摘要：针对上海锅炉厂有限公司制造2134t/h超临界压力直流炉，在阐述锅炉运行的经济性特点基础上, 分析了在整套调试期间，氧量、炉膛—风箱压差、燃烬风风量、一次风风速、煤粉细度和磨煤机组合方式等对锅炉经济性的影响, 提出了燃烧优化调整后的运行方式, 为同类型锅炉提高经济性提供参考。
关键词：660MW超临界直流炉；燃煤机组；整套启动；燃烧调整；锅炉热效率
Combustion Adjustment for 660MW Supercritical Drum Boiler Between Whole unit start-up
Chen Shuqin
Abstract: For Shanghai boiler factory co., LTD. Makes 2134t/h supercritical pressure once-through boiler, based on economical characters of the boiler, it is analyzed how oxygen content, differential pressure between furnace and bellows, the velocity of primary air, fineness of pulverized coal and compound mode of coal mills affect on the economy of the boiler during whole unit start-up, according to the testing result of regulating combustion in the power plant. Put forward the operation mode after the combustion adjustment optimization, provide the economical performance reference for the same type boiler.
Key words: 660MW supercritical once-through boiler; coal fired unit; whole unit start-up; combustion adjustment; boiler heat efficiency.
0. 前言
随着国家环保政策的日益要求以及电厂长期经济型要求, 燃煤电厂运行的经济性指标变得越来越重要。结合上海锅炉厂有限公司生产制造的660MW超临界直流锅炉，在机组整套运行期间，对锅炉进行了燃烧调整试验，以找出锅炉最佳运行方式，提高锅炉运行的安全性和经济性。通过改变氧量、炉膛—风箱压差、燃烬风风量、磨煤机的组合方式、一次风风速、煤粉细度和炉膛负压及吹灰等进行锅炉燃烧调整试验, 总结出该锅炉得运行经济性特点, 为后续机组安全经济运行提供了依据。
1.机组技术参数
某电厂锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的SG-2134/25.4型超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、四角切圆燃烧方式、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构∏型。采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，配有7台HP中速碗式磨煤机。设计、校核煤种见下表1。
表1 设计煤种、校核煤种分析表
2.锅炉热效率的影响因素
2.1 氧量
锅炉总风量的大小对锅炉热效率的影响较大, 总风量过大，锅炉的排烟热损失增加；总风量过小，煤粉燃烧不充分，锅炉易结焦，烟气中飞灰和炉渣含碳量增加，将使化学和机械未完全燃烧热损失增加；总风量的大小对锅炉主蒸汽温度和再热蒸汽温度也会产生影响，因此选取合理的入炉风量，可使总的热损失最小，锅炉热效率达到最高，同时在低负荷时又能保持较高的汽温。在机组带660MW负荷时，投运5层煤粉喷嘴(A/B/C/D/E磨煤机) ，维持其它参数不变，通过调整省煤器出口氧量，得出：当省煤器出口氧量≥3.5%时，省煤器出口氧量越高，所降低的固体燃料未完燃烧热损失无法弥补因排烟量增大导致的锅炉热损失增大。通过试验可知：在机组满负荷时，省煤器出口氧量维持3.2~3.5%时，锅炉效率最高。
2.2 炉膛-风箱差压
在锅炉负荷与省煤器出口氧量恒定时, 炉膛—风箱差压的高低取决于到辅助风、燃料风和燃烬风之间风量的比例，其比例的大小对煤粉燃烧的稳定性、燃烬性及NOx的排放量有极大的影响, 因此选择合适的炉膛—风箱差压, 能够提高锅炉的安全性和经济性。在660MW负荷下进行了该试验，维持锅炉总煤量、一次风量、二次风量、SOFA风挡板开度、周界风挡板开度不变，通过增加炉膛、风箱差压，对锅炉效率的影响其如图1。
图1 炉膛—风箱差压变化对锅炉效率的影响
从图1可知，随着炉膛—风箱差压的逐步增加，锅炉飞灰与炉渣中可燃物总的含碳量基本不变，其对锅炉效率的影响不大。炉膛—风箱差压的增加，意味着辅助风风量减少、周界风风量增加。周界风风速的提高，使得煤粉燃烧推后，火焰拉长，燃烧时间缩短，飞灰可燃物含量上升，同时周界风风速的增加，减少了煤粉颗粒的离析, 使炉渣中可燃物含量减少，热效率整体变化不大。
