（大唐鲁北发电有限责任公司 山东滨州 251909）
摘要： 本文以某发电公司2×330MW机组HG-1020/18.58-YM23型锅炉为研究对象，针对锅炉运行中存在的诸多问题，分析原因，制定了切合实际的燃烧优化试验方案，取得了较为显著的效果。
关键词：HG-1020；低氮燃烧器；燃烧优化；试验方案
一、设备简介
某发电公司两台300MW火电机组锅炉是哈尔滨锅炉厂生产的HG-1020/18.58-YM23型亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、四角切圆燃烧方式，设计燃料为烟煤。锅炉以最大连续负荷（即BMCR工况）为设计参数，锅炉的最大连续蒸发量为1020t/h；机组电负荷为330MW（TRL或TMCR工况）时，锅炉的额定蒸发量为969t/h。锅炉为单炉膛，四角布置摆动式燃烧器，切向燃烧。燃烧器采用水平浓淡燃烧器，可以上下摆动，最大摆动角度为±30°。为了降低锅炉炉膛出口NOx含量，2012年01月和06月，1、2号锅炉燃烧器分别进行了技术改造，采用烟台龙源电力技术股份有限公司生产的双尺度、上下浓淡燃烧器，改造后一次风喷嘴可上下摆动20度（A层一次风喷口固定水平位），二次风喷嘴可上下摆动30度，顶部燃尽风喷嘴上下摆动20度，左右摆动10度。NOx排放浓度在任何工况下（省煤器出口处）不大于200mg/Nm3。，采用直吹式制粉系统，分别配备5台上海重型机械厂生产的HP863型中速磨煤机。
二、运行现状：
该公司两台锅炉设计燃用高挥发分、低灰熔点烟煤，因入炉煤质变化、SCR运行空预器堵灰、低氮燃烧器改造、燃烧系统缺陷、热工自动品质等方面原因，造成锅炉长期运行中出现下列问题：
1、锅炉运行中存在着炉膛水冷壁结渣问题
2、锅炉运行中存在的低负荷局部过热器管壁超温问题。
3、锅炉运行中存在过热器、再热器减温水量大问题。
4、锅炉运行中存在着左右两侧汽温偏差大的问题。
5、锅炉低负荷下NOx排放增加的问题
鉴于以上问题，已严重影响锅炉机组运行的安全、环保、经济性，该公司组织进行了1号炉燃烧优化调整试验，取得了良好的效果。
三、燃烧优化试验思路和方案：
燃烧优化调整试验思路，应综合考虑锅炉的安全性、经济性、环保性：蒸汽温度压力等运行参数应为或基本接近设计值，锅炉低负荷下能够稳定燃烧、高负荷不产生影响安全运行的严重结渣，不出现管壁超温问题；尽可能地提高锅炉热效率；脱硝入口NOx浓度纳入判别指标加以控制。据此目标组织分析，确定了以下试验方案：
1、炉膛的结渣问题是大容量燃煤锅炉安全运行占据首位的老大难问题，烟煤锅炉基本不出现高温腐蚀，但却多有结渣问题存在，尤其燃用高挥发分、低灰熔点煤种，加之低氮燃烧、空预器堵灰导致的锅炉高负荷严重缺氧，造成结渣问题更加严重。组织炉内过量空气系数调整试验，确定了锅炉不同负荷最佳氧量控制区间，以减轻锅炉水冷壁结渣问题。
2、大容量切圆燃烧锅炉的汽温偏差主要由其整体旋转气流的残余旋转所造成的烟道流量分配不均、温度场分配不均所引起的；各个燃烧器煤粉分配偏差所造成的炉膛断面火焰温度分布不均的问题，在部分锅炉中可以部分抵消残余旋转的影响；使两侧汽温偏差减小；在部分锅炉中，与残余旋转的影响叠加，使汽温偏差加大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过锅炉不同负荷工况下，组织二次风配风试验，包括变主燃烧器摆角试验、变燃尽风摆角试验、变主燃烧区配风试验等，以确定锅炉对应负荷下最佳配风调整方案，解决锅炉运行中存在的左右两侧汽温偏差大和局部过热器管壁超温问题。
