姜偉++馬曉君++朱小東++王學敏
摘 要:文章介紹了岱海電廠600MW機組低氮燃燒器改造后,爐膛溫度、主再熱蒸汽溫度、受熱面壁溫等幾個方面參數(shù)的變化趨勢,以及對燃燒調(diào)整產(chǎn)生的影響。
關(guān)鍵詞:低氮燃燒器;爐膛;煙溫;汽壁溫
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.046
0 引言
岱海電廠三號爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界、四角切圓汽包爐,經(jīng)過低氮燃燒器改造之后,爐內(nèi)燃燒特性有了很大改變。在不同負荷段、不同制粉系統(tǒng)運行方式下,鍋爐的燃燒調(diào)整方法也需要進行優(yōu)化,改進。本文通過介紹燃燒器改造之后爐膛內(nèi)溫度情況、汽壁溫分析對比,提出鍋爐工況變化時的燃燒調(diào)整手段及運行調(diào)整注意事項。
1 燃燒器改造前后鍋爐爐膛溫度變化情況
通過數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)燃燒器改造后爐膛溫度總的趨勢是,隨著負荷升高而升高。同一負荷下,爐膛溫度沿爐膛高度方向上的變化趨勢是:升高→稍下降→繼續(xù)升至最高→下降。其中升高至第一個高點的爐膛高度大概在22—27米之間,爐膛溫度最高點在36米左右。
相同負荷,相同制粉系統(tǒng)運行方式下,燃燒器改造之后,尾部煙道區(qū)域各點煙溫均比改造前降低。
在燃燒器改造之后的低負荷段(<400MW),煙道內(nèi)左右側(cè)煙溫差減??;燃燒器改造之后的中、高負荷段(>400MW),煙道內(nèi)左右側(cè)煙溫差變大。
2 燃燒器改造前后汽、壁溫分析
燃燒器改造之后,分段燃燒方式的改變與原受熱面設(shè)計工況不匹配。在增減負荷時,火焰中心位置變化較為明顯,爐膛兩側(cè)煙溫差、煙氣流量分布改變,從而影響到輻射受熱面、對流換熱面吸熱變化,這一點從汽壁溫變化、減溫水量的變化上表現(xiàn)較為突出。
(1)各負荷段受熱面超溫比較。在低負荷段,受熱面由于蒸汽流量低,蒸汽流量分配不均勻,煙氣流量及煙氣溫度偏差大,導(dǎo)致受熱面更容易超溫;高負荷段,蒸汽流量大,受熱面管壁內(nèi)的蒸汽流量分配不均勻情況得以緩解,受熱面管壁冷卻條件得到改善,受熱面超溫幅度降低。但總體來說,燃燒器改造之后,受熱面更容易超溫;并且同一工況下,壁溫最大值和最小值的差值增大,說明燃燒器改造之后,煙氣存在偏斜,局部受熱面管壁存在過熱情況。
低溫過熱器超溫嚴重,屏式過熱器超溫情況略有增加,末級過熱器、再熱器超溫情況與改造前基本一致。
此次燃燒器改造之后,低溫過熱器超溫情況最為嚴重,相比停機前,低溫過熱器超溫幅值大大增加。屏式過熱器超溫情況略有增加,是因為在運行中負荷變化時候,底部主燃燒區(qū)域可能出現(xiàn)缺氧燃燒情況,控制不及時,會使火焰中心快速上移,大量煤粉在SOFA燃盡風區(qū)域集中高強度燃燒,使爐膛出口煙氣溫度相應(yīng)升高,造成爐膛出口的屏式過熱器管壁溫度快速升高。
(2)減溫水量增大,過、再熱蒸汽溫度有所降低;再熱蒸汽左右側(cè)蒸汽溫差減小,低負荷階段再熱蒸汽溫度略有升高。
