660MW超超临界π型锅炉燃烧调整优化试验研究

2019-09-10张飞

科学导报·科学工程与电力 2019年31期

关键词：氧量

张飞

【摘要】某电厂660MW机组自投产以来，由于#1锅炉再热汽温两侧偏差大，机侧再热汽温达不到设计值600℃，且#1锅炉运行中还存在如下问题：总的送风量偏大，省煤器出口氧量偏差较大;磨煤机出力达不到设计值;一次风管风速不均匀，一次风速高;空气预热器积灰及低温腐蚀严重，阻力较大;高负荷锅炉易结焦;锅炉排烟温度偏高;高温再热器低温段壁温易超限;再热器减温水量较大;锅炉转机电耗率高等一系列影响机组正常运性的安全经济性的问题。基于此进行专题性的燃烧优化调整试验研究。

【关键词】燃烧调整、减温水、氧量;分离器转速;一次风速;排烟温度

1 设备概况

某电厂锅炉为上海锅炉厂生产的660MW超超临界参数变压运行直流炉，四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的π型直流炉。锅炉燃烧系统按中速磨冷一次风直吹式制粉系统设计。24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。

过热汽温通过煤水比调节和三级减温水来控制。再热汽温采用烟气挡板、燃烧器摆动和过量空气系数变化调节，两级再热器之间连接管道上设置事故喷水。

2 影响燃烧的因素

2.1 燃料的影响

燃煤的发热量、水分、挥发分、灰分、硫分等变化较大，对燃烧的稳定性和经济性均将产生直接的影响。煤的发热量大小是影响燃烧稳定性的重要因素。燃煤发热量的降低将导致炉内温度水平降低，这对着火和燃尽都会带来不利影响。煤种水分对燃烧过程的影响主要表现在水分多的煤引燃着火困难，且会延长燃烧过程，降低燃烧室温度，增加不完全燃烧及排烟热损失。灰分较大、硫分高导致空预器积灰较多，烟尘含量超标，空预器低温腐蚀，二氧化硫超标等。

2.2 煤粉细度的影响

煤粉越细，加热时温升越快，挥发分的析出、着火及化学反应速度也就越快，因而越容易着火，燃烧也就越完全。但煤粉过细会增加制粉系统电耗，甚至导致磨煤机出力不足，负荷适应能力下降。煤粉太粗，锅炉着火推迟、飞灰大渣含碳量增大、引起燃烧不稳等。

3 燃烧调整的内容

3.1 一次风的调整

（1）一次风量的标定。磨入口一次风量过大，使得煤粉管内风速增加，煤粉着火推迟，锅炉飞灰可燃物含量增加，同时一次风机电耗和锅炉排烟温度都会增加，严重时造成煤粉着火困难，燃烧不稳定，影响锅炉的运行安全。磨入口一次风量过小，可能造成粉管内积煤自燃，同时会使煤粉着火提前，烧损燃烧器。为了保证锅炉燃烧的安全稳定，磨煤机入口一次风量的控制显得尤为重要。为此对#1锅炉进行了一次风量标定试验，经过标定后一次风机电流下降约15A。

（2）一次风速的调整。运行中部分磨煤机出口粉管一次风速高于设计值（27 m/s），一次风率升高会造成一次风粉着火热增加，着火推迟，火焰中心上移;再热器减温水量增大，发电汽耗增大;炉膛出口烟气温度升高，高温受热面壁温升高，寿命下降;另外一次风率升高，二次风率降低，会减弱炉内水冷壁面形成“风包粉”气氛的程度，水冷壁积灰结焦性增大，水冷壁吸热降低，锅炉吹灰频次增加;一次风速增大，喷燃器喷口磨损速度加快，一次风压偏大，一次风压与空气预热器之间的压差升高，空气预热器的漏风增大。试验中将#1炉一次风母管压力进行优化，根据单台磨最大给煤量控制在7.0～9.5 kPa;通过调节磨煤机出口粉管可调缩孔，将部分磨出口粉管的一次风速从36 m/s左右降到28 m/s左右，一次风管和喷燃器口磨损的速度明显减轻，受热面超温次数减少，详见表2。

