某风扇磨直吹式制粉系统锅炉燃烧优化调整

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720127

摘要：针对某采用风扇磨直吹式制粉系统的锅炉一直存在减温水量大、大渣含碳量高、氧量偏高等问题，通过摸底试验分析，明确了锅炉存在制粉系统漏风量偏大、一次风率偏高、二次风配风不合理等问题。通过制粉系统漏风的初步治理和燃烧调整，一次风率降低、锅炉排烟温度降低、大渣含碳量降低，锅炉运行经济性得到了改善。对于此类型锅炉的运行调整和应该注意的问题提出了建议。

关键词：风扇磨；制粉系统漏风；燃烧调整

风扇磨直吹式制粉系统一般用于燃用高水分的褐煤。某电厂采用风扇磨直吹式制粉系统的锅炉一直存在减温水量大、大渣含碳量高、氧量偏高等问题，通过摸底试验分析，明确了锅炉存在制粉系统漏风量偏大、一次风率偏高、二次风配风不合理等问题。通过燃烧调整锅炉运行经济性得到了改善。

1 设备概况

锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计的超高压、自然循环、单炉膛六角切圆燃烧、平衡通风、一次中间再热、固态排渣，配有6套风扇磨直吹式制粉系统。

2 锅炉存在的问题

进行燃烧调整前，对锅炉进行了摸底试验，发现锅炉存在的问题主要有以下几方面：

（1）锅炉热效率为89.30%，比炉效设计值低2.4%。

（2）1、2号制粉系统总的漏风率分别为11571%和121.76%，高温炉烟管段至磨煤机入口测点处漏风率均为61.58%。

（3）制粉系统干燥出力不足，主要是干燥介质的温度偏低造成。

（4）煤粉较粗，1号磨R90为60%左右，6号磨 R90为50%左右，设计煤粉细度为40%。分离器调节煤粉细度的能力较差。

（5）锅炉减温水量大。本锅炉主再热蒸汽分别设计有两级减温水，130MW时，主汽一级降温水流量14t/h，二级减温水流量17t/h，减温水量较大。

3 燃烧调整方向

制粉系统调整方向：

（1）提高干燥出力的措施。

造成干燥介质温度偏低的主要原因是制粉系统漏风大，如果将制粉系统的漏风率治理到90%，磨煤机维持90000m3/h（设计值）的通风量运行，则只要干燥介质的温度为625.89℃，制粉系统就可以带35t/h的煤量运行，三台磨完全可以带够130MW负荷。

（2）维持设计通风量运行。

当前磨煤机通风量高于设计值运行，造成一次风速偏高，燃烧滞后，锅炉整体减温水量偏大，排烟温度偏高。维持磨煤机设计通风量运行很有必要。

（3）煤粉细度的调整。

煤粉较粗，也是造成燃烧滞后，锅炉整体减温水量偏大，排烟温度偏高的原因之一。但是通过试验发现分离器调节煤粉细度的能力较差，除了和分离器本身的结构因素有关外，与通风量较大也有关系。

（4）煤粉浓度分配。

每台磨煤机出口都安装有三台电动一次风门，三台手动一次风门及三台折向挡板。按设计初衷，调节折向挡板和一次风门能够改变三层一次风管的粉浓度。但是由于目前干燥出力不足，折向挡板和一次风门都處于全开位置。可以通过挡板的调整控制粉管浓度分配，调节火焰中心高度。

（5）二次风配风及氧量调整。

由于一次风率偏高，二次风率偏低，目前二次风整体开度不大，平均在30%左右。所以配风首先要考虑提高二次风率。最下层二次风开度比较小，只开50%。保证最下层足量的二次风应该能缓解大渣含碳量高的情况。

对于氧量偏高，在锅炉不结焦的前提下尝试降低氧量运行。

4 燃烧调整

4.1 制粉系统调整

（1）制粉系统通风量调整。

燃烧调整前，电厂对磨煤机的漏风，特别是给煤机漏风进行了临时处理，制粉系统干燥出力明显提高，通过调整，制粉系统通风量控制在115000m3/h左右，磨出口温度控制在110℃。

a.煤粉细度调整。

制粉系统通风量调整后，重新对磨煤机的煤粉分离器进行了重新调整，磨煤机R90平均控制在45%左右，比调整前有所降低。

b.火焰中心调整。

将上一次风管对应的电动一次风门开到50%，上一次风速明显降低。

（2）二次风配风调整。

试验过程中，将最下层的两层二次风开到全开位置，大渣的含碳量有所降低。

在二次风门平均开度并不大的情况下，不运行磨煤机对应角的二次风门开度10%左右。试验过程中将不运行磨的二次风门开度开到5%，只要保证不投运燃烧器及二次风喷口不烧损就可以了。

（3）锅炉氧量调整。

试验期间，130MW时将锅炉氧量降低到4.5%运行，经观察并未见有严重结焦现象。160MW运行时，锅炉氧量控制在3%运行，经观察并未见有严重结焦现象。

5 燃烧调整后试验结果

调整后热效率锅炉热效率为90.57%，比调整前提高127%。调整前排烟氧量7.6%左右，调整后6.5%左右，实测排烟温度降低了5℃左右，这是炉效提高的主要原因。调整后的炉效值仍然低于设计值，锅炉氧量仍然有下降的空间，在保证锅炉不结焦的前提下，应继续降低锅炉氧量。

大渣含碳量由调整前的20%左右降低到15%左右，大渣含碳量仍然偏高。

锅炉过热器减温水总量降低到20t/h左右。

6 总结

通过对制粉系统漏风的初步治理及燃烧调整，锅炉效率提高提高1.27%。对于本锅炉及其它风扇磨直吹式制粉系统的锅炉的主要建议如下：

（1）应特别重视对制粉系统的漏风治理，使磨煤机通风量接近设计值运行。作用是：

第一，可以提高磨煤机出力，减少磨煤机运行台数，降低制粉单耗。

第二，可以增加热风量（热风温度低于高温炉烟温度），使通过空气预热器风量增加，有效降低排烟温度。

第三，可以提高二次风量，使燃烧调整方式更趋合理。

第四，使磨煤机出口氧量得到有效控制，使燃烧调整方式合理，减少用增加过量空气降低炉温的作法，减少排烟热损失。

第五，由于磨煤机采用的是惯性分离器，磨出口设有撞击锥，所以风选起主要作用，折向门主要起沿长行程提高分离能力作用，其分离能力较差。其分离机理决定了其优点是阻力小，煤粉均匀性好。磨煤机通风量接近设计值时，煤粉细度会得到改善，有利于提高煤粉的燃烬度。

（2） 可以通过磨煤机出口一次风门及折向挡板门的配合调整风管的煤粉分配，以调整炉膛火焰中心，改善锅炉的汽温特性，减少减温水量及超温风险；

（3）对于二次风的调整，为降低炉渣含碳量，建议最下层的两层二次风开到全开位置；不运行磨煤机对应角的二次风门开度开度开到5%；尽量降低锅炉氧量运行；二次风的配风方式应在满足低氮燃烧的前提下，尽量提高燃烧器区域的配风比例，以提高煤粉燃烧效率。

作者简介：张振国（1982），男，汉族，研究生，研究方向：火力发电厂锅炉设备能耗诊断、节能改造。