枪，未安装微油点火或等离子点火系统，从点火到第一台磨煤机允许投运，需耗油15吨以上。

（3）机组启动时间过长，厂用电率高。从点火到锅炉起压至0.5MPa工况约需耗时3小时以上，若投用炉底蒸汽加热系统，则可推迟锅炉风机的启动，节约厂用电。

（4）锅炉热炉保养性能差。在公司单台机组运行或短周期调停时为维持备用锅炉热态，需启动锅炉风机重投油燃烧保压，效率差能耗高。若投用炉底蒸汽加热系统，则无需安排锅炉点火保温。

3 炉底加热系统改造

炉底蒸汽加热系统就是在机组冷态启动或调停后需带压保养时，将加热蒸汽从公司供热母管接出后分成两路，进入到炉底加热系统两侧集箱，然后将蒸汽通过连接管送到待启动锅炉每个水冷壁下集箱的加热系统装置，以加热提高锅炉水冷壁内的炉水，从而使水冷壁管材和汽包在锅炉点火前就得到了均匀的升温加热，以缩短机组启动时间和避免锅炉水冷壁在锅炉点火初期因高温烟气量少分布差而引起的水冷壁吸热不同而管材变形造成损伤。

公司于2019年11月完成了该改造方案，新安装了1号锅炉炉底蒸汽加热系统的管道及相关阀门，将在邻机高压缸内做过功的蒸汽作为加热蒸汽，抽取一部分送到待启动锅炉水冷壁内，与低温炉水相混合，以加热炉水温度，并相应提高炉内各受热面壁温。本次炉底加热系统增设改造是按将炉内汽水加热至0.5 MPa进行设计的，当前锅炉冷态启动投油枪升压至0.5 MPa计算，投8支油枪需3小时，可节省燃油18吨，约10万元。同时缩短机组启动时间减少了机组各辅机电耗，按锅炉点火前期炉侧辅机8000KW计算，可省电约2.4万KW/h，约1万元。扣除加热蒸汽费用，每次启动约可节约费用10万元。在新常态下按每台炉每年冷态启动5次计算，每年可节省50万元。

4 改造后效果

2019年11月24日#1锅炉第一次投运底部加热系统，15:30投运#1锅炉底部加热系统，19:30退出该系统，总共投运了4小时,促使汽包内水温从53.6℃在2.5小时后上升至100℃不再升高。2020年5月10日#1锅炉第二次投运底部加热系统，10:50投运#1锅炉底部加热系统，19:40退出该系统，汽包内水温从55.3℃在2小时后上升至99℃，其后上升缓慢，至退出加热系统总共投运了9小时,汽包内水温最终加热至112.7℃。从这2次投运实际效果看，将炉水加热到100℃（即常压状态下沸腾温度）需2小时，其后想要加热至锅炉0.5MPm压力则目前的加热蒸汽量远远不够，从第二次投用情况看，后期投运了7小时其炉水温度只升高了12.7℃，对应汽包压力只有0.1 MPa。

对比前几次#1机组启动相关情况，在改造前机组启动时将炉内汽水加热100℃起压需投运8支大油枪约1.5小时，消耗助燃油9吨，同时缩短机组启动时间减少了机组各辅机电耗，经测算每次启动约可节约费用5万元，在新常态下按机组每年冷态启动5次计算，每年可节省25万元。总结两次投运情况认为，在目前情况下将炉内水温加热至100℃后退出该加热系统较经济合算。

同时，投运底部加热点火前锅炉蒸发受热面各部件已得到了均匀加热，可以消除各个水循环回路之间的温度差，因而对点火后锅炉各水冷壁管均匀膨胀十分有利，避免了因膨胀不匀产生的拉扯损伤；锅炉点火时炉膛内已具有一定温度，对点火初期的燃烧十分有利；点火后锅炉产汽快，也缩短了炉内过热器管和再热器管干烧的时间，防止了高温受热面的超温，延迟了管子的使用寿命。

另外缩短机组启动初期投油助燃时间，还减少了污染物的排放，提高了社会环保效益，体现了企业的社会责任意识。

5 结语

浙江浙能长兴发电有限公司1号锅炉通过增设炉底加热系统，利用邻炉蒸汽混合以提高炉内水温及炉内受热面壁温，明显减少了机组启动助燃油耗量。通过改善锅炉水冷壁升温的均匀性，避免了锅炉点火初期因烟气充满度差造成的管材受热不均而膨胀变形差异大，可加快启动初期升压速度，缩短了机组启动时间，提高了机组运行安全性和经济性，达到了节能减排的效果。但本次改造设计方案因加热汽源及加热汽量方面的不足，造成无法达到升压至0.5MPa的设计目标，还有待进一步完善，但本次改造案例的实践对解决存在类似问题的燃煤锅炉仍具有一定的参考、借鉴意义。

作者简介：

赵  华（1969-），男，浙江长兴，工程师/技师，从事锅炉运行管理工作。

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