（甘肅大唐國際連城發(fā)電有限責任公司，甘肅 蘭州 730332）

引言

某發(fā)電廠330MW機組所配1025噸/小時燃煤鍋爐，是由東方鍋爐有限責任公司制造的亞臨界參數(shù)自然循環(huán)汽包爐，采用中間一次再熱、四角切圓燃燒、平衡通風、固態(tài)排渣。“∏”形布置汽包鍋爐。燃用煤種屬高揮發(fā)份、中等發(fā)熱量的混合煙煤。該爐配有五臺HP-823中速磨煤機，制粉系統(tǒng)為冷一次風正壓直吹系統(tǒng)，并配有兩臺三分倉豪頓華回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。自投產(chǎn)運行以來，受煤炭市場影響，所用煤種多元化、煤質(zhì)變化大，低位熱值逐年下降，偏離設(shè)計煤種，造成設(shè)備磨損嚴重，燃燒工況惡化，消耗增大。歷年低位熱值、磨煤機、制粉系統(tǒng)單耗統(tǒng)計如下表1：

表1 歷年低位熱值、磨煤機、制粉系統(tǒng)單耗統(tǒng)計

一、燃燒調(diào)整的目的和任務(wù)

l.保證鍋爐參數(shù)穩(wěn)定在規(guī)定范圍并產(chǎn)生足夠數(shù)量的合格蒸汽以滿足外界負荷的需要；

2.保證鍋爐運行安全可靠；

3.盡量減少不完全燃燒損失，以提高鍋爐運行的經(jīng)濟性；

4.使NOx，SOx及鍋爐各項排放指標控制在允許范圍內(nèi)。

燃燒工況穩(wěn)定、良好，是保證鍋爐安全可靠運行的必要條件。燃燒過程不穩(wěn)定不但將引起蒸汽參數(shù)發(fā)生波動，而且還將引起未燃燼可燃物在尾部受熱面的沉積，以致給尾部煙道帶來再燃燒的威脅。爐膛溫度過低不但影響燃料的著火和正常燃燒，還容易造成爐膛熄火。爐膛溫度過高、燃燒室內(nèi)火焰充滿程度差或火焰中心偏斜等，將引起水冷壁局部結(jié)渣，或由于熱負荷分布不均勻而使水冷壁和過熱器、再熱器等受熱面的熱偏差增大，嚴重時甚至造成局部管壁超溫或過熱器爆管事故。

二、制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)試

制粉系統(tǒng)運行參數(shù)的合理與否，對鍋爐機組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行都有著直接的影響，因此，制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整是整個燃燒優(yōu)化工作的基礎(chǔ)所在，只有制粉系統(tǒng)處于較佳的運行工況，后續(xù)的燃燒優(yōu)化調(diào)整才能夠有效開展。

制粉系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整包括：磨煤機出口溫度優(yōu)化、磨煤機通風量標定及一次風率優(yōu)化、一次風熱態(tài)調(diào)平、分離器擋板開度優(yōu)化、煤粉細度優(yōu)化以及磨煤機最大出力試驗等。

三、磨煤機出口溫度優(yōu)化

熱態(tài)調(diào)整前，運行人員把各臺磨出口溫度基本控制在80℃左右，并且有個別磨的冷風門在運行中保持一定的開度。對于這種冷一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)，我們根據(jù)現(xiàn)有燃用煤質(zhì)及鍋爐運行情況，對磨煤機的出口溫度做出了調(diào)整，從80℃左右逐步提升到90～100℃以上，磨煤機運行穩(wěn)定，煤粉氣流著火較調(diào)整前明顯提前，爐膛出口煙溫正常。按目前的燃用煤種磨煤機出口溫度運行在90-100℃之間比較合理。

磨煤機出口溫度的提升所帶來的好處是多方面的:

首先，能夠有效提升磨煤機的干燥出力；其次，燃燒穩(wěn)定性提高；最后，磨煤機出口溫度的提高，對空預(yù)器的換熱效果也會增強。另外，提高一次風溫還能在低負荷時穩(wěn)定燃燒；值得注意的一點是：在提高磨煤機出口運行溫度以后，要求在停磨時，將磨內(nèi)余粉吹掃干凈，防止由于磨內(nèi)存留余粉而引起自燃。

四、磨煤機通風量標定及一次風率優(yōu)化

一次風率對煤粉氣流著火速度和著火穩(wěn)定性有著直接的影響，因此，保持合理的一次風率顯得非常重要。調(diào)整前磨煤機的實際通風量相比表盤通風量有明顯的偏離，表盤顯示通風量偏小，這樣給運行人員的判斷帶來很大困難，在平時運行過程中運行人員無法對鍋爐燃燒狀況做出較為準確的調(diào)整，只有放大磨煤機通風量來調(diào)整。

一次風率過大對鍋爐燃燒造成如下不利：

1.一次風率過大時，噴口一次風速較高，煤粉氣流的剛性較大，著火推遲，焦炭顆粒在爐內(nèi)的停留時間縮短，燃燒效率降低；

2.一次風率過大時，煤粉濃度也隨著降低，煤粉氣流的著火的穩(wěn)定性降低；

3.在同樣的爐膛出口過量空氣系數(shù)條件下，一次風率升高就會導(dǎo)致二次風率的下降，這樣，一方面造成進入爐內(nèi)的有效熱空氣量減少，另一方面，由于二次風率的下降，各二次風噴口的二次風動量也相應(yīng)降低，不但影響到爐內(nèi)燃燒組織，而且影響到燃燒后期的湍動混合，致使鍋爐燃燒效率下降，飛灰、爐渣可燃物含碳量上升。

