低负荷再热汽温低分析与运行优化研究应用

国能孟津热电有限公司 刘 昆

引言

现代大型电站锅炉对再热蒸汽温度有严格要求，通常要求蒸汽温度与额定汽温之间的偏差值在-10～5℃范围内。在规定允许偏差值的同时，还需限制锅炉在允许偏差值下的累计运行时间，确保机组始终处于较高的循环效率并保证安全运行。从而节能角度，再热汽温作为锅炉效率重要的经济指标，对供电煤耗影响较大，实现再热汽温的回归设计值，既保证了锅炉运行的经济性，又保证了汽机金属件的安全运行，为火力发电厂带来了巨大的经济利益。

国国能孟津热电有限公司两台机组自投产以来，一直存在机组低负荷时锅炉再热汽温较设计值偏低约25℃。经燃烧调整后#1机组低负荷基本达到额定值，但#2机组再热汽温较设计值仍偏低约20℃，直接导致煤耗增加约1.98g/kWh。通过对目前锅炉的设计数据和运行参数分析、热力试验、设备运行说明书、实际运行参数和计算，评估#2锅炉再热蒸汽温度目前控制情况，分析再热蒸汽温度平均值偏低原因，确定调整方案，提出解决再热蒸汽温度偏低可采用的方法[1]。

通过运行优化调整，将参数对比分析作为切入点，深挖设备运行潜力，在不进行任何设备改造及经济投入的前提下，实现低负荷再热汽温的提升，实现节能减排的最终目的。深挖系统设备潜力，在保证机组安全运行的前提下，通过不断的针对性调整及优化，最终实现系统的回归设计、回归标准。发挥运行人员技术团队力量，在运行经验的基础上，提升了技术人员的主动作为、主动担当。

1 设备技术规范

国能孟津热电有限公司1、2号锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司独立设计，锅炉为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全悬吊结构Π 型锅炉。锅炉风、烟系统配备二台50%容量的动叶可调式轴流送风机，二台50%容量的单速双吸离心式引风机，二台三分仓回转式空气预热器。

锅炉设计参数如下：额定蒸发量1813.1T/h、过热蒸汽出口压力26.51MPa、过热蒸汽出口温度541℃、再热蒸汽流量1515.4T/h、再热蒸汽进口压力4.43MPa、再热蒸汽出口压力4.22MPa、再热蒸汽进口温度285℃、再热蒸汽出口温度569℃、给水温度282℃、AH 出口排烟温度120℃、实际燃料消耗量238.66T/h、ECO 出口烟气含氧量3.2%、锅炉效率（BRL）93.76%、 型号DG1900/27.02-II4，型式：超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全悬吊结构Π 型锅炉，制造厂为东方锅炉（集团）股份有限公司。

锅炉参数如下：型号DG1900/27.02-II4、额定蒸发量1813.1T/h、过热蒸汽出口压力26.51MPa、过热蒸汽出口温度541℃、再热蒸汽流量1515.4T/h、再热蒸汽进口压力4.43MPa、再热蒸汽出口压力4.22MPa、再热蒸汽进口温度285℃、再热蒸汽出口温度569℃、给水温度282℃、AH 出口排烟温度120℃、实际燃料消耗量238.66T/h、ECO 出口烟气含氧量3.2%、锅炉效率（BRL）93.76%。

2 参数分析判断原因

针对低负荷下#2锅炉再热汽温低温度问题，通过炉膛测温、参数对比分析、异常参数开展针对性试验（二次风门开度调整试验、三台制粉系统运行方式对比及吹灰方式调整、投退暖风器试验等）、现场风门开度核查等方式对比分析，对系统运行参数进行比对分析，得出影响#2锅炉再热汽温低的准确原因。

2.1 炉膛测温对比

50%负荷工况下，同煤质及相近氧量情况下，B 层燃烧器以上区域#2锅炉膛温度低于#1锅炉100℃以上（见表1）。

表1 50%负荷工况炉膛测温参数表

2.2 二次风量对比

50%负荷工况下，#2锅炉运行制粉系统二次风量及二次风压明显低于#1锅炉（表2）。

表2 50%负荷工况二次风量参数表

2.3 制粉系统系统一次风量对比

两台锅炉磨煤机风煤比基本一致（表3）。

表3 50%负荷工况制粉系统一次风量参数表

2.4 二次风门开度调整试验参数对比

同负荷下，二次风门由55%开至90%，二次风量无明显变化（见表4），炉膛与二次风差压降低0.14kPa，两台送风机电流平均降低0.7A，过热度升高，证明其炉膛内燃烧强度增加，低再出口汽温降低7℃，而高再吸热增加，再热汽温升高2℃。

