Инструкция по переводу пылеугольного энергоблока на сжигание резервного топочного мазута

Инструкция по переводу пылеугольного энергоблока на сжигание резервного топочного мазута

Перевод пылеугольного энергоблока с твердого топлива на жидкое резервное топливо является штатной, но ответственной операцией. Основная задача — обеспечить стабильное горение факела без хлопков и затуханий при минимальном расходе мазута. Процедура строго регламентируется технологическими картами (ПТК) каждой конкретной станции, однако существуют общие правила, основанные на физике горения и опыте эксплуатации ТЭС.

1. Подготовительные операции и проверка систем

Перед подачей мазута в топку необходимо убедиться в готовности всех вспомогательных систем. Нарушение этого этапа ведет к замазучиванию поверхностей нагрева и аварийному останову блока.

• Проверка мазутного хозяйства: Убедиться в достаточном запасе мазута в баках хранения (не менее 50% от объема первичного резерва). Температура подогрева мазута перед форсунками должна составлять 85–95°C для марок М-40 и М-100. Вязкость при этой температуре не должна превышать 2,5°ВУ (условных градусов вязкости).
• Состояние мазутных форсунок: Все форсунки должны быть чистыми, механические распылители — без засоров. Паромеханические форсунки требуют проверки давления пара на распыление (обычно 0,8–1,2 МПа).
• Дренажи и опорожнение: Мазутопроводы от коллекторов до форсунок должны быть прогреты паром низкого потенциала (0,5–0,8 МПа) через дренажные линии. Холодный мазут в трубопроводах недопустим — это приводит к застыванию и срыву факела.
• Вентиляция газовоздушного тракта: Перед розжигом вентилятором дутьевым (ВДН) или рециркуляции дымовых газов выполняется вентиляция топки и газоходов в течение 10–15 минут. Остаточная концентрация оксида углерода (CO) на выходе из топки должна быть менее 0,5% по объему.

2. Пусковые операции: розжиг мазутных горелок

Зажигание мазута в топке требует точного соблюдения последовательности. Запрещено одновременно включать более двух горелок, расположенных в одном ярусе, без контроля разрежения.

• Начало подачи: Первой зажигается мазутная форсунка нижнего яруса (если конструкция блока это предусматривает) или дежурная запальная горелка. Расход мазута устанавливается минимально устойчивый — 200–400 кг/ч на одну форсунку в зависимости от мощности блока (обычно 5–10% от номинальной нагрузки мазутной горелки).
• Контроль зажигания: Визуальный контроль через гляделки обязателен. Факел должен быть ярко-желтым, устойчивым, без выноса горящих капель в газоход. Допускается легкое дымление на стадии прогрева.
• Разрежение в топке: Поддерживается автоматическим регулятором на уровне –10…–30 Па (1–3 мм вод. ст.). При разрежении менее –50 Па возможно срывание факела с форсунки, при положительном давлении — выбивание пламени наружу.
• Подача воздуха: Количество подаваемого воздуха регулируется шиберами горелки. Количество кислорода за топкой должно быть в пределах 5–8% (по объему). Меньший избыток дает сажистое пламя и перегрев корня факела, больший — охлаждение и срыв.

3. Прогрев топки и перевод на уголь

Переход с мазута на уголь — наиболее сложный этап. Топка нагревается мазутом до температуры, при которой пылеугольное облако воспламеняется без затуханий. Для антрацитов и тощих углей эта температура составляет 800–900°C, для бурых углей — 700–800°C.

Прогрев длится от 30 минут до 2 часов. В этот период контролируется температура в районе выходного окна топки. Нельзя прекращать подачу мазута до момента устойчивого воспламенения угольной пыли.

• Подготовка пылесистемы: Мельницы (шаровые барабанные или валковые) запускаются на минимальную производительность. Температура аэросмеси за сепаратором не должна превышать 80°C для сушки твердого топлива.
• Подача угольной пыли: Пылеугольная горелка включается только при горящем мазутном факеле рядом (не далее 0,5 м от зоны зажигания). Первое включение — импульсное, длительностью 1–2 секунды, с визуальным контролем воспламенения.
• Снижение расхода мазута: После стабилизации горения угля (через 5–10 минут) расход мазута постепенно снижается до минимального, необходимого для подсветки (дежурный факел). Полное отключение мазута возможно только при нагрузке блока не менее 30–40% от номинальной.

