1000MW机组磨组运行方式对机组经济性的影响

仇恒波 韩 婷

（徐州华润电力有限公司，江苏 徐州 221600）

1000MW机组磨组运行方式对机组经济性的影响

仇恒波 韩 婷

（徐州华润电力有限公司，江苏 徐州 221600）

我厂1000MW超超临界机组自投产以来再热器汽温一直偏低，大大降低了机组效率。为了提高再热汽温，将原来的下层磨运行方式调整至上层磨运行方式，再热汽温得到了显著增加。本文通过对磨组调整前后参数的对比，分析磨组调整前后对再热汽温、排烟温度、脱硝系统的影响。

磨组；燃烧器；再热汽温；排烟温度

随着火电机组容量的发展，市场竞争激烈化越来越严重，为了进一步降低发电机组的煤耗，各发电企业对机组的技术改造项目投入越来越大。锅炉的主再热汽温是锅炉的重要经济指标，但由于锅炉安装、受热面积灰、实际煤种便离设计煤种等因素的影响，再热器汽温偏离设计值是一个普遍存在的问题，低负荷时尤其明显。自投产以来，我厂#5炉再热汽温一直存在偏低的问题，大大影响了锅炉效率。通过调研，我厂对磨组的运行方式进行了试验，由原来的底层磨运行改至上层磨运行方式，大大提高了再热汽温，降低了发电煤耗。本文以我厂1000MW超超临界参数直流炉为例，通过实验数据，总结出磨组运行方式的变化对再热汽温、排烟温度、脱硝等经济指标的影响。

1　主要设备简介

我厂2×1000MW锅炉为3044t/h 超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛塔式布置、四角切圆燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢架悬吊结构、露天布置、固态排渣的锅炉，炉后尾部布置两台三分仓容克式空气预热器。燃烧方式采用低NOx摆动式四角切圆燃烧技术。燃烧设备设计和校核煤种均为烟煤，中速磨煤机，一次风正压直吹式制粉系统设计，锅炉配置 6 台 ZGM133N中速磨煤机，其中 5 台运行，1台备用。煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器，共设置12层煤粉喷嘴， 燃烧方式采用低 NOx 同轴燃烧系统（LNTFS）。

2　不同磨组运行对再热汽温的影响

汽温调节的主要方式有两种：蒸汽侧调节和烟气侧调节。而再热汽温主要是通过烟气侧来调节。改变火焰中心的位置可以改变炉内辐射吸热的分配，当火焰中心位置抬高时，炉内辐射吸热量减少，对流换热增加，烟温升高，再热汽温升高；火焰中心下移时，则再热汽温下降。

我厂自投产以来，为了保证燃烧稳定及机组安全，都是采用下层磨运行方式，再热汽温一直偏低，为了提高再热汽温，通过其他调整方式效果不明显。在节能降耗的背景下，公司领导根据我厂燃烧器的布置特点，在分析、调研后对磨组的运行方式进行了试验，通过改变磨组运行方式，改变了锅炉的火焰中心。由图1可以看出，同一台磨煤机的两个燃烧器喷嘴的距离为1.6m；同一组燃烧器内，相接近的两台制粉系统相邻燃烧器喷嘴距离为1.7m；ABC与DEF两组燃烧器相邻喷嘴距离为3.4m。当500MW负荷三台磨运行时，上层磨运行方式（DEF磨组）比下层磨运行方式（BCD磨组）火焰中心抬高了6.6m，大大提高了再热汽温。

图1　燃烧器布置及不同负荷下磨组对应的再热汽温

通过图1可以看出，运行上层磨组比运行下层磨组再热汽温平均增加了20度。按照1000MW超超临界机组参数变化对供电煤耗的影响中再热汽温降低1度供电煤耗增加0.04813g/kW·h计算，采用上层磨运行方式比下层磨运行方式，降低煤耗约0.96g/kW·h。

3　不同磨组运行对排烟温度的影响

排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，约占锅炉热损失的65%，排烟温度增加10℃煤耗增加约1.5g/kW·h。为了降低排烟损失，我厂进行了低温省煤器改造，通过凝结水在低温省煤器内吸收烟气热量，降低排烟温度，从而自身却被加热、升高温度后再返回凝水系统，既降低了排烟温度又提高了汽轮机热效率。所以在本文中所提到的排烟温度是低温省煤器出口的烟温，而不是空预器出口的烟温。

上层磨组运行时，因火焰中心上移，将导致排烟温度升高。但从图2中数据对比来看，炉膛出口烟温没有明显升高，甚至还有下降的趋势。虽然上层磨组的启用导致了燃烧的推迟，但这些热量大部分都用在了过、再热器的热交换上面，所以显著提高了过、再热汽温而没有过多的增大排烟损失。另一方面我厂进行了低温省煤器的技术改造，即使炉膛出口排烟温度有所上升，增加的这部分热量也会被低温省煤器吸收，所以通过运行上层磨不会增加锅炉的排烟损失。

图2　不同负荷下磨组对排烟温度的影响

4　不同磨组运行对NOx的影响

根据NOx的形成机理，抑制NOx生成的方法主要有降低火焰峰值温度，降低最高温度区域的局部氧浓度，降低燃料在最高温度区域的停留时间。在运行调整中，通过配风在主燃烧区进行缺氧燃烧，在燃尽阶段低温区进行富氧燃烧，从而降低了NOx的生成。

磨组调整改变了火焰中心，运行上层磨组时，炉内还原区域减小，增加了热力型NOx的产生。从图3中可以看到，SCR装置入口NOx比下层磨运行时有所上升，给脱硝调整带来了一定的压力。通过适当关小运行磨组的辅助风挡板，降低燃烧区域的氧量，开大SOFA风风门，采用倒三角的配风方式，保证燃烧区域的还原性气氛，可以大大降低热力型NOx的生成。

图3　不同负荷下磨组对NOx的影响

结语

通过对我厂#5炉磨组运行方式的试验，可以看出，上层磨运行时改善了水冷壁水动力特性，降低了水冷壁壁温偏差，距离水冷壁保护温度也有了较大的裕度，提高了机组的安全性，同时大大提高了再热汽温，降低了发电煤耗，按照80%的负荷计算，全年将多盈利近400万元。

由于增加了低温省煤器，上层磨运行时火焰中心上移，没有增加排烟损失，但由于火焰中心的上移导致SCR进口NOx的增加，在运行调整时可以加强对二次风门挡板的调整，从配风上降低NOx的含量。

［1］徐州华润电力有限公司.运行规程［Z］.

［2］郑晓康，张传名，等.2008t/h四角切圆燃烧锅炉汽温偏低的原因分析及试验研究［J］.热力发电，2004（11）：33-35.

［3］陈杭君，赵华.火电厂烟气脱硝技术介绍［J］.热力发电，2005，31（02）：15-18.

韩婷，女，江苏徐州人，毕业于南京工程学院，助理工程师，现从事火电厂集控运行工作。

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仇恒波，男，江苏徐州人，毕业于南京工程学院，助理工程师，现从事火电厂集控运行工作。