[摘 要]分析了影响锅炉低负荷燃烧稳定性的原因，从锅炉低负荷时运行人员可调手段出发，提出了合理组织燃烧的建议，总结了煤粉炉低负荷运行时稳定燃烧的调整措施。
[关键词]锅炉；低负荷；燃烧；调整
近年来，随着电网峰谷差不断加大，各电厂调峰任务日益加剧，对机组的调峰能力提出了较高的要求。同时，由于各种原因，入炉煤的煤质状况难以保证，在低负荷下燃烧的稳定性和经济性问题也越来越突出。
l锅炉设备概述
某厂两台机组选用东方锅炉厂生产的DG670/13.7-8型锅炉，额定蒸发量为670t／h，主汽/再热汽额定汽压为13.7/2.49Mpa，额定温度为540℃/540℃。该锅炉为超高压、一次中间再热、煤粉悬浮燃烧、固态排渣、单炉膛、全钢构架悬吊结构、兀型、全封闭布置、管式空预器、自然循环汽包炉，同步安装脱硫、脱销装置。锅炉配置两套中间储仓式制粉系统，低速钢球磨煤机，热风送粉。16只喷燃器分四层布置在炉膛四角，其中#1 #3对角射流为对冲, #2 #4对角射流在炉膛中心形成直径为φ736mm的假想切圆。每角布置12层喷口，包括4层一次风喷口, 7层二次风喷口和1层三次风喷口，一次风和二次风间隔布置,最上一层为三次风喷口。喷燃器配有8只机械雾化式油枪和8只气化小油枪，8只机械雾化油枪分别布置在第一、四层二次风喷口中，分别称为下排油枪、上排油枪。8只气化小油枪分别布置在在第一层喷燃器中，每角各装有两只。锅炉设计煤种为古交洗中煤，燃煤成分如表一。
表一 锅炉设计燃煤成分表
2影响锅炉低负荷燃烧稳定性的因素
2．1内在因素
低负荷运行时，锅炉的炉膛热强度较弱。如果炉膛温度较低(已接近无油燃烧炉膛热强度的下限)，由于炉膛热强度较弱，其适应工况变动的能力也较弱，一个小的扰动就有可能使燃烧工况不稳定，甚
至燃烧恶化，从而导致锅炉灭火。
2．2外界因素
(1)煤质太差或煤质突变。当煤中水分和杂质过多、挥发分较低时，煤粉的着火热增加，煤粉气流的着火距离延长、着火延迟或困难，火焰稳定性差、火焰中心易偏斜，如果煤粉着火速度跟不上火焰的扩散速度，易造成锅炉局部断火，甚至可能发生锅炉灭火事故。
(2)锅炉磨煤机堵煤、断煤或给粉机跳闸等原因，都会造成锅炉燃烧不稳。
(3)启、停制粉系统对炉内燃烧工况影响较大，如果调整不当，也会造成锅炉燃烧不稳。
(4)低负荷运行时，给粉机运行的台数过多、一次风携带煤粉浓度低，导致锅炉燃烧不稳定。
(5)锅炉降负荷时操作过快、调整不当，一二次风及风粉配比不合适或喷燃器运行方式不合理，导致燃烧不稳。
(6)火检积灰或火检故障导致保护误动作引起锅炉灭火。
(7)锅炉引风机、送风机、排粉机、磨煤机、给煤机等主要辅机跳闸引起锅炉燃烧恶化时，调整不及时、异常工况处理不当，且未及时投油稳燃，造成锅炉灭火。
3锅炉低负荷燃烧调整措施
机组负荷较低时，锅炉炉膛温度低，热强度较弱，不利于锅炉稳定运行，为提高锅炉燃烧的稳定性，必须对燃烧工况进行及时有效的调整，确保燃烧稳定，避免燃烧恶化甚至锅炉灭火事故发生。
3．1投油稳燃
低负荷燃烧调整的基本原则是：锅炉燃烧不稳以及燃烧恶化时，应首先投油稳定燃烧，再进行风粉调整，以确保不发生锅炉灭火事故。投油稳燃时应首先投入第一层喷燃器中的气化小油枪，再投下排油枪。
3．2密切关注锅炉燃烧工况及煤质成分
锅炉燃烧工况的好坏直接反映在炉膛负压、氧量、火检及工业电视上，间接反映在汽压、汽温、烟温上。锅炉燃烧好时炉膛负压、氧量、汽压、汽温稳定，火检及工业电视火焰显示稳定，火焰呈亮白色或金黄色；燃烧不好时负压波动大、氧量变大、火焰变暗发红、汽温汽压下降。在锅炉准备降负荷前，应提前查看锅炉实际燃烧工况及入炉煤煤质成分化验数据。根据锅炉燃烧工况结合入炉煤煤质情况，合理组织一二次风及风粉配比，保证炉膛燃烧稳定。
3．3 负荷调整
在从高负荷向低负荷调整的过程中，炉膛是个降温过程，调整风、粉配比时一定要均匀、缓慢，切不可大幅度调整，尽量保证锅炉氧量在3%-5%，主汽压力、主汽温度在正常范围之间。降负荷时，应先减少锅炉燃料量，后减少二次风量，在主汽压力、主汽流量降低后，随压力下降缓慢降低机组负荷，直至减到目标值，而不能先将机组负荷减至目标值然后再减少燃料量、降低主汽压力。如果先减负荷再降低主汽压力，必须使炉膛燃烧强度低于相应负荷的燃烧强度，然后才能使主汽压力降下来。此时，炉膛热强度进一步降低，发生灭火的可能性将增加。
3．4运行方式调整