4.過高的一次風率對制粉系統(tǒng)的磨損加劇也是一個不可忽視的問題；從2011年9月噴燃器磨損圖片（下圖）：

顯示出煤粉噴口周圍磨損比較嚴重，高溫造成噴口四周燒毀變形，箱體部分已被磨穿。

表2 不同給煤量下的風煤比

值得注意的是：磨煤機的最低出力要保證額定值的40%～50%以上，否則過低的給煤量、磨盤上過薄的煤層會造成磨輥的強烈磨損和振動。磨煤機的最小通風量盡量控制在45T以上，否則過低的通風量會造成一次粉管內(nèi)煤粉的沉積和磨煤機風環(huán)風速的降低，從而造成石子煤排放量的驟增。

五、二次風配風優(yōu)化試驗

配風方式不僅影響燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率，還關(guān)系到結(jié)渣、火焰中心高度的變化、爐膛出口煙溫的控制。對于燃燒器采用四角、逆時針、雙切圓布置，兩個假想切圓的直徑分別為Φ548mm和Φ1032mm。每角燃燒器分上下兩組，上組燃燒器有6層噴口，下組燃燒器有7層噴口。所有燃燒器噴口都能上下擺動±30°，燃燒器為水平濃淡燃燒器。這種燃燒器在設(shè)計上考慮了防渣和低氮功能。因此，在配風方式上不能有很大的隨意性。

一方面，得出在不同負荷工況、不同磨煤機組合方式下，提出相對合理的配風方式；另一方面，與運行人員進行廣泛的交流，以期能夠形成相對統(tǒng)一的配風思想，以利在以后的運行過程中較好的進行爐內(nèi)燃燒組織。

在運行中，二次風箱差壓處于較低的水平，低負荷時差壓低于0.2KPa，這會導(dǎo)致二次風速度偏低，對于爐內(nèi)燃燒組織非常不利。其主要因素：一是一次風率偏大；二是各二次小風門調(diào)節(jié)性太差。二次小風門從表盤顯示的指令和反饋來看，差別過大，這將影響到二次風箱壓力的保持。為了讓主力二次風速度盡可能的達到設(shè)計值水平，必須要保持二次風箱與爐膛的差壓，因為二次風是在煤粉氣流著火后混入的，由于高溫火焰的粘度很大，二次風必須以很高的速度才能穿透火焰，以增強空氣與焦碳粒子表面的接觸和混合；才能有力的穿透煤粉火焰達到補氧托粉的目的。

二次風配風方式，受到煤質(zhì)狀況、鍋爐負荷、磨煤機運行方式以及工質(zhì)參數(shù)等諸多方面的影響，需要在平時運行過程中根據(jù)實際情況，做出實時調(diào)整。

四角二次風小風門只能層操，不能單操。另外，二次風門的可調(diào)節(jié)性非常差，從表我們可以看出，指令和反饋偏差很大。由于小二次風門存在以上問題和不足，容易造成爐膛出口煙溫偏差，也容易引起爐內(nèi)燃燒組織混亂。給燃燒調(diào)整帶來很大的困難，尤其對于調(diào)整煙溫偏差缺少了必要的手段。因此，司建議對二次風小風門的執(zhí)行機構(gòu)以及控制系統(tǒng)進行改造，并增加單操功能。

六、爐膛出口過?？諝庀禂?shù)優(yōu)化

通過改變爐膛出口過量空氣系數(shù)，跟蹤飛灰、爐渣可燃物含碳量變化、工質(zhì)參數(shù)變化，并綜合考慮送吸風機電耗等因素，確定較佳的爐膛出口過量空氣系數(shù)。

在滿負荷工況下，爐膛出口氧量保持在3.5%左右相對合理。當負荷較低時，為保證爐內(nèi)燃燒組織，可適當增大爐膛出口氧量。制粉系統(tǒng)進行了優(yōu)化，由于設(shè)備自身的原因，制粉系統(tǒng)的運行還沒有處于最佳工況下運行，其中煤粉細度偏粗是最大影響因素。如果爐膛出口氧量保持較低，鍋爐燃燒效率將會下降，導(dǎo)致飛灰可燃物含碳量上升。

七、結(jié)束語

通過燃燒優(yōu)化調(diào)整，制粉系統(tǒng)運行狀況相比燃燒調(diào)試之前得以改善（溫度、風量、風速、煤粉細度等），經(jīng)濟效益也十分明顯，爐內(nèi)燃燒組織得到優(yōu)化，一次風率得以改善，二次風配比趨于合理，鍋爐的飛灰、爐渣含碳量降幅較大，其中飛灰含碳量控制在1%內(nèi)，鍋爐三大風機電耗、磨煤機電耗、制粉單耗、飛灰、爐渣含碳量較調(diào)整前有了大幅度的下降，如下表所示：

表3