220 t／h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验研究

闫百涛，高继录，冷 杰，路军锋，周兴野

（1.中电投东北电力有限公司抚顺热电分公司，辽宁 抚顺 113006；2.辽宁中电投电站燃烧工程技术研究中心有限公司，辽宁 沈阳 110179；3.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

220 t／h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验研究

闫百涛1，高继录2，冷 杰3，路军锋2，周兴野2

（1.中电投东北电力有限公司抚顺热电分公司，辽宁 抚顺 113006；2.辽宁中电投电站燃烧工程技术研究中心有限公司，辽宁 沈阳 110179；3.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

分析了某电厂220 t／h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验，在现有设备条件下，通过燃烧优化调整，给出了优化后的运行方式。通过提高炉膛出口过量空气系数，提升二次风率等方法均能不同程度地提高锅炉的燃烧效率。通过燃烧优化调整，锅炉热效率提高了2.29个百分点，通过对发现问题进行治理，锅炉最大出力将提高25 t／h左右，初步预计整个供暖期间将带来160万元的经济效益。

循环流化床锅炉；燃烧优化；锅炉热效率；试验研究

某电厂1号锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进Alstom公司循环流化床技术进行基础设计、完全按照引进技术所确定的原则进行施工设计的HG－220／9.81－L.PM23型锅炉。为了掌握锅炉目前的运行性能，发现存在问题，优化运行方式，提高锅炉出力，进而提高锅炉运行的安全性和经济性，保障地区冬季供热，进行了锅炉燃烧优化调整试验［1－3］。

1 设备概况

锅炉为高温高压、单汽包、自然循环锅炉，采用循环流化床燃烧方式、高温分离物料、固态排渣、干式输灰、平衡通风、露天布置。锅炉主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、自平衡“U”型密封回料阀和尾部对流烟道等组成。炉膛位于锅炉前部，四周与顶棚布置膜式水冷壁，底部为水冷布风板和大直径钟罩式风帽，上部与前墙垂直布置4片水冷屏和4片汽冷屏（二级过热器），炉膛下部两侧各布置有风水联合冷渣器，炉膛与尾部对流烟道之间布置2台高温绝热旋风分离器，通过自平衡“U”型密封回料阀连接。炉膛、旋风分离器和自平衡“U”型密封回料阀构成了粒子热循环回路。尾部对流烟道在炉膛后部，布置三级过热器、一级过热器、省煤器和空气预热器。过热蒸汽温度由布置在过热器之间的两级喷水减温阀调节。启动方式采用床上床下联合启动。设计燃料特性见表1。

表1 设计燃料特性

2 燃烧优化调整试验分析

2.1 氧量标定试验

图1和图2分别显示了不同工况条件下氧量实测数据与DCS数据对比趋势，在氧量高于4.0%时，实际DCS左右侧显示氧量较标定氧量偏低，而在氧量低于3.5%时，实际DCS显式氧量比标定氧量偏高，DCS氧量表呈非线性变化。呈现出实际氧量高时，氧量表显示氧量低；而实际氧量低时，氧量表显示氧量高。

图1 左侧氧量数据对比

2.2 排烟温度标定试验

图3为表盘排烟温度数据与实测排烟温度数据对比曲线，由图3可见，表盘排烟温度与实测排烟温度相差不大，变化趋势基本一致，表盘排烟温度比实测排烟温度平均低0.38℃。

图3 排烟温度对比曲线

2.3 燃煤平均粒径测试试验

循环流化床锅炉燃煤粒度分布特性对炉内燃烧状况有较大影响，煤粒过粗与过细都不利于锅炉的运行。由燃用设计煤种最大允许粒径为≤7 mm，d50＝1.2～1.5 mm，结合表2（煤总重999.2 g），燃煤粒径平均计算结果可知原煤颗粒粒径大于7 mm以上高于10%，d50在3 mm以上，较设计煤种燃煤颗粒要粗。燃煤中大颗粒比例增大，停留在燃烧室密相区的颗粒量增加，从而使密相区的燃烧份额增加，同时燃烧破碎产生大量不易燃尽的焦碳粒子，使飞灰中可燃物含量增加。燃煤中细小颗粒的比例增大，炉膛上部的燃烧份额增加，一次燃烧通过炉膛的颗粒比例增大，停留在炉膛内的燃烧时间缩短，也会对飞灰可燃物含量造成影响。

