康艷昌+黃天琪

摘 要：針對某廠600MW前后墻對沖燃燒燃煤直流鍋爐因煙溫偏差大，造成鍋爐受熱面壁溫壁溫偏差較大甚至受熱面超溫的情況進行優(yōu)化調(diào)整，通過運行手段調(diào)整煙溫偏差，對制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、二次風箱配風系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，徹底解決鍋爐內(nèi)部的燃燒問題，減小煙溫偏差的同時，優(yōu)化鍋爐燃燒工況，為同類型燃煤鍋爐煙溫偏差大的優(yōu)化調(diào)整提供借鑒。

關(guān)鍵詞：直流鍋爐；對沖燃燒；氧量；制粉系統(tǒng)；燃燒；煙溫偏差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.041

0 引言

某電廠600MW直流鍋爐為東方鍋爐集團有限公司制造的DG1913

/25.4-II3型鍋爐，為超臨界直流爐、前后墻對沖燃燒、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼構(gòu)架、全懸吊“”型結(jié)構(gòu)，設(shè)計煤種為淮南煤礦煙煤。6套制粉系統(tǒng)采用冷一次風機正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置6臺ZGM113G型中速磨煤機，24只HT-NR3型低NOx旋流燃燒器分三層布置在爐膛前后墻上。在最上層燃燒器上方布置一排燃燼風口（OFA），減少NOx的生成。

該廠自投產(chǎn)以來，鍋爐尾部煙道始終存在約50℃的煙溫偏差，氧量偏差也非常大，在變工況過程中，過熱器和再熱器中間區(qū)域頻繁超溫，影響鍋爐受熱面的安全運行和鍋爐燃燒效率。煙溫偏差的根本原因在于煙氣殘余旋轉(zhuǎn)的影響，這也是近年來經(jīng)過研究總結(jié)得出的公認看法[1-3]。雖該廠進行制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和二次風箱配風優(yōu)化調(diào)整試驗，以減少煙氣殘余旋轉(zhuǎn)，降低鍋爐尾部煙道煙溫偏差，解決鍋爐受熱面超溫問題。

1 試驗內(nèi)容

制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗主要是在以往制粉系統(tǒng)運行方式優(yōu)化的基礎(chǔ)上，測量調(diào)整磨煤機出口風速，進行變煤量、變加載力和變折向擋板開度下煤粉細度的變化，總結(jié)出磨煤機折向擋板、給煤量、加載力之間的最佳搭配關(guān)系，使磨煤機在不同工況下都能滿足R90在試驗要求范圍內(nèi)，縮短煤粉進入爐膛后的燃燒時間，降低爐膛火焰高度[4-6]。

燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整試驗主要進行燃燒器內(nèi)二次風、外二次風、中心風量調(diào)整共3個小項的試驗內(nèi)容，調(diào)整所有燃燒器煤粉濃度均衡和風量均衡，減少尾部煙道煙氣流量偏差，最終達到尾部煙道兩側(cè)煙氣參數(shù)基本一致。

二次風箱配風優(yōu)化調(diào)整試驗主要通過優(yōu)化二次風箱擋板的開度，降低爐膛火焰高度和過熱器區(qū)域的爐膛煙溫，降低各過熱器受熱面的壁溫。

1.1 制粉系統(tǒng)優(yōu)化試驗

1.1.1 磨煤機出口一次風速調(diào)平

通過測量每個煤粉管的動壓和靜壓，計算粉管的出口風速，并根據(jù)風速偏差調(diào)整縮孔開度，保證每臺磨煤機四個煤粉管出口風速在20-25m/s。

1.1.2 磨煤機折向擋板與煤粉細度試驗

為了掌握各臺磨煤機分離器折向擋板特性，獲得分離器折向擋板對煤粉細度的對應(yīng)關(guān)系，試驗將各臺磨煤機出力調(diào)整至鍋爐滿負荷運行時的運行出力，磨煤機出口一次風速控制在20-25m/s之間，調(diào)整試驗?zāi)ッ簷C折向擋板至40%、45%、50%共3個開度條件下進行試驗，試驗結(jié)果表明，在機組滿負荷磨煤機給煤量50t/h時，折向擋板開度變化后，磨煤機分離器調(diào)節(jié)特性線性度良好，能夠有效對煤粉細度進行調(diào)整，隨著分離器開度的逐漸提高，煤粉細度基本可以達到R90：15-20的試驗要求。通過磨煤機折向擋板開度的優(yōu)化調(diào)整，六臺磨煤機分離器折向擋板均調(diào)整至50%，C磨煤機開大至55%。

1.1.3 磨煤機出力與細度的試驗

為了掌握各臺磨煤機的出力與煤粉細度的關(guān)系特性，試驗在磨煤機折向擋板開度50%的基礎(chǔ)上，保證磨煤機出口風速在20-25m/s之間，調(diào)整磨煤機出力分別為40t/h、45t/h、50t/h、55t/h共4個不同出力條件下進行試驗，試驗結(jié)果見表2。

