六盘山热电厂#2锅炉燃烧调整的研究及应用

王会成

中铝宁夏能源集团有限公司六盘山热电厂

六盘山热电厂#2锅炉燃烧调整的研究及应用

王会成

中铝宁夏能源集团有限公司六盘山热电厂

六盘山热电厂#2锅炉自投产以来一直存在炉膛烟温、受热面金属壁温和汽温偏差大、再热汽温超温、烟气出口NOX浓度高等问题，直接影响机组出力。为了减小炉膛烟温、金属壁温和汽温偏差、降低再热器事故喷水量、降低烟气出口NOX浓度，提高机组的经济性与安全性，从影响炉膛出口烟温偏差、影响再热汽温的因素、如何降低烟气出口NOX浓度等各个因素入手，对锅炉进行燃烧调整试验，提出切实可行的运行方式，确保锅炉的安全、环保、经济运行。

再热汽温；烟气出口NOX；燃烧调整

1.设备概况

宁夏六盘山热电厂2×330MW锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风、摆动燃烧器四角切圆燃烧、固态排渣、全钢构架、紧身封闭、炉顶设大罩壳。锅炉最大连续蒸发量(B-MCR)1166T/H，过热器、再热器蒸汽出口温度为541℃，BMCR工况下过热蒸汽出口压力17.47MPa，再热蒸汽出口压力3.92MPa，给水温度279℃。

2.燃烧调整试验前存在的主要问题

六盘山热电厂#2机组自投产以来一直存在炉膛烟温、受热面壁温和汽温偏差大、再热器吸热量大导致事故喷水量大、烟气中NOX浓度高等问题，直接影响锅炉安全、经济运行。

2.1 炉膛出口两侧烟温、金属壁温偏差大

六盘山热电厂#2炉炉膛出口A侧烟温偏高，B侧烟温偏低，屏式再热器出口烟温最大偏差达到150℃，导致两侧屏式再热器金属壁温吸热量不均匀，两侧金属壁温偏差较大，A侧水平烟道结焦严重，2015年4月#2炉水平烟道形成烟气走廊，导致末级再热器爆管，机组非停，给厂里带来巨大的经济损失。

2.2 锅炉再热汽温偏高

六盘山热电厂再热器采用墙式再热器，辐射换热较大，自投产以来，再热汽温一直偏高，特别是供热期间，锅炉满负荷运行，再热器事故减温水处于全开状态，严重时被迫降负荷运行，满足不了城市供热和电网调峰需求，给电厂造成很大的负面影响和经济损失，为控制再热汽温不超限运行，有时采用降低主汽温度运行，主汽温度长期控制在520℃左右，再热器减温水全开和主汽温度较低运行导致锅炉效率降低。

2.3 炉膛出口NOX浓度高

六盘山热电厂2013年对两台锅炉进行脱脱硝改造，脱硝装置采用选择性还原全烟气脱硝，采用液氨作为还原剂，为控制氮氧化物排放浓度达标，液氨耗量居高不下，增加了的电厂运营成本。

六盘山热电厂锅炉燃烧器采用上下浓淡分离技术和低氮切向燃烧系统设计，最上层设置两层分离燃尽风，能有效控制氮氧化物生成量；因再热汽温偏高，两层分离燃尽风门开度偏小，导致炉膛出口氮氧化物浓度超过设计值。

3.燃烧调整试验方法

再热器管屏主要是通过对流和辐射来完成换热的，因此，调整再热器汽温主要是通过调整通过再热器的烟气流量和烟气温度。

炉膛出口烟温偏差是炉膛内的流场造成的。通过对目前运行的燃煤机组烟气温度和速度数据分析发现，在炉膛垂直出口断面处的烟气流速对烟温偏差的影响要比烟温的影响大。在300MW负荷区间进行燃烧调整，得出最佳运行方式，然后将所有负荷段的最佳运行方式做成函数关系置入逻辑当中，最后观察机组的运行状况继而做出相应的预调。

3.1 燃烧器摆角的调整

燃烧器设计摆动范围为±30°，根据各负荷下的再热汽温相应的调整燃烧器摆角。维持锅炉负荷、总风量、磨组运行方式及锅炉配风方式不变的情况下，分别将燃烧器摆角置于-30°、-20°、-10°、0°、10°、20°、30°，通过改变SOFA风及燃烧器摆角的不同角度，观察摆角变化对锅炉汽温、减温水量及NOX的影响，得出再热汽温与摆角变化的曲线。

由于烟温偏差导致受热面存在壁温偏差，使得受热面容易出现超温的现象，会限制主、再热汽温的提高。为了减小烟温偏差，提高再热汽温，通过对SOFA水平摆角以及SOFA风量的试验，确定SOFA风的最佳水平角度以及SOFA风量与负荷的关系曲线。

SOFA水平摆角试验：维持锅炉负荷、总风量、磨组运行方式及配风方式不变的情况下，分别将SOFA水平摆角置于+15°、+7°、0°、-7°、-15°，在各个工况下分析受热面的壁温分布，找出壁温偏差的变化规律，确定偏差最小时SOFA的水平角度。

3.2 氧量变化的调整

对省煤器出口烟道的O2进行测量，对DCS画面显示氧量进行校对。

在不同氧量工况下测量NOx排放量、送、引机功耗，并取入炉煤、飞灰及渣样进行分析化验，在不影响机组经济性的情况下，确定最佳运行氧量，最大限度的提高再热汽温。

3.3 二次风门的调整

维持锅炉负荷、磨煤机投运方式、氧量及其余二次风门不变的情况下进行变偏置风调整试验，观察偏置二次风(CFS)的变化对锅炉壁温偏差、锅炉汽温、结焦特性及NOX的影响。

SOFA风量变化试验：维持机组负荷不变，维持磨煤机投运方式、氧量及燃烧区域二次风门不变的情况下，通过改变SOFA风量，分析受热面的壁温分布的变化，同时观测对锅炉汽温、结焦特性及NOX的影响，综合分析得出该负荷下的最佳SOFA风量。

维持锅炉负荷、磨煤机投运方式、氧量及其余二次风门不变的情况下进行变偏置风调整试验，观察周界风的变化对锅炉壁温偏差、锅炉汽温、结焦特性及NOX的影响。

3.4 锅炉吹灰优化调整

六盘山热电厂有64台墙式吹灰器布置于炉膛，24台长伸缩式吹灰器和44台声波吹灰器布置在锅炉上部区域、水平烟道和尾部烟道。根据煤种情况以及实际运行情况，合理安排锅炉各受热面的吹灰，使得再热器区域尽可能的少吹灰，减少再热器的吸热，降低再热汽温。

4.试验取得的成果

1、通过对#2炉氧量的优化调整，降低了烟气中CO含量，机组经济性得到改善，炉膛内受热面结焦减少，炉膛出口烟温降低，水冷壁吸热增加，降低了再热汽温。

2、合理安排锅炉各受热面的吹灰，降低了锅炉受热面吹灰频次。

3、合理调整偏置风和周界风的比例，减小炉膛出口残余旋转，从而减小再热汽温偏差；同时降低了脱硝入口NOX浓度，降低了喷氨量。

4、在300MW负荷试验基础上，对210MW、240MW、270MW、330MW负荷段进行调整，得到各负荷下最佳运行工况，并将二次风门投入自动，减少了运行人员操作。