表2 燃煤粒径平均测试结果

2.4 改变一、二次风配比试验

一、二次风配比调整试验选取3种工况，不同工况主要通过改变一次风机和二次风机入口挡板开度，从而改变一、二次风率。图4为一、二次风配比试验在不同工况条件下锅炉效率变化曲线，由图4可见，工况2条件下锅炉效率较高，较工况1和工况3锅炉效率分别提高了2.22和2.61个百分点。由于一、二次风风量DCS数据不准确，不能定量分析一、二次风风率对锅炉燃烧效率的影响，由试验结果可见，在工况2条件下，一、二次风风率配比比较合理，有利于炉内燃烧，工况1和工况3一次风率较工况2要高，过高的一次风率会降低密相区温度，使细小的焦炭颗粒在密相区停留时间缩短，燃烧效率降低；而过低的一次风率会影响床层流化，对锅炉安全运行造成影响。通过试验得出，在试验负荷条件下，一、二次风风率最佳配比方案为一、二次风机入口挡板均在50%开度，此时锅炉效率较高［4－6］。

图4 不同工况条件下一、二次风配比试验锅炉效率变化曲线

2.5 最佳氧量调整试验

氧量调整试验分3种工况进行，工况1、工况2、工况3炉膛出口过量空气系数分别为1.30、1.22和1.14，可通过调节一、二次风机入口挡板开度来改变入炉总风量，调节引风机入口挡板开度来调节炉膛压力在正常范围内。图5为变氧量试验在不同工况条件下锅炉效率变化曲线图，由图5可见，锅炉效率随氧量而增加，工况1空气预热器出口氧量为6.2%，锅炉效率为88.15%；工况2空气预热器出口氧量为5.23%，锅炉效率为85.86%；工况3空气预热器出口氧量为4.26%，锅炉效率为84.06%。工况1条件下，锅炉效率较高，灰渣可燃物含量最低。

图5 不同工况条件下变氧量试验锅炉效率变化曲线

3 结论

a.过量空气系数由1.14增至1.3时，锅炉效率由84.06%增至88.15%，提高4.09个百分点，飞灰可燃物降低11.68%，大渣可燃物降低1.25%；高负荷时，炉膛出口氧量建议保持在4.0%～4.5%。

b.一、二次风配比试验结果表明，二次风量增加可使锅炉效率提高，飞灰可燃物含量随着二次风率增加有所降低；推荐高负荷下一、二次风入口挡板开度均在50%左右。

c.通过燃烧优化调整，锅炉效率提高了2.29个百分点，锅炉最大出力将提高25 t／h，可为存在类似问题的同类型机组提供借鉴。

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Study on Combustion Optimization Adjustment Test for 220 t／h CFB Boiler

YAN Bai⁃tao1，GAO Ji⁃lu2，LENG Jie3，LU Jun⁃feng2，ZHOU Xing⁃ye2
（1.CPI Northeast Electric Power Co.，Ltd.，FuShun Cogeneration Branch，Fushun，Liaoning 113006，China；2.Liaoning CPI Power Plant Combustion Engineering Technology Research Center Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110179，China；3.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In this paper，the experimental method and results of combustion optimization and adjustment for a 220 t／h circulating fluid⁃ized bed boiler in a power plant are introduced.Under the condition of the existing equipment，the optimized operation mode is given by optimizing the combustion optimization.Increasing the excess air coefficient of the furnace outlet，raisin two wind rate can improve the combustion efficiency of the boiler.Through combustion optimization，thermal efficiency of the boiler improves 2.29 percentage points，through the governance，the maximum boiler output improves 25 t／h，the preliminary estimate of the whole heating period can bring e⁃conomic benefits of 160 million yuan.

CFB boiler；Combustion optimization；Boiler thermal efficiency；Test study

TM621

A

1004－7913（2016）06－0020－03

闫百涛（1979—），男，学士，工程师，主要从事火力发电厂锅炉技术管理工作。

2016－02－27）