燃油(天然气)亚临界锅炉的二次风系统管理

王万顶

【摘 要】燃烧系统是锅炉控制最重要的部分,二次风供给的稳定调节则是锅炉燃烧系统中非常重要的一个环节.由于锅炉启动的不同阶段,二次风供给量的要求是不同的,且二次风对锅炉的动力场影响巨大.详细阐述燃油(天然气)锅炉二次风系统中燃烧器及风门分布情况和具体操作过程.

【期刊名称】《冶金动力》

【年(卷),期】2019(000)002

【总页数】3页(P53-55)

【关键词】燃油(天然气)锅炉;四角切圆;过程控制

【作 者】王万顶

【作者单位】江苏徐矿综合利用发电有限公司,江苏徐州,221000

【正文语种】中 文

【中图分类】TK229

前言

目前，国内大型（300 MW以上）发电厂的燃料主要有煤、天然气、核燃料，其中以煤为燃料的发电厂占主导地位，主要原因在于国内的煤炭资源丰富，储存量大。但是在中东国家，发电厂的燃料就不仅仅是煤了，取而代之的是石油。关于燃油（天然气）的锅炉，燃烧控制及燃烧器管理是锅炉控制的核心环节，伴随燃烧器的二次辅助风系统是保证炉膛燃烧的关键组成部分，其调节品质的好坏，直接影响到四角切圆的效果、燃料燃烧的效果、排放的烟气中氮氧化物的含量、汽包两次水位的平衡等。伊拉克wassit电站600 MW亚临界机组为2055 t/h亚临界压力自然循环微正压锅炉，主蒸汽压力16.7 MPa，主蒸汽温度541℃。此电厂隶属于伊拉克电力部，在伊拉克电厂中装机容量最大，在伊拉克电力系统具有举足轻重的地位。本文将详细阐述该机组锅炉二次风门的管理系统。

1 锅炉控制概述

采用基于直接能量平衡DEB-400的协调控制策略为主线，并且在此策略下整合的各个子线系统，包括：燃烧控制系统、给水控制系统、风量控制系统、主汽温控制系统、再热汽温控制及主蒸汽压力和机组功率控制系统等主要子系统。只有当协调控制部分逻辑严谨、完善以及相应的参数整定精准，各个子系统部分的控制逻辑完整、参数整定准确，并且实现与协调控制系统有效耦合，才可以确保机组安全稳定、高效快捷地运行。

基于上述的控制策略，在CCS模式下，锅炉接受机组的负荷指令，配置的32组燃烧器自动进入/退出炉膛，为了实现锅炉动力场的稳定运行、燃烧效果的更加优化，通过分析实际情况，设计了二次风门组全自动伴随对应燃烧器在不同工况下的控制方案。下面详

细介绍每个风门的在各个阶段的控制过程。

2 二次风系统的分析

2.1 锅炉燃烧器和风门分布情况

如图1燃烧器分为A、B、C、D、E、F、G、H，共8层，每层4个角，水平分布，总共有32个燃烧器组，见图2所示。

图1 锅炉燃烧器及风门布置图

图2 锅炉燃烧器与二次风门布置图

风门分为辅助二次风门AA、AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH、HH，共9层，每层4个角，水平分布，总共有36个风门；燃料二次风门A、B、C、D、E、F、G、H，共8层，每层4个角，水平分布，总共有32个风门；燃烬二次风门分为OSA I和OFA II，共2层，在最顶端，每层水平分布，每层4个角，共8个风门。

2.2 所有二次风门阀位低限制

当锅炉停运，触发MFT动作后，为了确保锅炉处于MFT状态时，阀门可以被允许全行程操作，锅炉配置的辅助二次风门、燃料风门、燃烬风门的下限均自动设置为0%，且阀位下限被强制保持。

当锅炉准备启动，送风机启动完成后，锅炉总风量自动控制在大于30%的额定风量，并且完成炉膛吹扫后，MFT动作被复位，为了锅炉运行安全，并且避免运行人员的误操作，通过对风门特性及炉膛安全燃烧的分析与计算，辅助二次风门的下限均自动设置为30%，且阀位下限被强制保持；燃料风门的下限均自动设置为20%，且阀位下限被强制保持；燃烬风门的下限均自动设置为30%，且阀位下限被强制保持。