4. Работа на резервном топливе в длительном режиме

Сжигание мазута в качестве основного топлива (например, при дефиците угля) имеет ряд ограничений. Мазутная зола содержит ванадий (V₂O₅) и натрий, которые при температуре выше 600°C вызывают высокотемпературную коррозию пароперегревателей.

• Ограничения по нагрузке: При работе только на мазуте нагрузка ограничивается 70–80% от номинальной. Это связано с ухудшением охлаждения экранов топки (сажистым факелом) и риском пережога нижних рядов труб.
• Температура перегрева пара: Тщательно контролируется температура промежуточного перегрева пара. При сжигании мазута она часто превышает номинал из-за роста тепловосприятия за счет светимости факела.
• Химия котла: Обязательно вводится присадка (доломитовая мука или оксид магния) для связывания ванадия. Расход присадки — 0,1–0,3% от массы мазута. Без присадки ресурс труб поверхностей нагрева снижается в 2–3 раза.
• Промывка: После работы на мазуте более 24 часов обязательна щелочная промывка поверхностей нагрева (каустическая сода, 2–5% раствор) для удаления сернистых отложений.

5. Типовые проблемы и их устранение

Наиболее частые неисправности при переводе — это срыв факела и коксование форсунок. Знание признаков помогает оперативно реагировать.

• Срыв факела: Происходит при резком падении давления мазута (ниже 0,5–0,8 МПа), попадании воды в топливо или чрезмерном подсосе холодного воздуха. Действие: аварийно отсечь подачу мазута (АЗ-топливо), включить вентиляцию топки на 10 минут, возобновить розжиг с продувкой форсунок.
• Коксование форсунок: Отложение кокса на распылителе из-за перегрева (температура мазута выше 110°C) или малого расхода воздуха. Признак: факел становится пульсирующим, с искрами. Решение: заменить форсунку на чистую, отрегулировать расход пара на распыл.
• Замазучивание электрофильтров: При длительной работе на мазуте с большим избытком воздуха частицы сажи попадают в золоуловители. Эффективность электрофильтров падает. Мера: временное ограничение нагрузки до 50% и перевод части дымовых газов в обход фильтров.

6. Заключительные операции и вывод на уголь

Когда необходимость в мазуте отпадает (например, восстановлена подача угля), выполняется обратный перевод. Поспешное отключение мазута ведет к затуханию топки.

• Стабилизация угольного факела: За 15–20 минут до отключения мазута увеличивается производительность угольных мельниц на 10–15%.
• Отключение подсветки: Мазутные форсунки отключаются последовательно, по одной, с визуальным контролем устойчивости каждого угольного факела.
• Консервация мазутного тракта: Трубопроводы продуваются паром для удаления остатков мазута. Дренажные вентили оставляются приоткрытыми для защиты от застывания.
• Регистрация параметров: В оперативном журнале фиксируются: время включения первой мазутной горелки, расход мазута (суммарный и по форсункам), температура в топке, давление мазута и пара.

Соблюдение данной последовательности гарантирует безаварийный перевод энергоблока на резервное топливо. Главное правило — постоянный визуальный контроль факела и поддержание стабильного теплового режима топки на всех этапах операции. Любое отклонение от регламента должно рассматриваться как аварийная ситуация.

Сводная таблица данных

В таблице ниже приведены ключевые параметры и режимы, регламентирующие перевод пылеугольного энергоблока на сжигание резервного топочного мазута, согласно инструкции. Данные систематизированы по этапам операции: от подготовки систем до длительной работы на мазуте и типовых проблем.

