谷增義

(大唐東北電力試驗研究所有限公司，吉林 長春 130012)

300MW亞臨界機組制粉及燃燒優(yōu)化調整試驗研究

谷增義

(大唐東北電力試驗研究所有限公司，吉林 長春 130012)

針對某廠300 MW亞臨界參數(shù)機組存在飛灰含碳量高，主、再熱汽溫偏差大等情況，開展制粉系統(tǒng)和燃燒優(yōu)化調整試驗，分別對煤粉細度、二次風配風方式、SOFA噴嘴擺角、運行氧量等進行優(yōu)化調整，達到降低飛灰含碳量、消除汽溫偏差目的，可為同類型機組提供借鑒。

燃燒調整；氧量；飛灰；風門

1 設備概況

某廠鍋爐為1 025 t/h亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包鍋爐，燃用70%陽泉煤和30%昔陽煤的混煤，采用單爐膛四角切向燃燒方式、半露天布置、全鋼架懸吊結構、平衡通風、固態(tài)機械除渣，同步建設SCR脫硝裝置。鍋爐蒸汽調溫分為兩大系統(tǒng)，一是過熱蒸汽調溫系統(tǒng)，二是再熱蒸汽調溫系統(tǒng)。過熱蒸汽調溫系統(tǒng)采用噴水減溫，再熱蒸汽調溫系統(tǒng)以煙氣擋板調溫為主，噴水調溫為輔。

鍋爐采用冷一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)，磨煤機為ZGM95N-I型中速磨，配備CS2024 HP型電子稱重皮帶式給煤機。燃燒器的一次風噴嘴采用分組布置。一次風噴嘴采用水平濃淡強化著火煤粉噴嘴設計，在主燃燒器頂部設置兩層緊湊式燃盡風。另外，在主燃燒器與屏底之間設三層可水平擺動的分離式燃盡風噴嘴，以控制爐膛出口煙溫偏差。鍋爐主要參數(shù)見表1，設計煤質參數(shù)見表2。

表1 鍋爐主要參數(shù)

表2 煤質參數(shù)

2 制粉系統(tǒng)調整試驗

1號爐燃用貧瘦煤與神華煤的混煤，采用分磨摻燒的方式，A、B和E磨煤機為貧瘦煤，C、D磨煤機為神華煤，煤質發(fā)生變化時，其控制參數(shù)也要相應調整，否則將影響機組安全性和穩(wěn)定性。煤質與鍋爐的控制參數(shù)存在對應性[1-2]。

2.1 煤粉細度確定

根據(jù)統(tǒng)計的煤質參數(shù)分析，確定煤粉細度。煤質特性與煤粉細度見表3。

表3 煤質特性與煤粉細度

按照計算煤粉細度，通過對磨煤機通風量、磨輥加載力和分離器頻率調整，控制磨煤機出口粉管的煤粉細度。

2.2 通風量優(yōu)化控制

通過對1號爐制粉系統(tǒng)進行熱力校核計算，得出風煤比為1.8～2.0，一次粉管風速為26～27 m/s。A、B和E磨煤機按照計算的風量運行，磨煤機運轉正常，沒有出現(xiàn)磨煤機振動和堵磨現(xiàn)象，但是由于C、D磨煤機燃用神華煤水分較高，存在干燥出力不足現(xiàn)象，磨煤機出口粉管風速稍高于計算風速。

2.3 加載力優(yōu)化試驗

按照磨煤機的使用和操作說明，磨輥的加載油壓為4.4～14.17 MPa。繪制磨煤機出力—工作油壓曲線見圖1。

圖1 磨煤機出力—工作油壓曲線

2.4 動態(tài)分離器優(yōu)化試驗

A磨煤機磨制的為貧瘦煤，對A磨煤機進行試驗，確定其最大出力。由表4可知，通過A磨煤機不同調整工況的煤粉細度試驗，在給煤量30.11 t/h、分離器頻率28.43 Hz和磨輥加載力10.05 MPa等主要參數(shù)運行狀況下，磨煤機出口粉管煤粉細度為R90=12.30%，滿足A磨煤機所燃用煤粉細度要求。

表4 A磨煤機出力及煤粉細度試驗

D磨煤機出力及煤粉細度試驗結果見表5。通過D磨煤機不同調整工況的煤粉細度試驗，在給煤量27.35 t/h、分離器頻率29.02 Hz和磨輥加載力10.19 MPa等主要參數(shù)運行狀況下，磨煤機出口粉管煤粉細度R90=21.03%，基本滿足D磨煤機所燃用煤粉細度要求。

表5 D磨煤機出力及煤粉細度試驗

3 燃燒優(yōu)化調整試驗

3.1 不同配風方式試驗

在不同配風方式下進行試驗，主要包括均等配風、束腰配風、正塔配風和倒塔配風等配風方式。不同配風方式調整結果見表6。

表6 不同配風方式調整結果

通過4種不同的配風方式對比試驗，正塔配風方式優(yōu)于其它3種配風方式，正塔配風飛灰含碳量5.19%、大渣含碳量3.82%，分別比均等配風飛灰含碳量6.04%、大渣含碳量6.7%減小0.85%和2.88%。因此，運行過程中推薦使用正塔配式。