3、组织一次风压调整及热态一次风测量与调平试验，以确定磨煤机不同出力下的最佳风煤配比，进行磨煤机投停方式试验、煤粉细度调整试验，以确定磨煤机最佳运行方式。
4、由于炉膛水冷壁结渣，脱硝NOx配风方式引起火焰中心上移，炉内烟气温度场分配不均等问题导致锅炉运行中减温水量过大及低负荷管壁超温问题，通过进行过热器、再热器减温水喷水量优化试验，合理化配风，差异化配风，调整火焰中心位置，调节炉内断面的热负荷分配，改善炉膛内部的火焰断面温度分布，以降低减温水实际耗量。
5、由于对流受热面吸热的需要，锅炉运行控制氧量（炉膛出口过量空气系数）随着锅炉运行负荷的降低而提高，这一规律是锅炉运行氧量特性。受锅炉运行氧量特性的影响，锅炉在低负荷下运行时，运行氧量明显提高，在燃烧器区域，低NOx空气分级燃烧技术所造成的缺氧程度随着锅炉运行氧量的提高而明显减小，锅炉的NOx生成及排放随着锅炉负荷的降低因此而随之升高；另一方面，锅炉负荷降低，燃烧器区域火焰温度有所降低，锅炉的NOx生成及排放随之降低。但因燃烧器数量减少，燃烧器区域火焰温度降低幅度较小，其作用小于氧量变化的影响。对于以SOFA为技术特征的低NOx空气分级燃烧技术而言，锅炉运行负荷越高，锅炉的NOx排放越低，反之亦然。这表明，缺氧程度变化的影响大于火焰温度变化的影响，因此通过低负荷工况的变氧量及配风方式试验，减轻锅炉低负荷下NOx排放量增大的幅度。
四、燃烧优化试验效果：
该公司1号机组通过为期8天的燃烧优化调整试验，取得较为显著的效果：
1、通过燃烧优化调整试验，分析锅炉水冷壁结渣的主要原因，采取措施，减轻锅炉受热面结焦、积灰的程度，解决了1号炉低负荷工况下的管壁超温问题；
2、通过燃烧优化调整试验，降低过热器减温水喷水量约40—50 t/h，再热器减温水喷水量降低至原满负荷运行工况下喷水量平均值50%以下；
3、通过燃烧优化调整试验，确定锅炉合理的运行调整方式，解决锅炉运行中存在着左右两侧汽温偏差的问题；
4、通过燃烧优化调整试验，确定锅炉对应负荷下最佳配风调整方案，用于指导运行操作调整，保证了锅炉NOx排放指标可控在控；
5、通过燃烧优化调整试验，使得锅炉综合效率提高了0.5%-1.0%左右，保持锅炉安全、环保、经济运行。
五、结束语：
由于HG-1020/18.58-YM23锅炉设计安装存在的固有问题，以及该公司两台锅炉进行的低氮燃烧器和脱硝设施改造，实际运行中，锅炉的燃烧特性已发生了较大改变，设计不足和系统性缺陷给锅炉机组带来了一系列相互矛盾的现实问题。常规的燃烧调整试验内容已无法满足锅炉的炉内燃烧需要，各火力发电企业应高度重视，组织技术人员深入研究，细致工作，制定切合现场实际的燃烧调整试验方案，方能取得良好实际效果，维持锅炉机组安全、环保、经济运行。
参考文献
[1] 王春昌. 大容量机组锅炉的燃烧优化调整试验, 西安热工研究院有限公司，2014
作者简介
刘辉（1975-），男，西安电子科技大学，热能与动力专业，大唐鲁北发电有限责任公司，工程师，锅炉技师，锅炉运行高级主管，主要从事发电厂锅炉运行管理工作。
论文作者:刘辉
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/6
标签：锅炉论文; 负荷论文; 炉膛论文; 燃烧器论文; 工况论文; 机组论文; 管壁论文; 《电力设备》2016年第4期论文;