3.2 二次风的调整

锅炉采用的是复合式空气分级低氮燃烧器，实际运行中低负荷时脱硝入口NOx浓度较高，再热汽温两侧偏差大。所以低负荷采取高温区欠氧，低温区富氧的配风方式，减少炉膛中心二次风，增加炉膛顶部二次风，低负荷时脱硝入口NOx浓度明显减少。

增加底层二次风（偏置风）的开度，大渣可燃物含量明显降低。

调整锅炉SOFA风水平摆角，全部置于反切位置，有利于减小再热汽温两侧偏差。

3.3 氧量的调整

氧量的大小，直接反应了炉膛内燃烧的好坏。氧量过高，送、引增风机出力增加，电耗较高，同时锅炉总风量增加造成排烟温度升高，锅炉效率降低。氧量过低，锅炉不完全燃烧损失增加，燃烧不稳，严重时可能造成锅炉灭火。因此运行中氧量的准确性非常重要，需定期对锅炉的氧量测点进行氧化锆标定。通过燃烧调整试验确定不同负荷段对应的最佳氧量，以提高锅炉运行的经济性，详见表3。

3.4 燃烧器摆角的调整

燃烧器的摆角主要是根据再热汽温及减温水量进行调整，由于#1炉运行中再热汽温偏低，燃烧器摆角一直往上摆。但是燃烧器摆角控制不能高于70%，摆角长期上摆会引起炉膛火焰中心上移，壁温较高，再热器减温水量增大，尤其汽温异常变化时，要根据实际情况灵活调整，注意摆动执行机构不能长时间停在同一位置，否则时间一长，喷嘴容易卡死，一般情况每天最少应活动一次。

4 影响锅炉经济指标的主要参数

通过目前运行中的锅炉燃烧调整，提出了影响锅炉经济指标的因素如下：

4.1 主、再热汽温

主蒸汽温度每下降10℃，影响煤耗上升约0.99g/kwh;再热蒸汽温度每下降10℃，影响煤耗上升约0.9g/kwh。提高主、再热汽温，能极大的提高机组运行的经济性，因此运行中在汽温、壁温不超限的前提下，应实时进行燃烧调整，控制主、再热汽温在额定参数下运行。

4.2 再热器减温水量

再热器减温水量每增加1%，影响煤耗上升约0.86g/kwh。降低再熱器的减温水，能有效的提高机组的安全性和经济性，所以在再热器不超温的情况下，尽量减少再热器减温水用量。

4.3 飞灰、大渣可燃物含量

飞灰可燃物含量每增加1%，影响煤耗上升约1.32g/kwh;大渣可燃物含量每增加1%，影响煤耗上升约0.32g/kwh。为控制飞灰、大渣可燃物含量，运行中可采取的措施有：增大燃烧器下层二次风量;低负荷时提高煤粉细度;降低一次风速;降低一次风管冷风量提高磨煤机出口温度等。

4.4 排烟温度

锅炉排烟温度每上升10℃，影响煤耗上升约1.66g/kwh。但排烟温度过低又会使空预器发生低温腐蚀，甚至会影响脱硝装置的正常运行，因此为了兼顾锅炉运行的经济性和安全性，运行中要控制一次风管冷风量;控制火焰中心位置;冬季提高进入炉膛的二次风温;防止尾部受热面结灰;加强受热面吹灰等。

5结语

（1）优化磨煤机一次风压，即将#1炉一次风母管压力控制在7～9 .5 kPa，部分磨煤机粉管一次风速从36 m/s降到28 m/s（接近设计值27m/s），一次风管和喷燃器口磨损的速度明显减轻。调整后，锅炉各受热面壁温偏差减小，超温次数减少。