等离子点火冷却水系统、火检冷却风风系统节能运行优化分析

等离子点火冷却水系统 、 火检冷却风风系统 节能运行优化分析

邸少军

苏晋保德煤电有限公司 山西省忻州市 036604

摘要 ：参数分析、实际论证、方案可行、实施技术改造，实现节能降耗。

关键词 ：超超临界机组；等离子点火；节能；节约；维护成本。

1. 项目简介

1. 我公司苏晋保德煤电有限公司2*660MW机组，锅炉为无油点火方式，采用徐州燃烧控制研究院雄安科融环境资源股份有限公司制造的等离子高能点火系统，配有8支等离子点火发生器，型号为XPG-2L-150,额定功率150KW。系统采用强制水循环冷却方式，配置两台冷却水泵。等离子冷却水泵一台运行，一台备用。等离子增压水泵额定功率37KW,额定电流为74A,额定电压为380V。该系统串联运行于机组闭式水系统中，该等离子冷却水泵在系统实际起升压作用。

2. 锅炉一次风机、送风机、空预器为单系列布置，设置2台9-19-4.5A型火检冷却风机，正常运行为1运1备，其产生的冷却风用以冷却燃烧器的火检探头，以防烧损。火检保护属于锅炉的主保护之一，当2台火检冷却风机全部停运或冷却风压力低时，将触发锅炉MFT动作。因此火检冷却系统运行的可靠性，是保证机组安全、长周期运行的关键。

2. 技改设想

1、为了提高锅炉火检冷却风的可靠性，增加一路由空预器入口冷一次风道至火检风机出口风道的管路。在机组正常运行时，由一次风机向火检探头供冷却风，两台火检冷却风机备用。一次风机停用时，两台火检风机中的任一一台启动，进行火检探头的冷却。火检冷却风风压要求为6-8KPa，机组一次风压力为10KPa左右完全可以满足火检风机运行条件。同时，设置连锁保护，当一次风压低时（或跳闸）连锁启动一台火检冷却风机，保证火检系统安全运行，改造完成后原有两台火检冷却风机可退出运行列为备用，有效降低厂用电率，提高机组经济性。

2、另外我厂闭式水母管压力为0.60Mpa，等离子冷却水母管压力为1.05Mpa，就地各等离子发生器实际压力表压可达0.9MPa，该压力远大于等离子发生器冷却水压要求0.3Mpa。所以增加等离子冷却水泵旁路管路和截至门，在特定条件下可否将等离子冷却水泵停运，且切换到等离子水泵旁路运行（即节能方式），单独采用闭式水压力，理论上克服管道阻力等其他因素后，完全可以满足等离子发生器的冷却用水，同时达到节能运行效果。

3. 具体分析

1、等离子冷却水系统技改优化设想（如图）：

为了实际论证以上设想的可行性，根据厂家提供的等离子点火器投运条件当中“点火燃烧器冷却水流量满足、等离子点火器冷却水压＞0.3MPa”的条件，在保证安全的前提下将等离子水泵短时间停运后，观察每个等离子燃烧器冷却水进水压力开关均能满足启动条件，冷却流量能满足要求，经过与等离子设备厂家的进一步沟通后，最终确定该方案可行。

2、火检风机增加冷一次风技改设想

图1（原设计示意图）

图2（新增冷一次风至火检风冷却风改造示意图）

火检风机增加冷一次风前后对比：原设计火检风机为两台，正常运行一运一备，两台火检冷却风出口合并为一路母管，母管设置一手动蝶阀，后分支到各火检探头。经锅炉专业内部探讨及咨询相关专业人员后，决定在空预器入口冷一次风道处，引出一路冷一次风，并将管路铺设至火检冷却风机出口母管处，新增加管路立管处及原有火检冷却风母管手动蝶阀后分别增加手动蝶阀、气动蝶阀各一台，保证冷一次风与火检冷却风正常切换及系统间的可靠隔离。