2.3 燃烬风风量
该锅炉燃烧器顶部3层为燃烬风喷口，燃烬风的作用是实现分级燃烧，减少NOx等的生成，补充煤粉燃烧后期所需的氧。燃烬风风量的大小影响NOx的排放量和碳粒子的燃烬程度。此项试验只考虑燃烬风风量对锅炉燃烧的影响。分别在600MW、660MW负荷下，保持锅炉其它运行参数不变，通过改变3层燃烬风风门挡板开度，实现燃烬风风量的变化，得知：600MW负荷时，由于总风量小，燃烬风风门挡板开度开大，燃料风和辅助风风量减少，使燃烧前期供氧不足，大颗粒煤粉燃烬率较低，炉渣中含碳量较大；660MW负荷时，燃烬风风量的变化对煤粉燃烧影响不大，飞灰含碳量和炉渣含碳量变化不大。当燃烬风风门挡板开度由全开到全关，炉膛—风箱压差由0.95kPa提高到1.1kPa，燃料风、辅助风风量相应增加，炉渣可燃物质量分数从7.42%降低到5.40%。
表2 燃烬风风量对锅炉热效率的影响
2.4 磨煤机的组合方式
在机组660MW 负荷下，分别进行了A/B/C/D/E磨煤机、A/B/C/D/F磨煤机和B/C/D/E/F磨煤机三种典型组合方式的比较。三种工况的运行参数较为接近，如总煤量一致，省煤器出口氧量均为3.4%，各台磨煤机入口一次风量保持一致。
由试验结果得知：A/B/C/D/E磨煤机、A/B/C/D/F磨煤机和B/C/D/E/F磨煤机分别组合运行，锅炉热效率相差较小，但对过热器、再热汽温影响较大。A/B/C/D/F磨煤机和B/C/D/E/F磨煤机运行时炉膛火焰中心相对A/B/C/D/E磨煤机投运时高，从而使过热汽温与再热汽温偏高，而且减温水用量也较大，会略微降低锅炉效率。
2.5 一次风风速
机组带660MW负荷时，锅炉其它运行参数不变，通过改变磨煤机入口风量来改变磨煤机出口粉管风速，由于受制粉系统的限制，一次风风速未做较大范围变化，通过将一次风风速由28.5m/s降低到27.0m/s，锅炉热效率几乎没有变化，这说明满负荷时一次风风速在小范围内变化对锅炉热效率基本没有影响。
2.6 煤粉细度
机组带660MW负荷，A/B/C/D/E磨煤机运行，锅炉其它运行参数不变，把A/B/C/D/E磨煤机分离器折向挡板开度分别由55%、50%、50%、50%、50%关到50%、45%、45%、45%、45%，则煤粉细度R90由23.3%降低到21.0%，对应的省煤器出口氧量为3.1%、3.2%，热效率为93.78%、94.26%，因此煤粉细度变小，飞灰可燃物含量和炉渣可燃物含量均降低，锅炉热效率明显提高。
表4 煤粉细度对热效率的影响
2.7 炉膛负压及锅炉吹灰
锅炉满负荷运行时，炉膛负压要保持稳定，正常维持-30Pa~-100Pa，不可维持较大负压，以防止过大的负压引起炉膛漏风量过大；亦不可维持较小负压，防止炉膛上部向外冒烟、喷火和污染环境。因此，运行人员应每班至少对炉膛、水平及尾部受热面吹灰1次，以增加锅炉受热面的传热能力，使过热汽温、再热汽温偏差控制在较小值，同时也应根据过热器、再热器温水量的变化增加锅炉吹灰频次。
3.结语
通过燃烧调整试验, 并结合锅炉正常实际运行工况，锅炉燃烧调整结果如下：
1)考虑锅炉热效率和汽温变化，适当提高省煤器出口氧量，能够避免或减轻炉膛受热面结渣。锅炉的运行氧量的合理选取是提高锅炉效率和达到环保排放的保证。建议在600MW、630MW、660MW负荷下表盘氧量控制在4.5%、3.6%、3.2%；
2)炉膛—风箱的差压的合理控制，使主燃烧器和SOFA燃烧区域的燃烧份额发生变化，随着炉膛—风箱的差压的提高，主燃烧器区域的换热量有所降低，锅炉火焰中心高度上扬，结合锅炉效率和NOX排放要求，在600MW—660MW负荷自动控制中设定炉膛—风箱压差为0.9～1.1kPa，锅炉效率维持较高值，送风系统阻力也较低，锅炉运行更经济；
3)机组负荷降低时，应按从上到下的顺序逐层关小燃烬风风门挡板，以取得较高的燃烧效率；
4)在保证过热蒸汽、再热蒸汽汽温满足满负荷要求的条件下，应减少过热器减温水的用量，再热器减温水全关，当煤质有所变化时，应通过燃烧调整，降低飞灰中的可燃物含量，以提高锅炉热效率；
5)不同磨煤机运行的组合方式对过热器、再热器温度的影响较为明显，运行中应适当调整磨煤机的投运方式以满足锅炉汽温的要求。对于该660MW超临界直流锅炉，由于煤质较差，机组带满负荷时，五台磨煤机运行时，每台磨煤机已基本带满出力运行，如有必要可采取六台磨运行的方式，给每台磨保留一定裕度；在目前煤质较好情况下，锅炉按照调整后的参数运行，热效率提高了0.48%，达到了节能降耗的目的。这对同类型机组锅炉来讲, 具有一定的借鉴意义。
参考文献:
[1] 高建林，单英雷.600MW超临界机组过热汽温控制系统分析.2008（1）
[2] 杨震,庄恩如,曹子栋.600 MW超临界直流锅炉的燃烧调整试验，动力工程.2007(8)
[3] 何滔，宋景慧，王力.1970t/h 锅炉燃烧优化调整分析，吉林电力.2002(8)
作者简介：
论文作者:陈淑芹
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 热效率论文; 风风论文; 风箱论文; 风量论文; 省煤器论文; 《电力设备》2018年第19期论文;