由于爐內(nèi)燃燒器改造,火焰中心升高,爐膛出口煙溫升高,輻射式和對流式過熱器吸熱量的增加,所以汽溫將升高。但在實際中除了低負荷階段,再熱蒸汽溫度較改造前升高之外,其余負荷段蒸汽溫度均有所降低。其原因為:燃燒器改造之后,爐內(nèi)燃燒工況發(fā)生改變,原有受熱面的布置及數(shù)量偏離了原有設(shè)計,部分受熱面管壁內(nèi)部蒸汽流量減??;加之受熱面管壁外的煙氣流量、偏向改變,為了避免某些管壁超溫加重,減溫水流量大大增加,汽溫整體水平被拉低。
3 燃燒工況調(diào)整手段
三號爐低氮燃燒器的設(shè)計原理是鍋爐燃料和一次風快速混合,在進入一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物,增加SOFA層數(shù)后,由于爐膛底部缺氧,只是部分燃料進行燃燒,燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分,因此減少了NOx的生成。但是也存在汽壁溫超溫的可能。
三號機組大修后,首次升負荷至600MW過程中,上部SOFA風全開,造成主燃燒區(qū)域缺氧燃燒情況,導(dǎo)致火焰中心快速上移,大量煤粉在SOFA燃燼風區(qū)域集中高強度燃燒,煤粉推遲著火,煤量過調(diào)大,使爐膛出口煙氣溫度迅速升高,主汽壓力波動,造成屏式受熱面管壁溫度快速升高超溫,主汽壓力超壓,汽包水位波動。
所以燃燒器改造后,在升負荷階段,特別是高負荷階段,一定要首先增加總風量,開大主燃燒區(qū)域二次風門,保證主燃燒器區(qū)域有足夠風量,當負荷基本穩(wěn)定之后,逐步開大SOFA二次風,降低氮氧化物排放。
通過調(diào)整爐膛各層二次風門的開度,可以改變爐膛火焰中心的位置,可以改變輻射和對流吸熱比例,從而起到調(diào)整主汽參數(shù)的目的。由于高、低溫再熱器主要是對流換熱,當開大上層二次風擋板,關(guān)小下層二次風擋板,火焰中心區(qū)域升高,爐內(nèi)輻射吸熱量減少,爐膛出口煙溫升高,對流換熱加強,使再熱汽溫升高。
二次風量的大小直接影響到爐膛燃燒的好壞,在一定負荷下如增加二次風,爐膛充滿度好,熱負荷均勻,但加風后增加了對流換熱,使得主、再熱器的汽溫、壁溫會有整體的提高。這過程有約3分鐘的滯后性,故調(diào)節(jié)時應(yīng)做好提前量。
4 結(jié)束語
三號爐改造后盡量燃用灰分小、水分小、揮發(fā)分較高、熱值較高的煙煤。如果燃用差煤時,應(yīng)該盡量在底層磨燃用差煤,并且配風方式最好采取均勻配風方式,同時保證鍋爐足夠的過量空氣系數(shù)。
優(yōu)化制粉系統(tǒng)運行方式,盡量采取下層制粉系統(tǒng)運行方式。
在保證爐膛出口NOx不超限值的情況下,適當關(guān)小上層SOFA風。
加強爐膛水冷壁區(qū)域的吹灰頻次,減少低過區(qū)域的吹灰頻次,改變受熱面的吸熱比例。
輔以主燃燒擺角、SOFA風擺角參與調(diào)解壁溫。
煤粉細度要求更細,磨煤機分離器擋板關(guān)小,磨煤機出入口差壓增大,磨煤機帶負荷能力下降,更容易堵煤。
燃燒器改造之后,主燃燒區(qū)域二次風門、主燃燒器擺角作用效果相對減小。升負荷時主蒸汽更容易超壓,高負荷時候一定要提前進行控制。
參考文獻:
[1] 上海鍋爐廠.燃燒設(shè)備說明書[S].
作者簡介:姜偉(1981-),男,內(nèi)蒙人,學士,中級工程師,主要從事火電廠運行工作。