國家能源集團宿遷發(fā)電有限公司 房 新 肖 榮 西安熱工研究院有限公司 朱晉永 梅振鋒

國家能源集團宿遷發(fā)電有限公司二期裝設兩臺660MW 燃煤汽輪發(fā)電機組，鍋爐為超超臨界壓力二次再熱直流鍋爐，采用單爐膛塔式布置、四角切向燃燒、擺動噴嘴加煙氣再循環(huán)調(diào)溫、平衡通風、全鋼架懸吊結構、露天布置、固態(tài)干排渣，鍋爐燃用煙煤。機組自投產(chǎn)以來，鍋爐磨煤機入口在線一次風量測量長期存在偏差過大、波動劇烈等問題，導致磨入口熱一次風門始終無法投入自動，一次風煤比控制十分粗放，日常運行中始終將磨入口一次風量控制在較高水平，對鍋爐的運行產(chǎn)生了諸多不利影響：磨煤機出口粉管風速長期保持高速運行，管道、風門和燃燒器磨損加??；燃燒器出口一次風速過大，煤粉著火燃燒推遲，屏式過熱器等高溫受熱面壁溫超溫、灰渣可燃物含量上升；磨煤機入口冷一次風滲入量過大，鍋爐的排煙溫度上升等。因此，磨煤機入口一次風量在線測量不準，鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性都受到了嚴重影響。

1 優(yōu)化內(nèi)容

磨煤機入口上游布置有冷、熱一次風混合風道，風量測點及溫度測點布置在磨煤機入口處，由于現(xiàn)場布置空間的限制，從冷、熱一次風混合風道到風量測量截面之間的管道距離極短，冷、熱一次風難以混合均勻，一次風道內(nèi)流場及溫度場分布不均勻直接導致一次風測量不準確，進而影響磨入口一次風量的精細化自動控制[1,2]。本文采用的磨煤機入口一次風道流場優(yōu)化技術，通過開發(fā)并設置磨入口一次風混流及均流裝置[3]，改善一次風道內(nèi)冷、熱風的混合和均布，得到更加均勻的一次風流場和溫度場分布，提升磨煤機入口一次風量測量的準確性，主要改造內(nèi)容包括冷風滲入口改造、增加冷風風箱以及增加全截面多點自清灰式在線風量測量元件(圖1)。

圖1 優(yōu)化方案示意圖

表1為CFD 數(shù)值模擬結果，優(yōu)化后，在線風量測量元件截面處的流速分布相對標準偏差由優(yōu)化前的24.0%降低至7.5%，溫度分布的相對標準偏差由優(yōu)化前的12.8%降低至3.9%，速度及溫度偏差均顯著減小，優(yōu)化效果明顯。

表1 一次風流場分布數(shù)值模擬結果統(tǒng)計（優(yōu)化前后對比）

2 應用效果

磨煤機入口一次風流場優(yōu)化技術應用后，在不同的風量工況條件下，依據(jù)等截面網(wǎng)格的原則[4-6]對磨煤機一次風進行了速度場及溫度場測試，并將改造前后的數(shù)據(jù)進行對比。表2為優(yōu)化改造后磨煤機入口一次風量標定試驗結果，以D 磨為例，優(yōu)化后在線風量測量裝置在不同風量下的系數(shù)最大相對偏差均低于4%，風量系數(shù)的線性較好。表3為C 磨和F 磨入口一次風阻力對比結果。通過改造前后磨煤機入口一次風壓損的比較，得出改造后阻力變化值，結果表明磨煤機流場優(yōu)化后風道阻力未增加。

表2 D 磨煤機入口一次風量標定試驗結果

表3 C、F 磨煤機入口一次風壓損對比

表4和表5為500MW 負荷下，磨入口一次風量優(yōu)化試驗結果及煤耗分析。500MW 負荷下，將B、C、F 磨入口熱一次風門適當關小，A、D、E磨入口風門開度保持不變，磨入口總風量從450t/h 減小至417t/h，一次風機總電流從256.2A 減小至244.2A，減小了12A，同時，排煙溫度從138.8℃降低至137.3℃，降低了1.5℃，鍋爐熱效率提升了0.09個百分點，供電煤耗降低約0.3g/kWh。

3 結語

磨煤機入口一次風量測風元件位置截面的流場和溫度場分布不均，是造成一次風量測量不準確的根本原因。通過設置磨入口一次風混流及均流裝置，能夠在不增加風道阻力的前提下，大大改善磨煤機入口一次風流場及溫度場的均勻性，為一次風量在線精確測量奠定基礎。磨煤機入口一次風量的精確測量能夠直接減小風機電流，降低排煙溫度，提升鍋爐效率，有利于鍋爐的安全經(jīng)濟運行。

表4 500MW 負荷磨入口一次風量優(yōu)化試驗結果

表5 500MW 負荷磨入口一次風量優(yōu)化煤耗分析