試驗結(jié)果表明，在保證煤種基本穩(wěn)定的情況下，分離器開度不變時，隨著磨煤機出力的增加，加載力自動跟蹤煤量的變化而變化，不同給煤機出力時，磨煤機煤粉細度隨磨煤機出力的變化幅度不大，基本可以滿足R90 在15至20之間，說明磨煤機加載力正常，未繼續(xù)對磨煤機加載力的偏差進行調(diào)整。

1.2 燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整

1.2.1 對單個燃燒器三次風門進行調(diào)整標定

根據(jù)鍋爐A側(cè)煙溫高于B側(cè)煙溫的情況，對A側(cè)對應(yīng)的每層#1、#2燃燒器三次風門逐一逐一由50%增大至80%，增大該區(qū)域的燃燒器旋流強度，提高燃燒器入口處的爐膛煙溫，縮短煤粉進入爐膛后的著火時間，降低爐膛A側(cè)火焰高度，#3、#4燃燒器三次風門開度保持50%不變。

1.2.2 對單個燃燒器二次風門全開位置進行重新標定

燃燒器內(nèi)二次風是環(huán)形配風，內(nèi)二次風與一次風之和約占總風量的40%，為確保內(nèi)二次風風門不因卡澀、漂移造成燃燒器區(qū)域風量降低導(dǎo)致缺氧燃燒，對所有燃燒器的內(nèi)二次風門遠方與就地、機械指示與電動指示、外部開度與內(nèi)部開度進行了逐一對應(yīng)，并全部調(diào)整至全開位置，保證了所有燃燒器二次風量的正常和均勻。

1.2.3 對燃燼風內(nèi)外、二次風門、中心風、調(diào)風器調(diào)整優(yōu)化

燃燼風中心風為直流二次風，內(nèi)外二次風均為旋流風，風門位置位于最上層燃燒器上部，作用是燃盡未燃燒完全的煤粉及消除爐膛出口煙氣擾動，改變?nèi)紶a風噴口風門擋板開度可以改變?nèi)紶a風量和旋轉(zhuǎn)強度，同時燃燼風門開度過大會造成主燃燒器區(qū)域缺氧燃燒，增加爐膛火焰高度，不利于鍋爐燃燒的經(jīng)濟性。調(diào)整后開度如表3。

1.3 二次風箱擋板開度優(yōu)化調(diào)整試驗

優(yōu)化調(diào)整前，下層、中層、上層二次風箱擋板開度均為50%，燃燼風二次風箱開度為10%，為研究二次風箱擋板開度對屏式過熱器和高溫過熱器壁溫的影響，將三層燃燒器二次風箱擋板開度由50%開大至70%，燃燼風二次風箱開度保持不變。endprint

從實驗結(jié)果看二次風箱擋板開度調(diào)整后，屏式過熱器的壁溫最高值由630℃降至610℃，高溫過熱器的壁溫最高值由625℃降至610℃，下層、中層、上層二次風箱擋板開度增加后，增加了爐膛主燃燒區(qū)域的氧量，縮短了煤粉在爐膛內(nèi)的燃燒時間，降低了爐膛火焰高度和爐膛溫度，對屏式過熱器和高溫過熱器的壁溫有一定改善。

2 試驗分析

2.1 調(diào)整后鍋爐尾部煙道氧量和CO分布情況

調(diào)整后的氧量及CO沿煙道寬度方向明顯降低，A/B兩側(cè)氧量平均值為2.83%，其中最外側(cè)最外側(cè)比中間側(cè)偏低，整體氧量相對比較平均，說明燃燒器風門擋板調(diào)整后，鍋爐配風和鍋爐燃燒無明顯偏斜現(xiàn)象；外側(cè)CO仍有小幅波動，最大300ppm左右，平均CO為90.3ppm，整體CO平均水平較低，說明鍋爐燃燒狀況有明顯好轉(zhuǎn)。

2.2 調(diào)整后鍋爐尾部煙道煙溫情況

通過對制粉系統(tǒng)的折向擋板、出力、加載力進行試驗，對各燃燒器的配風進行優(yōu)化調(diào)整，鍋爐尾部煙道的氧量差逐漸縮小，C0含量雖然仍有波動，但是整體下降明顯，各負荷工況下的煙溫偏差基本上可以控制在30℃以內(nèi)。尤其是受熱面的壁溫超溫現(xiàn)象幾乎消除，主再熱汽溫實現(xiàn)額定參數(shù)的壓紅線運行，機組的經(jīng)濟性顯著改善。

3 優(yōu)化結(jié)論

通過優(yōu)化調(diào)整，磨煤機出口風速20-25m/s，煤粉細度可以達到R90：15-20，A、B側(cè)氧量基本可以調(diào)平，沿煙道寬度方向CO整體平均水平明顯下降，由約400ppm降低至90.3ppm，最大的煙道外側(cè)值由1500ppm降低至300ppm以下，高過、高再壁溫兩側(cè)偏差減小，蒸汽參數(shù)可以達到額定值。

參考文獻：

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作者簡介：康艷昌（1984-），男，山東青州人，工程師，主要從事火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化分析和技術(shù)監(jiān)督工作。endprint