蔡 培，竇文杰

(1.國電科學技術研究院，江蘇 南京 210031；2.國電滎陽煤電一體化有限公司，河南 鄭州 450199)

1 概述

某廠鍋爐為北京巴威公司引進美國巴威公司技術生產(chǎn)的B&WB-1025/17.4-M單汽包、單爐膛、一次中間再熱、尾部雙煙道、煙氣擋板調(diào)溫、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結構、“W”型火焰燃燒方式、亞臨界自然循環(huán)煤粉爐，配正壓直吹式制粉系統(tǒng)， 4臺BBD4060型雙進雙出鋼球磨。摸底試驗結果見表1。

通過摸底試驗及對運行報表的分析，可以總結影響爐效的主要因素有：入爐煤質(zhì)惡化，入爐煤灰分和揮發(fā)分明顯高于設計煤種，低位發(fā)熱量明顯低于設計煤；機械未完全燃燒熱損失過大。

表1摸底試驗結果統(tǒng)計

項目工況1工況2工況3機組負荷/MW300270240收到基灰分/%34.2936.7536.91低位熱值/kJ·kg-1191271788217367飛灰含碳量/%9.488.88.28機械未完全燃燒熱損失/%6.667.277.30化學未完全燃燒熱損失/%0.720.620.32排煙熱損失/%6.076.025.61散熱及其他熱損失/%0.790.850.93鍋爐熱效率/%85.7685.2485.83

因飛灰及爐渣含碳量嚴重偏大，造成爐效計算中機械未完全燃燒熱損失所占百分比已高于排煙熱損失；化學未完全燃燒熱損失較大；排煙溫度偏高。

針對上述情況從鍋爐設備和運行優(yōu)化兩方面進行分析處理，提出解決問題的辦法。

2 鍋爐漏點檢查

通過內(nèi)漏和外漏兩方面檢查，結果如下：

(1)爐底看火孔密閉不嚴。爐本大部分看火孔開關靈活，密閉性良好，但爐底看火孔存在關閉不嚴的問題，其中3個看火孔門脫落，處于常開位置。由于鍋爐存在比較明顯的掉渣問題，爐底看火孔開關頻繁，經(jīng)常有未關、關閉不嚴及落渣砸開等情況。

(2)尾部煙道存在漏點。鍋爐A側轉(zhuǎn)向角及省煤器出口至脫硝系統(tǒng)轉(zhuǎn)向處膨脹節(jié)存在漏點。

(3)磨煤機入口冷風門關閉不嚴。制粉系統(tǒng)實際運行中長期(冷)調(diào)溫風門全關，磨煤機出口風粉混合物溫度維持95～100℃。冷風門全關時，熱風門前后空氣溫度存在15～25℃溫差，最大溫差達到30℃。經(jīng)熱平衡計算，冷風漏風量占熱風量的10%左右。因鍋爐處于熱態(tài)運行，無法停機檢修，僅通過手動盤緊冷風門處理。2臺磨煤機風門前后溫差降低至10℃左右，另2臺變化不明顯。

3 制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整

因入爐煤灰分的增加和低位發(fā)熱量的降低，制粉系統(tǒng)出力明顯受限，當煤質(zhì)進一步惡化時，制粉系統(tǒng)滿出力仍無法保證機組額定負荷運行。同樣的因素亦造成煤粉細度無法滿足燃燒要求。制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整主要集中在以下幾個方面：煤粉細度調(diào)整、風粉分配均勻性調(diào)整、低負荷旁路風運行方式調(diào)整。

3.1 煤粉細度調(diào)整

經(jīng)平頭式煤粉取樣裝置取樣分析，正常運行時該制粉系統(tǒng)磨制發(fā)熱量18～19MJ/kg，收到基灰分含量35～40%的貧煤或無煙煤時，煤粉細度R90=7%～9%。經(jīng)過磨煤機通風量、分離器擋板開度并優(yōu)化了添加鋼球方案。使得同等煤質(zhì)下，B,D磨出口煤粉細度R90下降到5%～7%，其中A,C磨出口煤粉細度下降到5%左右。

