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锅炉燃烧调整与运行优化分析

2019-12-10赵晓东孙全超

科技创新导报 2019年21期
关键词:火电机组效率

赵晓东 孙全超

摘   要:本文主要针对目前火电机组长时间运行,如何保证和提高机组效率,保证机组稳定运行进行优化分析,通过燃烧调整试验,进行一次风和二次风调平,优化设计运行方案,解决锅炉燃烧不稳、前后和左右偏差大、炉内深度缺氧、燃烧产物中CO含量高、降低SCR入口NOx浓度高、再热器减温水量大、火焰中心上移、排烟温度高的问题,锅炉达到安全、经济运行状态,最终达到提高锅炉效率、降低煤耗的目的。

关键词:火电机组  效率  运行优化  燃烧调整

中图分类号:TK227                                文献标识码:A                        文章編号:1674-098X(2019)07(c)-0101-02

1  机组及其主要系统简介

华能吉林发电有限公司九台电厂锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-2100/25.4-HM11锅炉,是具有自主知识产权的国产塔式布置的超临界直流锅炉,该锅炉2009年投产。自投产运行以来,没有进行过燃烧调整试验,锅炉运行经济指标达不到设计值,运行稳定性差,机组运行存在很多安全隐患,多次出现超温、振动等现象,经过对锅炉加装防振梁等,解决了锅炉振动问题,但振动原因和超温原因没有彻底查清,锅炉运行波动大、偏差大、运行稳定性差等现象明显。

2  目前锅炉出现的问题

(1)二次风及燃尽风配风不合理,造成炉内严重缺氧,锅炉燃烧中心区域以上至炉膛出口高度大约30m高,炉膛中心处15×15m的截面内烟气中含氧量测量结果在0~0.1%,省煤器入口CO浓度高达几千ppm,空气预热器入口CO浓度达到几百ppm。

(2)炉内左右、前后温差高达200℃以上,三级过热器和二级再热器容易超温,减温水量大。

(3)再热器喷水量大,影响机组循环热效率。

(4)一次风速不均,上层一次风速普遍低于17m/s,特别是3、7号磨煤机上层一次风速很低11~13m/s,风速低容易造成积粉,导致一次风管阻力大、磨煤出力不足、燃烧器区域超温等问题。

(5)空气预热器漏风量大,导致排烟热损失大、送引风电耗高等问题。

(6)除尘器漏风大,导致引风机出力不足。

(7)SCR入口NOx浓度高,喷NH3量大,运行经济性差,需要燃烧调整降低SCR入口NOx浓度。

为了解决上述运行中存在的问题,通过燃烧调整试验,进行一次风和二次风调平,优化设计运行方案,解决锅炉燃烧不稳、前后和左右偏差大、炉内深度缺氧、燃烧产物中CO含量高、降低SCR入口NOx浓度高、再热器减温水量大、火焰中心上移、排烟温度高的问题,使锅炉达到安全、经济运行状态,最终达到提高锅炉效率、降低煤耗的目的。

3  燃烧调整方法

针对上述问题,运行方面的问题可以通过燃烧调整试验加以解决,通过燃烧调整试验确定最佳配风方式,优化运行调节方法。具体燃烧调整试验方法。

(1)进行一次风速测试,根据测试结果,对一次风速不均的进行调节,通过调节分离器出口挡板开度,调节各角一次风速,使其一次风速度相对均匀。

(2)针对燃烧产物中CO含量高的问题,必须进行燃烧调整试验,进行二次风重新配风,对各二次风及燃尽风配风方式(风门开度)进行调整,根据测试数据,确定调节二次风门开度是否合理,决定合理配风方式。