3.2 變氧量運行試驗

變氧量運行調整結果見表7。在機組電負荷為295.39 MW工況空氣預熱器入口氧量A、B側分別為2.73%和3.65%時，省煤器出口CO含量為0.045 3%，氧量逐漸增至3.99%和3.52%，省煤器出口CO含量降至0.008 2%，相應飛灰含碳量減少，NOx排放濃度相應增加。推薦使用機組電負荷為295.90 MW工況氧量運行方式。

表7 變氧量運行調整結果

3.3 SOFA擺角調整試驗

機組在運行過程中存在過熱汽溫和再熱汽溫偏差，為10°～20°，偏差過大影響機組安全運行[4-5]，對機組SOFA擺角進行統(tǒng)計，SOFA擺角原運行調整方式如下：

1—4號角：SOFA1左擺15°，SOFA2和 SOFA3處于中間位。

為了消除或者減小汽溫偏差，對機組SOFA擺角按照如下方式進行調整：

1—2號角：SOFA1、SOFA2和 SOFA3處于中間位；

3—4號角：SOFA1、SOFA2和 SOFA3右擺10° 。

調整后，過熱汽溫偏差消除，再熱汽溫偏差控制在5 ℃以內。

4 結論

a. 通過進行制粉系統(tǒng)優(yōu)化試驗，磨制貧瘦煤時，煤粉細度R90為12.03%；磨制神華煤時，煤粉細度R90為21.03%。

b. 通過4種不同的配風方式對比試驗，正塔配風方式優(yōu)于其它3種配風方式，因此運行過程中推薦使用正塔配風方式。

c. 在機組電負荷為295.39 MW省煤器出口CO含量降低，相應飛灰含碳量減少，NOx排放濃度相應增加。推薦使用機組電負荷為295.90 MW工況氧量運行方式。

d. 通過對機組SOFA擺角進行調整，過熱汽溫偏差消除，再熱汽溫偏差控制在5 ℃以內。

[1] 沈桂男.煤質變化對鍋爐運行經(jīng)濟性的影響[J].華東電力，2005,34(3):171-175.

[2] 白 巖，郭風波，汪 偉，等.某電廠鍋爐直吹式制粉系統(tǒng)問題處理[J].東北電力技術，2013,34(6):38-44.

[3] 張 偉，于麗新.鍋爐燃燒調整對NOx排放影響的研究[J].東北電力技術，2011,32(3):38-40.

[4] 黃新元.電站鍋爐運行與燃燒調整[M].北京：中國電力出版社，2003：21-25.

[5] 李衍平.300 MW煤粉鍋爐結焦原因分析[J].東北電力技術，2016,37(9):38-40.

Experimental Study on Optimization of Coal Pulverizing System and Combustion of a 300 MW Subcritical Unit

GU Zengyi

(Datang Northeast Electric Power Test & Research Institute Co.,Ltd., Changchun, Jilin 130012,China)

In a plant of 300 MW subcritical unit, high carbon content in fly ash which the main and reheat steam temperature deviation on both sides are existed. The optimization tests of coal pulverizing system and combustion are carried out.The fineness of pulverized coal, the two air nozzle, SOFA swing angle and the operating oxygen are adjustedt separately. The goal of reducing carbon of fly ash and eliminating steam temperature deviation are achieved.This adjust could guide the adjustment of operating personnel.

combustion optimization; oxygen; carbon of fly ash; swing angle

TM621

A

1004-7913(2017)10-0019-04

谷增義(1985)，男，碩士，工程師，主要從事火力發(fā)電企業(yè)技術服務、事故分析及節(jié)能診斷工作。

2017-06-27)

大寫外文字母主要用于下列場合

1來源于人名的單位符合的首字母

例如：Pa(帕)，A(安)，Wb(韋)，Ci(居)等。

在實踐中，應用大寫字母的單位符號錯用小寫字母的情況并不少見，如：把Pa，V，eV，W，C，Sv，Ci等排成pa，v，ev，w，c，sv，ci等，很多是由于校對粗疏造成的。

2化學元素符號的首字母

例如：O(氧)，Cl(氯)，F(xiàn)e(鐵)，Si(硅)等。

在使用單個因素符號時，出錯的情況很少，但是構成分子式時，把O，Cl等排成小寫的為數(shù)不少。如將CO2排成Co2或co2；把HCl排成Hcl等。

3人的名字、父名和姓的首字母

4國家、組織、會議、文件以及學校、機關、報刊等名稱的每一個詞(由3個以下字母組成的前置詞、冠詞、連詞等除外)的首字母

5表示106以上因數(shù)的詞數(shù)符號

共有M、G、T、P、E、Z和Y等7個。

6量綱符號

共有L(長度)、M(質量)、T(時間)、I(電流)、Θ(熱力學溫度)、N(物質的量)和J(發(fā)光強度)7個。

7附在中譯名后面的外文專有名詞以及德文名詞的首字母

8科技名詞術語的縮寫詞通常都采用大寫體

例如：DNA(脫氧核糖核酸，desoxyribonucleic acid的縮寫)，F(xiàn)IRD(遠紅外探測器，far infrared detector的縮寫)等。

9月份和星期的首字母

10地質時代及地層單位的首字母

例如：Neogene(晚第三紀)，Holocene(全新世[統(tǒng)])。

11外文標題。章節(jié)名等為了突出，有時采用全大寫

摘自《量和單位的使用原則及方法》