4. 逻辑讨论

其中等离子冷却水系统未设置DCS逻辑。以下是火检冷却风系统的逻辑设想

机组点火初期运行人员启动火检冷却风机，一次风出口气动阀处于关闭状态。当一次风机启动且一次风机母管压力大于7KPa时，（此时火检冷却风母管压力需大于6kpa，）运行人员可以手动停止两台火检冷却风机（需要解除联锁）；

火检冷却风母管压力大于6.0KPa后，运行人员可以对B火检冷却风机投备用（A火检风机电源在保安段，B火检风机电源在炉PC段）。

当一次风压出力不够时（一次风压出力小于6KPa）或者一次风机停运即MFT时，联关一次风出口阀，同时联锁启动B火检冷却风机。当一次风机停运且B火检冷却风机未运行时，保护启动A火检冷却风机，同时画面做保护启动的手动投入、切除操作块,此操作块要求火检风由冷一次风正常接带时投入。

1. A火检风机保护启动条件

• 一次风机未运行且B火检风机未运行

2. 火检冷却风机联锁启动条件（相或）:保留原组态逻辑不变，联启压力为5KPa,以A为例，具体如下:

• A备用投入，火检冷却风母管压力<5kPa；

• A备用投入，B火检风机停运。

3. 火检冷却风机停止允许条件（相或）

• 一次风机运行且火检冷却风机母管出口风压大于6kPa；

• MFT且省煤器后烟气器温度平均值<50℃。

4. 火检冷却风机出口阀

• 联锁开：任一火检风机启动联锁开；

• 联锁关：两台火检风机全停，延时3s。

5. 冷一次风至火检冷却风气动阀开闭条件

• 开启允许条件：负荷大于250MW且火检冷却风出口母管风压大于6KPa；

• 关闭允许条件：任一火检风机运行且母管风压大于6KPa。

• 超驰打开：两台火检冷却风机全停且母管风压小于5kPa（原逻辑为4kPa）；

• 超驰关闭：一次风机停运或MFT时。

6. 火检冷却风丧失MFT跳闸（保持原来逻辑）

• 经咨询厂家结合建立风压试验（12秒），火检冷却风压力低延时由30s改为60秒。

5. 节能效益分析

1. 由等离子冷却水系统相关设备参数可知，单台等离子冷却水泵功率为 37kW，单台火检风机额定功率7.5KW.取 11 个月（约 330 天）为停运周期，推算:等离子水泵电机功率37KW，火检风机电机功率7.5KW,每年取11个月（约 330天）为停运周期，推算：（37+7.5）kW* 330d*24h=352440kW.h，即：全年单台机约节省≥352440kW.h电能。

1）等离子冷却水系统采用节能运行方式后，除了达到节能运行目地的同时，也降低了等离子冷却水泵故障的几率，减少检修人员维护工作量及维护成本。

2）改造后的冷却水压力可以减轻对等离子枪体阳极套筒筒壁的磨损，延长等离子阳极的使用寿命，节约维护成本。

2. 增加冷一次风至火检冷却风后，厂用电有所减低。同时，避免由于火检冷却风丧失造成锅炉MFT动作，可有效提高机组安全性及稳定性。

6. 以上两项技改后的注意事项

1. 应保证闭式水压母管力充足；

2. 各等离子冷发生器冷却水就地表压≥0.4Mpa；（DCS流量开关满足）；

3. 应保证闭式水温稳定；

4. 加强对等离子壁温的监视；

5. 规范对等离子发生器冷却水进回水手动门的操作，及时根据压力进行调整；

6. 两台等离子冷却水泵应处于热备用运行方式，保证随时可用；

7. 在启停机过程中，为保机组安全，建议在该运行方式下，启动一台等离子却水泵运行，待机组正常接带负荷后，根据闭式水压力情况酌情切换至节能运行方式；

8. 锅炉发生MFT后，第一时间检查火检风机联启是否正常，否则即使手动启动，防止火检探头烧损。

五、结论

以上两项技改项目在我公司检修期间实施后，均取得了较好的经济效益，为机组安全运行提供了实实在在的技术保障。