表4 二次风门开度调整试验参数参数表

2.5 二次风门外部机械指示及过再热烟气挡板开度对比

通过对比A/C 层二次风门70%就地开度，其机械指示开度基本一致。检查过再热烟气挡板开度均正常，并在烟气挡板零位情况下加关，已无加关余量，确认目前过再热烟气挡板零位正常。

2.6 再热汽温低原因初判

两台锅炉同负荷、同煤质及制粉系统运行方式相同情况下，炉膛测温测温结果，#2锅炉较#1锅炉B 层燃烧器以上区域炉内温度偏低约100℃，说明两台锅炉内部的燃烧及清洁程度存在明显差别。

两台锅炉同负荷、同煤质、制粉系统运行方式相同、氧量相同且送风机电流相近情况下，二次风门同开度时，#2锅炉运行燃烧器二次风量低于#1锅炉约60t/h，二次风压高于#1锅炉约0.2kPa。说明两台炉进入炉膛各层燃烧器的二次风量配比存在明显的不同。

进行#2锅炉二次风门开度调整试验，二次风门由55%开至90%，二次风量无明显变化，炉膛与二次风差压降低0.14kPa，过热度升高，低再出口汽温降低7℃，而高再吸热增加，再热汽温升高2℃，证明其炉膛内燃烧强度增加。

#2锅炉停机检查风箱中部积灰约1米，而#1锅炉启动前检查积灰情况不明显，两台锅炉二次风箱中部积灰程度不同，可能导致了两台锅炉二次风速、风量的不同，从而使得进入炉膛各层燃烧器的二次风量配比不同，造成锅炉内部燃烧情况的不同。

两台炉磨煤机一次风量与煤量差别不大，且磨煤机出口温度控制一致，对锅炉燃烧无明显影响。对比#2锅炉二次风门同开度指令下，就地实际机械指示开度基本一致。

2.7 确立调整方向

通过分析初判，进行两台机组各层风风量校验比对，确保风量测点的准确性。利用停机机会检查各二次风门内部全开、全关位定位正常，对风门拉杆长度或调节性能进行确认后，确定以固化制粉系统运行方式，优化吹灰调整及煤质调整的方式，来提升低负荷再热汽温。

3 应用效果及经济收益

通过低负荷A/C/D 三台制粉系统运行方式固化、中长吹吹灰方式调整及煤质调整后，#2锅炉在50%高热+50%低热入炉煤煤质下，300MW 负荷时炉侧再热汽温升至566℃，再热汽温提升约18℃。

3.1 低负荷三台磨方式优化效果

固化低负荷A/C/D 磨运行，低负荷再热汽温较A/B/C 磨运行再热汽温提升约8℃。

3.2 吹灰优化效果

中长吹灰器共8只，低再4只、低过4只，连续三天对其加吹一次（早班、及中班），300MW 负荷下低再出口汽温优原475℃升高至495℃左右，汽温升高约20℃。

煤质调整优化效果。入炉煤发热量降低331kCal/kg，总燃料量增加，着火点推迟，低再入口烟温升高21℃，至再热汽温升高。

经济收益：通过三台制粉系统运行固化，维持A/C/D 制粉系统运行并提升D 磨总煤量提升火焰高度，使再热汽温汽温升高。经对比两台机组同负荷下低再进出口温升，#2机组低再处温升低于#1机组约15℃，连续三天加吹低过区域中长吹，目前低再出口温升两台机组基本一致。再热汽温提升约18℃，降低机组供电煤耗约1.78g/kWh。

通过运行参数对比查找再热汽温低的准确原因，根据分析结果，针对性开展运行优化调整，实现设备的回归设计、回归标准，解决了实际生产中的疑难杂症，切实提高了锅炉运行经济性。