1、機(jī)組概況
馬鋼熱電總廠135 MW機(jī)組汽機(jī)、發(fā)電機(jī)主體設(shè)備由北重汽輪機(jī)有限公司提供，鍋爐主體設(shè)備由東方鍋爐股份公司生產(chǎn)，一次中間再熱Ⅱ型布置，超高壓、單汽包、單爐膛、燃燒器為四角布置切圓燃燒、直吹式制粉系統(tǒng)、布袋除塵、固態(tài)排渣、露天布置、最大高爐煤氣摻燒量為13萬m3/h，鍋爐保證效率為89%。
135MW機(jī)組自2006年12月24日第一次點(diǎn)火，歷經(jīng)沖管、酸洗、安全閥校驗(yàn)、3000 r/min電氣實(shí)驗(yàn)等節(jié)點(diǎn)工作，到2007年3月27日機(jī)組通過168h試運(yùn)結(jié)束，機(jī)組共耗0#輕柴油1700余t．鍋爐運(yùn)行基本正常。
2、現(xiàn)狀調(diào)查、目標(biāo)設(shè)定
通過近三個月的運(yùn)行分析，135 MW機(jī)組鍋爐部分總體運(yùn)行平穩(wěn)，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計要求。但是：調(diào)試過程中消耗了大量的0#輕柴油，不僅浪費(fèi)了巨額資金，還對布袋除塵器的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。我們認(rèn)為如對高爐煤氣系統(tǒng)實(shí)施改造，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)，完全可以取代0號輕柴油，降低發(fā)電成本，而且能確保布袋除塵器和機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。原設(shè)計的煤氣燃燒器存在以下三方面不足，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
2.1 燃燒器選型不合理
135 MW機(jī)組選用的煤氣燃燒器是直流型，布置在爐膛四角的最下方，下排煤氣燒咀內(nèi)空氣側(cè)布置一根焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火槍，上面煤氣燒咀無點(diǎn)火裝置。在鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火時，先用點(diǎn)火裝置將焦?fàn)t煤氣引燃，再投高爐煤氣。由于燃燒器是直流型，空氣與煤氣混合較差，同時燃燒后的火焰擴(kuò)散角很小，通常情況下很難將上排高爐煤氣引燃。在運(yùn)行調(diào)試過程中，我們曾努力將上排煤氣引燃都失敗了。
2.2點(diǎn)火用的焦?fàn)t煤氣槍安裝位置不合理
焦?fàn)t煤氣作為點(diǎn)火氣源，布置在高爐煤氣燒咀的空氣側(cè)內(nèi)，單只流量僅有200m3/h左右，而且與高爐煤氣混合不均，風(fēng)量調(diào)整不當(dāng)很容易造成熄火，調(diào)整到燃燒穩(wěn)定的工況非常困難，給運(yùn)行人員帶來不必要的麻煩。
2.3在確保設(shè)計參數(shù)的情況下?lián)綗课催_(dá)到要求
135MW機(jī)組8個煤氣燒咀原設(shè)計總量為13萬m3/h，通過運(yùn)行，實(shí)際只能摻燒到8萬m3/h，遠(yuǎn)沒有達(dá)到設(shè)計要求。
基于上述三點(diǎn)原因，該鍋爐摻燒高爐煤氣系統(tǒng)，在冷態(tài)啟動時，不能起到穩(wěn)燃和助燃效果；在點(diǎn)火初期和低負(fù)荷時，需要用助燃油提高爐膛溫度，只有這樣才能保證鍋爐燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定。
3、技術(shù)改造
通過和設(shè)計院、東方鍋爐廠多輪會談，反復(fù)推敲，最后確定將原來直流燃燒器改型，并對焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火裝置進(jìn)行了優(yōu)化。具體改造方案如下：
3.1煤氣燒咀選型不合理，決定將原直流燃燒器改為雙旋流燃燒器，見圖1。
從圖1中可以看出，這種雙旋流燃燒器有三個顯著特點(diǎn)：
(1)煤氣燃燒器內(nèi)增加了焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火裝置，其目的是利用馬鋼現(xiàn)有的高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，在點(diǎn)火初期和低負(fù)荷穩(wěn)燃時，取代0#輕柴油，降低生產(chǎn)成本。