Этап / Параметр	Показатель / Диапазон	Примечание / Условие
1. Подготовительные операции
Запас мазута в баках хранения	Не менее 50% от объема первичного резерва	Перед подачей мазута в топку
Температура подогрева мазута (марки М-40, М-100)	85–95 °C	Перед форсунками
Вязкость мазута при рабочей температуре	Не более 2,5 °ВУ	Условные градусы вязкости
Давление пара на распыление (паромеханические форсунки)	0,8–1,2 МПа	Проверка состояния форсунок
Давление пара для прогрева мазутопроводов	0,5–0,8 МПа	Через дренажные линии
Вентиляция топки и газоходов	10–15 минут	Перед розжигом
Остаточная концентрация CO на выходе из топки	Менее 0,5% по объему	После вентиляции
2. Пусковые операции (розжиг)
Расход мазута на одну форсунку (мин. устойчивый)	200–400 кг/ч	5–10% от номинальной нагрузки мазутной горелки
Разрежение в топке	−10…−30 Па (1–3 мм вод. ст.)	Поддерживается автоматическим регулятором
Критическое разрежение (срыв факела)	Менее −50 Па	Возможно срывание факела
Содержание кислорода за топкой	5–8% (по объему)	Регулировка шиберами горелки
3. Прогрев топки и перевод на уголь
Температура воспламенения (антрациты, тощие угли)	800–900 °C	Температура в районе выходного окна топки
Температура воспламенения (бурые угли)	700–800 °C	Температура в районе выходного окна топки
Длительность прогрева топки	От 30 минут до 2 часов	До устойчивого воспламенения угольной пыли
Максимальная температура аэросмеси за сепаратором	80 °C	Для сушки твердого топлива
Расстояние от мазутного факела до зоны зажигания угля	Не далее 0,5 м	Условие включения пылеугольной горелки
Длительность импульсной подачи угольной пыли	1–2 секунды	Первое включение, с визуальным контролем
Время стабилизации горения угля	5–10 минут	После чего снижают расход мазута
Нагрузка блока для полного отключения мазута	Не менее 30–40% от номинальной	Только после стабилизации угольного факела
4. Работа на резервном топливе (длительный режим)
Ограничение нагрузки блока (только на мазуте)	70–80% от номинальной	Из-за риска пережога экранов
Температура начала высокотемпературной коррозии	Выше 600 °C	Из-за ванадия (V₂O₅) и натрия в мазутной золе
Расход присадки (доломитовая мука или оксид магния)	0,1–0,3% от массы мазута	Для связывания ванадия
Снижение ресурса труб без присадки	В 2–3 раза	—
Промывка поверхностей нагрева (после работы >24 ч)	Щелочная (каустическая сода, 2–5% раствор)	Обязательна
5. Типовые проблемы
Критическое давление мазута (срыв факела)	Ниже 0,5–0,8 МПа	Требуется аварийное отсечение
Температура мазута (коксование форсунок)	Выше 110 °C	Приводит к отложению кокса на распылителе
Ограничение нагрузки при замазучивании электрофильтров	До 50%	Временная мера
6. Заключительные операции
Увеличение производительности мельниц перед отключением мазута	На 10–15%	За 15–20 минут до отключения

Частые вопросы по теме (FAQ)

Какая температура мазута должна быть перед форсунками перед розжигом?

Температура подогрева мазута перед форсунками должна составлять 85–95°C для марок М-40 и М-100. При этой температуре вязкость не должна превышать 2,5°ВУ.

Какие действия необходимо выполнить при срыве факела мазутной горелки?

При срыве факела необходимо аварийно отсечь подачу мазута (АЗ-топливо), включить вентиляцию топки на 10 минут, после чего возобновить розжиг с продувкой форсунок.

Каков минимальный уровень нагрузки блока, при котором допускается полное отключение мазута при переходе на уголь?

Полное отключение мазута возможно только при нагрузке блока не менее 30–40% от номинальной.

Почему при длительной работе на мазуте нагрузка блока ограничивается 70–80% от номинальной?

Это связано с ухудшением охлаждения экранов топки сажистым факелом и риском пережога нижних рядов труб. Также требуется контроль температуры перегрева пара, так как при сжигании мазута она часто превышает номинал из-за роста тепловосприятия за счет светимости факела.

Какой расход присадки (доломитовой муки или оксида магния) требуется для связывания ванадия при сжигании мазута?

Расход присадки должен составлять 0,1–0,3% от массы мазута. Без присадки ресурс труб поверхностей нагрева снижается в 2–3 раза.