2.3 阀门层操部分

2.3.1 锅炉MFT后

MFT动作后，为了将炉膛内的未燃烧的燃料吹出炉膛，并且维持炉膛安全通风，锅炉配置的辅助二次风门、燃料风门、燃烬风门指令均自动设置为100%，指令维持30 s后释放。

2.3.2 炉膛吹扫过程中

炉膛吹扫对风量的需求下限为额定风量的30%，通过对风门特性的分析与计算，锅炉配置的辅助二次风门、燃料风门、燃烬风门指令均自动设置为60%，当炉膛吹扫完成后，该指令自动释放。

2.3.3 炉膛吹扫完成后

当炉膛吹扫完成后，锅炉进入点火准备阶段，且锅炉必须在30 min内完成点火，否则会触发MFT点火超时动作，为了减轻运行人员的工作量、避免操作失误、杜绝操作步

序遗漏，所有燃烧器风门组均进入冷态点火准备位。通过对风门特性的分析与计算，辅助二次风门指令均自动设置为40%，且阀位指令维持30 s后释放；燃料风门指令均自动设置为35%，且阀位指令维持30 s后释放；燃烬风门指令均自动设置为35%，且阀位指令维持30 s后释放。

2.4 点火准备过程中

锅炉吹扫完成后，立即启动燃烧器点火，由于本锅炉有32组燃烧器，锅炉从0%～100%的升负荷过程中，需耗时数小时，燃烧器对应的风门组可能被人为改变，为了确保准备启动的燃烧器风门组阀位在点火位，再次发出燃烧器对应的风门组和对角的风门组阀位校对指令，上述风门组再次进入冷态点火准备位。为了满足锅炉的最佳动力场及最佳四角切圆的效果，燃烧器及其对角的辅助二次风门指令均自动设置为40%，当该燃烧器点火完成后，该指令延时10 s后自动释放；燃烧器及其对角的燃料风门指令均自动设置为35%，当该燃烧器点火完成后，该指令延时10 s后自动释放。

2.5 点火完成后

燃烧器的燃油阀和雾化阀被打开，对应的火焰检测器检测到火焰信号，且火焰信号持续维持5 s后，证明该燃烧器已进入正常工作状态。辅助风风门开度指令自动执行炉膛差压的控制指令，燃料风风门开度指令自动执行燃料量对应的开度指令，由于该燃烧器初期投入，须确保稳定运行且在最佳状态，燃烧器的风门组的自动指令须闭锁一段时间；且相应的风门开度指令需要强制到燃烧器额定出力工况下的阀位。通过对风门特性的分析与计算，为了满足锅炉的最佳动力场及最佳四角切圆的效果，燃烧器及其对角的辅助二次风门

指令均自动设置为80%，且阀位指令维持110 s后释放；燃烧器及其对角的燃料风门指令均自动设置为55%，且阀位指令维持110S后释放。

2.6 正常运行阶段

燃烧器初期投入的闭锁期结束后，为了满足锅炉的最佳动力场及最佳四角切圆的效果，辅助风风门开度指令自动执行炉膛差压的控制指令，燃料风风门开度指令自动执行燃料量对应的开度指令。

2.7 层内燃烧器全部退出阶段

伴随着机组负荷的变化需求，燃烧器将自动退出/进入的工况，当该层燃烧器出现全部退出后，该层燃烧器组均进入热态点火准备位。通过对风门特性的分析与计算，辅助风风门指令均自动设置为35%，且阀位指令维持30 s后释放；燃料风风门指令均自动设置为25%，且阀位指令维持30 s后释放。

3 二次风门的纵向操作模式试验

目前设计的二次风门仅仅限于水平层操，纵向列操只进行了一些试验，在有些工况下，还需要实现二次风门纵向列操。例如当机组运行时，汽包左右两侧水位出现偏差，可以从多个方面考虑分析其原因，即有外因和也有内因。排除测量误差和安装问题，还有一些情况会导致水位偏差，如给水波动大、燃料不平衡、缺角燃烧、压力波动大、主蒸汽两侧温度偏差大、汽包内汽水分离器损坏、汽包内水管脱落等，二次风风门调整锅炉左右侧二次

风量，可以修正锅炉动力场的分布，加强或者减弱其中一侧的燃烧情况，使锅炉的热交换发生改变，从而影响到汽包的两侧水位。

4 结束语

锅炉二次风门可以实现全过程自动跟踪，且对于燃烧动力场的调节有先进的控制技术，对于机组的稳定运行提供了极大的帮助，也为以后的超临界机组提供有效参数。