(2)煤氣和二次風(fēng)出口增加了旋流裝置，另外二次風(fēng)又增設(shè)了導(dǎo)向裝置，將出口的二次風(fēng)折向高爐煤氣旋流區(qū)內(nèi)，便于煤氣和空氣充分混合，同時由于煤氣混合氣體的高速旋轉(zhuǎn)，延長了煤氣在爐膛的停留時間，對降低各段煙溫起著積極的作用。這點(diǎn)從煤氣燃燒的實(shí)際情況也可以看出，煤氣的主著火區(qū)在燃燒器噴口0.5 m附近。
(3)在燒嘴出口四周增設(shè)了衛(wèi)燃帶，減少了附近水冷壁的吸熱，確保了燒嘴四周高溫，有利于煤氣、煤粉的穩(wěn)定燃燒，降低了燃燒室火焰中心位置，對降低鍋爐的排煙溫度和提高鍋爐效率，也都起著很重要的作用。
3.2針對焦?fàn)t煤氣引燃高爐煤氣效果差問題，此次改造將焦?fàn)t煤氣燒咀放在高爐煤氣通道內(nèi)(見圖1)，通過高爐煤氣旋流片的作用將焦?fàn)t煤氣火焰吸卷到高爐煤氣火焰中，這樣對高爐煤氣的燃燒穩(wěn)定起到了積極的作用。
3,3針對高爐煤氣摻燒量量足問題，經(jīng)過東方鍋爐廠和設(shè)計院重新計算，將原來進(jìn)入高爐煤氣燒咀的進(jìn)口尺寸∮273改成<∮450(見圖1)。
4、改造效果
此次135 MW機(jī)組煤氣系統(tǒng)改造，用了近二十
天的時間順利完成，機(jī)組予4月28日10:12分正式
點(diǎn)火。按照改造前確定的點(diǎn)火方案：
(1)在爐膛負(fù)壓建立后．分別投入下層四只焦?fàn)t
煤氣火咀：
(2)根據(jù)升溫升壓需要，分別投入下層四只高爐煤氣火咀，觀察其燃燒情況，高爐、焦?fàn)t煤氣著火穩(wěn)定；
(3)在汽包壁溫差容許范圍內(nèi)，逐步投入上層高爐煤氣，觀察其燃燒情況，上、下層煤氣燃燒穩(wěn)定。
(4)在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，繼續(xù)加大高爐煤氣流量，煤氣燃燒仍然穩(wěn)定，在高爐煤氣增加到13.5萬rri3ni時，也沒有出現(xiàn)煤氣脫火和滅火等現(xiàn)象，更沒有破壞爐內(nèi)的空氣動力場，受熱面各段煙溫度正常。
(5)在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，在煤氣量增加到10萬m3/h以上時，爐膛溫度達(dá)到600℃，完全滿足500℃投粉要求。
改造后的高爐煤氣系統(tǒng)，在鍋爐冷態(tài)和低負(fù)荷下運(yùn)行情況穩(wěn)定，在負(fù)荷變化較大的工況下，也做了大量實(shí)驗(yàn)，調(diào)試結(jié)果表明改造后的高爐煤氣系統(tǒng)在燃燒工況惡化時也能起到很好的穩(wěn)燃效果。改造前后主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比見表1：
將改造前、后摻燒或不摻燒煤氣時的運(yùn)行工況進(jìn)行相比，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都在受控范圍內(nèi)。綜合上述分析，無論是從實(shí)際運(yùn)行情況，還是指標(biāo)，改造是成功的。
5、經(jīng)濟(jì)效益
5.1節(jié)煤效益
機(jī)組全年按300天運(yùn)行、煤氣摻燒30%按200天計算，全年摻燒煤氣節(jié)省原煤費(fèi)用：原煤價×節(jié)煤量/小時×每天×全年
即：450x (64.52-47.36) x24x200=3 706.66萬元
全年摻燒煤氣費(fèi)用：
煤氣價格×（高、焦?fàn)t煤氣量、時）×每天×全年×熱值
即：7x(130+5)x24x200x3.7=1 678.32萬元
全年節(jié)省原煤費(fèi)用：
3 706.66-1 678.32=2 028.34萬元
5.2節(jié)油效益
由于135 MW機(jī)組汽機(jī)振動等原因，開機(jī)和停機(jī)時間較長，每年按機(jī)組起停各一次、耗油量按40t/h計算，即0.45萬元x40=18萬元
5.3節(jié)約廠用電效益
投用30%高爐煤氣時，制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)少運(yùn)行一臺，節(jié)省廠用電費(fèi)用：
電價x1.732x電流×額定電壓×功率因數(shù)即：0.3x1,732x22x10000x0.859.72萬元
以上三項(xiàng)共節(jié)約資金：
2 028.34+18+9.72 =2 056.06萬元。
此外：增燒高爐煤氣后，通過減少高爐煤氣放散，同時具有較好的環(huán)保效益和社會效益。
