摘要：目前1000MW超超临界机组我国均为引进国外技术制造,我国缺乏自主开发、设计、制造、运行的技术和经验,特别是缺乏对1000MW超超临界锅炉燃烧中国煤种的系统研究(如燃烧系统、制粉系统的研究)。 本文将就燃烧系统中氧量对锅炉的燃烧的影响进行分析，并主要氧量偏差等方面，探讨氧量变化对锅炉燃烧经济性的影响。
关键词：氧量；经济性
一、概述
国家电投协鑫滨海发电厂锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的超超临界变压运行直流锅炉，型号为HG-3077/28.25-YM4,锅炉采用π型布置，单炉膛，一次中间再热，低NOX主燃烧器和高位燃尽风分级燃烧技术，和反向双切圆燃烧技术，锅炉采用平衡通风、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构。
2台1000MW超超临界机组自投产以来，出现尾部烟道两侧氧量偏差较大的现象，尤其在低负荷时，最大能达到2%（正常要求两侧氧量在2.7%～4.5%左右）。炉膛出口烟温两侧偏差大，主、再热汽温，屏过、高过壁温偏差变大，给机组的调整及稳定运行带来巨大的影响，调节不当，甚至会导致上部水冷壁或屏过、高过壁温的严重超限，引起锅炉受热面的超温爆管，威胁机组的安全稳定运行。结合运行调整经验，经过全面分析和试验，找出了导致锅炉运行中两侧氧量偏差大的原因，提出了调整和改造方案，彻底解决了该问题。
二、炉膛出口烟温两侧偏差大的原因分析
2.1、炉膛两侧燃料不均匀：不同粉管流动阻力有偏差，均粉挡板开度配比不恰当或者某一侧燃烧器对应的粉管堵塞可能导致同一层同一排左右两个燃烧器出力不同，在两侧炉膛配风均匀的情况下，燃烧器出力大的一边风煤比小，氧量就偏低。
2.2、燃煤煤质差，导致制粉系统分离器堵塞，出粉不均匀。尤其是近两年，燃煤价格上涨较多，价格稍低的劣质煤较多的进入电厂，煤中杂质较多，像石块、树枝、编织袋等杂物，不仅对磨煤机磨损严重，还经常导致分离器堵塞，磨煤机出粉不匀。右图为磨煤机停运后磨内及分离器折向挡板处的实际情况。
2.3、锅炉两侧配风偏差大，炉膛两侧燃烧器二次风挡板开度一侧高一侧低，可能导致炉膛两侧二次风量不均衡；在两侧燃料相同的情况下，二次风量大的一边燃烧充分，燃烧不充分的一边氧量就会偏高。
2.4、水平烟道、尾部烟道积灰，结渣程度不同，烟气挡板开度不同，以及受热面自身结构、安装的可能的偏差都会使炉膛左右两侧烟气流动时遇到的阻力产生偏差，从而使尾部烟道左右两侧负压出现偏差，负压的偏差会使烟道两侧漏风量发生变化，也会造成炉膛两侧氧量偏差。
2.5、烟气挡板的开度不同，水平烟道、尾部烟道流动阻力不同，炉膛两侧烟气流量不同，烟气流量偏差可能使氧化锆氧量计的灵敏度有所降低，这可能是低负荷时氧量偏差大的一个主要原因。
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2.6、燃烬风左右两侧不均衡，前后墙燃烬风左右两侧不同燃烬风口的挡板开度不一样，或者某些燃烬风口自身特性不一样或者堵塞导致炉膛左右两侧燃烬风量不同，因而烟道左右两侧过量空气系数不同，氧量产生偏差，另外，炉膛左右两侧燃烬风量偏差，可能导致烟气流向偏向某一边，导致省煤器出口两侧氧量测点处烟气流量、负压不同，都会影响氧量测量结果。【1】
2.7、尾部烟道漏风，尾部烟道在正常工况下是处于负压状态下的，两侧尾部烟道由于自身严密性不同，负压不同，都会产生不同程度的漏风，氧量测点前漏风量大的一侧氧量将会偏高。
2.8、氧化锆氧量计表面积灰、结渣会影响其灵敏度。另外，氧量计所处环境温度不同，其与氧气发生化学反应的能力也不同，测量出来的氧量也会有偏差。
三、采取措施及解决方案
结合上面的分析，可以从以下方面入手，调整两侧氧量偏差调整。
3.1、调整好炉膛燃烧，包括燃料和配风，保证炉膛火焰在中心位置，各受热面截面热负荷均匀，确保燃烬风两侧偏差尽可能小。
3.2、加强吹灰，防止水平烟道，尾部烟道因积灰严重形成不正常的烟气通道，加强对两侧空气预热器入口负压的关注，监视并及时调整炉膛两侧出口烟温偏差。
3.3、针对制粉系统两侧出力偏差大，对磨煤机分离器内锥体挡板进行了改造，并定期分离器清理。利用停运磨煤机的时间，进行了分离器异物检查清理、回粉管道检查清理和分离器内锥体挡板检查。发现和处理了回粉管道堵塞、分离器内锥体挡板卡涩、脱落等重大缺陷；改造分离器挡板检查窗使易于检查，定期清除分离器异物，在落煤斗进口加篦子，改造分离器内锥体挡板，改造回粉管挡板，调整分离器挡板的开度等，解决了制粉系统两侧出力偏差大的问题。
3.4、进行燃烧器外二次风旋流开度及氧量调平试验。
机组投入后，对进行了燃烧器外二次风旋流开度及氧量调平试验。每个燃烧器的风量大小是由风箱风压及燃烧器的风门挡板开度决定的，因此可以通过改变燃烧器的风门开度来对单个的燃烧器风量进行调整，同层燃烧器设置不同的外二次风旋流开度，主要是为了克服由于风箱结构所造成的沿炉宽方向燃烧器风量分配不均，和由于燃烧器出力不均而形成对氧的需求不一致。燃烧器配风的特点是：直流一次风＋直流内二次风＋旋流外二次风，其中旋流外二次风的空气量占燃烧区域空气总流量的60%左右，是调平燃烧器区域风量的主要手段。外旋二次风开度指示从0％～100%，对应挡板角度变化为0°～75°。
不同燃烧器旋流外二次风开度下省煤器出口氧量分布：氧量沿炉宽度方向总体是呈“马鞍”形分布，若不做调整将会造成炉宽方向的中心与两侧局部缺氧，在总风量不变的情况下，该位置烟气中CO含量与飞灰可燃物将会升高，从而降低锅炉热效率，另一方面还会增加沿炉宽方向烟气的温度偏差，易引起受热面管壁金属超温。
四、结论
通过上述调整，机组目前的运行情况来看，基本解决了锅炉尾部烟道两侧氧量偏差较大的现象，低负荷时，炉膛出口烟温两侧偏差也可控制在较小的水平，解决了低负荷由于燃烧不均造成的上部水冷壁或屏过、高过壁温的超温现象，两侧氧量偏差是导致氧量影响机组经济运行的一项重要因素，消除此项偏差，同时执行机组氧量跟随负荷调整，保证了机组的经济运行。
参考文献
[1]王一琮.影响锅炉燃烧的因素和强化燃烧的措施[J].产业与科技论坛，2011（24）：69.
论文作者:曹延晋,赵春雷
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/27
标签：偏差论文; 炉膛论文; 氧量论文; 挡板论文; 燃烧器论文; 锅炉论文; 烟气论文; 《电力设备》2018年第28期论文;