3.2 風量及煤粉均勻性調(diào)整

在磨煤機通風量不變的前提下，調(diào)整一根煤粉管縮孔，都會對其他的粉管產(chǎn)生影響，而且冷熱態(tài)以及是否帶粉都會對管路的阻尼特性產(chǎn)生影響，所以必須反復多次調(diào)整才能達到理想的阻力平衡。

機組在較低負荷時，通過磨煤機倒換，對冷態(tài)磨煤機出口風速進行標定和調(diào)平，其調(diào)整幅度相對較大；機組較高負荷時再進行熱態(tài)調(diào)平，調(diào)整幅度相對較小。最終調(diào)平結果，熱態(tài)時同一臺磨煤機各粉管風速偏差小于5%。

3.3 旁路風運行優(yōu)化

實際運行中對旁路風的使用存在一定的誤區(qū)，導致旁路風門處于常閉狀態(tài)，同時因為冷卻風門漏風及磨煤機入口熱風通流面積偏小等原因，磨煤機高出力時煤粉分離器后風粉混合物溫度長期偏低，磨煤機低出力時一次風速偏低。

BBD雙進雙出磨煤機制粉系統(tǒng)，利用旁路風將預干燥和輸粉的兩個功能結合起來，同時根據(jù)本制粉系統(tǒng)磨煤機出口溫度偏低的特點，利用旁路風來適當調(diào)節(jié)分離器出口風粉溫度。既滿足了基本不變的磨內(nèi)風煤比，也能保證低負荷下的煤粉輸送能力，還能適當提高分離器出口風粉溫度和一次風速。

磨煤機高負荷時，冷風門基本全關，通過適當調(diào)整旁路風門，基本可保持分離器出口風粉溫度110℃以上。磨煤機較低負荷時，為保證筒內(nèi)風煤比基本不變，磨煤機筒內(nèi)通風量必須降低，為保證粉管煤粉攜帶能力，旁路風門的調(diào)節(jié)就必不可少。其調(diào)節(jié)原則以保證磨桶內(nèi)風煤比基本不變，且分離器和一次粉管有足夠的煤粉分離和攜帶能力。

4 控制系統(tǒng)優(yōu)化

試驗人員最初發(fā)現(xiàn)，該爐實際運行中，主要燃燒控制參數(shù)全手動控制。存在爐膛負壓波動大，火檢能量信號大幅波動，爐膛出口氧量變化明顯。經(jīng)分析確定該機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制品質(zhì)不佳，風機、風門、氧量矯正、爐膛負壓、減溫水等均無法投入自動，造成機組運行參數(shù)呈正弦波式擾動。

機組大修期間，對機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、送風機、一次風機、氧量校正回路、引風機、二次風門、分級風門、容量風門等系統(tǒng)的優(yōu)化，極大的提高了鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的自動化程度，將主再熱蒸汽參數(shù)，汽機調(diào)門，爐膛負壓，風機開度，爐膛出口氧量及容量風門等參數(shù)穩(wěn)定了下來?？刂葡到y(tǒng)優(yōu)化不僅僅穩(wěn)定了燃燒控制參數(shù)，提高燃燒效率，同時也為燃燒調(diào)整試驗打好了良好的基礎。

因DCS系統(tǒng)部分工作站存在問題，控制系統(tǒng)優(yōu)化仍遺留了部分缺陷，比如旁路風自動控制系統(tǒng)無法投用，主汽溫度控制系統(tǒng)只能做控制參數(shù)優(yōu)化，無法做控制邏輯優(yōu)化等問題需留待大修解決。