(3)在合理的配风方式及氧量的条件下,调节二次风速,使其火焰中心稳定在中心区,防止火焰偏斜,使其温度场分布合理,防止结焦。

(4)进行合理配风,在确保燃烧效率的条件下,降低SCR进口NOx浓度,确保NOx在350mg/m3以下,降低脱硝喷氨量,从而减少发电成本。

(5)调节燃尽风,减少受热面左右两侧热偏差,解决锅炉喷水量偏差大和热偏差大的问题。

(6)调节火焰中心,控制火焰中心上移问题。

(7)从运行方面对一次风速进行调整,对于上层一次风因阻力大造成的风速低的问题,采用增大夹心风开度的方法,增加上层一次风刚性,使上层一次风速不产生结焦。

(8)对于空气预热器和除尘器漏风大的问题,除了检修堵漏风外,运行中采取低负压运行,偏调引风机等方法减少漏风。

4  燃烧调整效果

(1)降低了CO排量,减少了q3损失0.23%~0.46%。

通过燃烧调整,解决了锅炉深度缺氧问题,使锅炉排烟中CO浓度大幅度降低,排烟中CO浓度由调整前的500~1000mg/m3,降低到10mg/m3,按照500ppm计算,使锅炉效率提高0.23%~0.46%,仅这一项,降低标煤1~2g/kWh。此项损失在燃烧调整前没有被电厂重视,由于没有检测烟气中CO指标,所以没有计算此项损失,使煤耗增加不知去向。此项损失满负荷时提高效率更明显,等满负荷试验得到结果。

(2)降低了排烟温度,减少了q2损失0.15%~0.3%。

通过燃烧调整,使锅炉排烟温度减少了3~6℃,由于空气预热器漏风没有用解决,按照排烟体积不变计算,使排烟热损失降低了0.15%~0.3%。如果空气预热器漏风问题解决了,排烟损失减少更多。

(3)锅炉机械不完全燃烧热损失保持不变。

此次燃烧调整是按照405MW计算的,根据运行调整曲线可知,高负荷时锅炉缺氧更严重,所以660MW运行时此项损失更大,提高效率更多。405MW时燃烧调整前后锅炉效率及煤耗对照表见表1,主要锅炉参数见表2。通过燃烧调整使锅炉效率提高0.4%~0.76%,每度电降低标准煤耗1.5g/kWh,每天如果按满负荷运行可以节约标准煤24t。

(4)再热器减温水减少了10t/h左右。

减少了锅炉左右和前后烟气侧热偏差,降低了过热器和再热器热偏差造成的喷水量偏差,降低了再热器减温水量10t/h,如果高负荷时减温水量降低更多,从而提高了循环热效率。此项锅炉满负荷试验时效果更明显。

(5)提高了锅炉燃烧稳定性和安全性。

通过燃烧调整,使锅炉燃烧稳定性提高,烟气温差减小,炉内波动较小,使运行稳定性提高,汽温汽压波动减小了,锅炉正压和结焦情况得到了控制。从而提高了机组运行的安全性。

5  燃烧调整还存在的问题

(1)试验负荷不够全面:由于只测到发电机组负荷为400~550MW的运行工况,其他工况没有测到,所以,不能决定锅炉高负荷和低负荷时优化运行方案,上述运行优化方案只代表发电机组负荷为400~550MW的运行方案。

(2)由于锅炉有8组燃烧器(8台磨煤机),发电机组负荷为400~550MW的运行工况为5台磨煤机运行,其中8取5的排列组合方式有几十种,不能把各种组合方式的试验都做全,所以,由于磨煤机出力、一次风速等各有差异,不同种组合下的运行调节也有所不同,需要运行人员根据具体情况进行微调,来处理热偏差和管壁超温问题。

(3)由于二次风速没有测孔,没能测到实际运行风速,所以,由于二次风挡板开度不准或者各角二次风箱风量不同,会造成各角二次风调节偏差,运行人员需要根据具体温差位置判断超温原因,调节各角二次风门开度。

(4)由于锅炉过热器和再热器有管壁超温的历史,所以本次调整没有特殊关注此类问题,但通过火焰中心温度可以判定,通过燃烧调整使火焰中心温度下移,燃烧调整后应该减缓了过热器和再热器管壁超温问题。

6  结语

由于没做到满负荷试验,加之锅炉运行条件变化较大,上述试验不够全面,实验方案供运行人员参考,但不拘于上述运行方法,还可以有更好的配风方式请运行人员根据燃烧调整原则进行调节,发现不合理及时纠正。

参考文献

[1] 华能九台电厂主机、辅机运行规程[J].华能九台电厂,2017(33):25.

[2] 何大方.大型锅炉燃烧优化调整[J].华东电力,2001(2):12-14,62.

[3] 刑建魁,王欣普,马继南.浅谈锅炉安全运行与经济性分析——鍋炉运行节能、节电问题的探讨[J].河南电力,2008(1):57-59.

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