锅炉低负荷运行时，燃料量的分配原则是底层大、上层小，尽量不要隔层运行。应保证一二层给粉机全部运行，手动调整给粉机转速，保持给粉机高转速、喷燃器高浓度运行，保证锅炉“底火”和集中燃烧的目的；三层给粉机全部或部分对角运行，投入自动状态，调整给粉机转速满足锅炉负荷、参数稳定。停用一个喷燃器时，其一次风挡板可保持原开度不变，以保证切向燃烧。对角的两喷燃器停运时，应关小一次风档板，维持一次风速不低10m/s，以防烧坏喷燃器。
低负荷运行时，应密切监视给粉机的运行，如：给粉机是否机械卡涩、销子断、电机跳闸等导致断煤，一次风挡板是否卡涩，燃烧器摆角是否稳定等。负荷低于额定负荷60%或发现燃烧不稳时，及时投油稳燃，调整锅炉燃烧稳定。在降至低负荷前，应调整好制粉系统，保持煤粉仓高粉位运行，提前停运一套制粉系统，利用制粉系统交叉挡板或螺旋输粉器调整两个煤粉仓粉位正常，以避免在低负荷时停运或倒换制粉系统，影响锅炉燃烧稳定性。
锅炉燃烧系统主要辅机的检查或消缺工作应尽量安排在煤质较好、负荷较高的时段，并尽力缩短工期，低负荷时一般不进行。低负荷运行发生锅炉燃烧系统主要辅机故障被迫停运时，锅炉燃烧不稳，炉膛压力波动异常时，应及时投油助燃，保证锅炉燃烧稳定，设备检修结束后必须及时投运，恢复锅炉正常工况运行。
3．5燃烧器摆角的调整
低负荷时，燃烧器摆角不要上抬，应保证水平或稍向下倾，以防止火焰中心抬高，炉内切圆直径减小，充满度变差。燃烧器摆角最好不要频繁调节，因摆角不联调，极易造成炉内扰动，导致灭火。
3.6配风调整
配风的原则是保证着火稳定性及燃烧完全。对于均等配风的直流燃烧器，如燃用挥发分比较高的烟煤和褐煤时，一、二次风混合时间可以适当提前，如燃用挥发分较低的无烟煤时，一、二次风混合时间可以适当推后。当煤质较差或突然变差时，应及时调整燃烧，特别在低负荷阶段，应注意以下问题：
(1)一次风速、风压不要过高或过低。在保证不堵管的前提下一次风风量尽量采用低风量，以提高燃烧器附近的烟气温度及煤粉浓度，提高着火的稳定性，防止着火点延后，火焰中心上移，燃烧恶化甚至灭火。正常运行中一般应保持一次风总风压在3000Pa左右，一次风风速在27m/s左右。
(2)由于二次风同一次风混合较晚，要求二次风有足够的速度穿透高温烟气同焦炭粒子接触；应保证较高的二次风箱和炉膛差压，煤质越差，差压应越高。正常运行中一般应保持各角二次总风压在3000Pa左右，各二次风风速在46m/s左右。
(3)相邻燃烧器之间二次风挡板应相对关小，最上层二次风应开大，采用倒宝塔型配风，让二次风较晚与烟气混合，有利于稳定燃烧。
(4)低负荷时，根据燃煤煤质情况，一次风温按320℃～350℃控制，挥发份大时控制在下限，挥发份小时控制在上限，保持一次风粉混合物温度在240℃左右。干燥无灰基挥发份大于29%时，应适当降低一次风温，适当提高一次风压，一次风参数控制以不烧损喷燃器为原则。
（5）低负荷时炉膛抗干扰能力差，易灭火。若炉膛负压变化大或给粉机投自动转速变化大于100r/min时，应加强调整燃烧，将引风自动调节切换为手动调整。
（6）密切注意氧量的变化。氧量是反映燃烧最重要的参数，特别是煤质变差时氧量应上升较快。一般氧量应控制在3.5％～5.5％为宜。
3．7其他
负荷高时，加强水冷壁及水平烟道的吹灰，防止低负荷时大块结焦落下影响燃烧。注意锅炉本体的运行情况，如捞渣机水封是否密封、吹灰器是否卡涩、各看火孔是否全部关闭等，防止冷风漏入炉膛，乱稳定的运行工况。低负荷时，停止炉膛的吹灰工作，减少吹灰对锅炉燃烧的影响。
4结束语
多年来，通过对锅炉低负荷燃烧经验的摸索和总结，形成了一套行之有效的调整方法。但是，锅炉低负荷燃烧是一个十分复杂且受多种因素影响的课题，同时锅炉系统具有明显的燃烧惯性，因此，在低负荷燃烧方面需要做的工作还很多，需要更多的研究和探索。
参考文献：
1 南京工学院、西安交通大学热能动力教研室编.电厂锅炉原理.北京：电力工业出版社，1982.
2 樊泉桂.锅炉原理.北京：电力工业出版社，2008.
作者简介：
王永耀，男，1971年12月，山西孝义人，工程师，大唐山西新能源公司工作，邮编：030032.从事火电厂锅炉运行管理工作多年。
论文作者:王永耀
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：锅炉论文; 负荷论文; 炉膛论文; 煤质论文; 工况论文; 稳定论文; 制粉论文; 《电力设备》2019年第5期论文;