5 鍋爐運行參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)鍋爐燃燒系統(tǒng)設計特點及實際運行情況可知，影響其燃燒特性的主要因素有：燃燒器參數(shù)設置、煤質(zhì)、爐膛出口氧量、輔助風門開度、輔助風配風方式、燃料風門開度、燃盡風門開度、一次風量、煤粉細度、磨煤機投運組合等。由于燃燒器初始設置已由改造方調(diào)整完畢。為了減少試驗次數(shù)，縮短試驗時間，經(jīng)分析決定減少參與變化調(diào)整的影響因素數(shù)量。確定爐膛出口氧量，二次風配風方式，燃盡風門開度及二次風箱壓力作為調(diào)整因素。

受電廠煤質(zhì)因素的影響，選取機組280MW、250MW和200MW負荷下進行對各因素進行了正交試驗，本文僅以250MW負荷下的試驗為例。

試驗工況用L9(34)正交表比較合適，考慮到正交試驗結果方差分析，最終選取L16(45)正交表。250MW試驗因素水平見表2。

表2 250MW試驗因素水平表

水平爐膛出口氧量/%二次風箱壓力/MPa二次風門配風燃盡風門開度/%13.70.8均等024.11.0鼓腰3034.51.2縮腰50

通過試驗得出如下結論：

(1)“爐膛出口氧量”測點安裝不合理。雖然左右側尾部煙道各有2個測點，但均安裝在兩側墻，其代表性極差。此問題在預備性試驗期間予以解決，“爐膛出口氧量”測點改為沿爐膛寬度方向代表點處安裝，并對表盤氧量進行了標定。

(2)鍋爐實際運行氧量偏低。預備試驗發(fā)現(xiàn)，在運行氧量3.2%時，爐膛出口煙氣CO含量大，試驗時選擇氧量大于運行氧量。

(3)維持一定的二次風箱壓力對燃燒有利。試驗發(fā)現(xiàn)，隨著二次風箱壓力的升高，鍋爐效率有較明顯的提高。但當二次風箱壓力過高時爐膛火檢不穩(wěn)，且爐膛負壓波動加劇，引風機調(diào)節(jié)幅度加大。

(4)二次風配風方式對提高爐效無明顯影響，但中間燃燒器風門開大時(鼓腰)，NOx濃度明顯升高。建議維持階段均等配風運行方式。

(5)燃盡風門開度變化對爐效、蒸汽參數(shù)和NOx排放濃度均有直接影響。隨著燃盡風門開大， NOx排放濃度下降，鍋爐效率也下降。當燃盡風門開度50%時，雖然排放濃度能下降至650mg/m3左右，但鍋爐飛灰含碳量達12%，且主汽壓力下降明顯，平均運行壓力低于設計值1.85MPa。

根據(jù)正交試驗分析結果的基礎上組織了驗證性試驗，對鍋爐運行參數(shù)對經(jīng)濟性的影響進行了驗證并采用單因素法進一步總結了分級風的運行規(guī)律。電廠運行建議：當前煤質(zhì)下，250MW時維持鍋爐運行氧量3.7%～4.1%，二次風箱壓力維持在1.0MPa左右，燃燒器二次風門采用均等布置，分級風門開度60%～70%，燃盡風門開度30%，并可根據(jù)脫硝系統(tǒng)入口NOx實際濃度進一步關小燃盡風。

6 結語

(1)燃用高灰低熱值無煙煤時飛灰含碳量高是影響爐效的最大因素，針對此類鍋爐的整改應以降低飛灰含碳量為重點。

(2)運行參數(shù)控制，制粉系統(tǒng)狀態(tài)等影響燃燒氧量、煤粉爐膛停留時間、爐內(nèi)混合強度、可接觸有效比表面積等，均對鍋爐經(jīng)濟性產(chǎn)生明顯的影響。

(3)良好的自動控制系統(tǒng)是保證鍋爐高效運行的重要前提。容量風門，氧量，爐膛負壓等重要燃燒參數(shù)的大幅波動必然造成燃燒效率降低。

(4)常規(guī)工作，如爐膛漏點檢查，風門內(nèi)漏檢查，嚴格的吹灰管理，定期在線測量元件校驗，定期煤粉細度化驗等對保證鍋爐經(jīng)濟運行至關重要。

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