700 MW超臨界鍋爐運(yùn)行優(yōu)化

桂小燕，匡仁欽

(贛能股份有限公司江西豐城二期發(fā)電廠，江西 豐城 331100)

0 引言

江西豐城二期發(fā)電廠#5機(jī)組鍋爐自2007年運(yùn)行以來(lái)，實(shí)際燃用煤種復(fù)雜、煤質(zhì)較差且與設(shè)計(jì)煤種偏差較大，鍋爐實(shí)際運(yùn)行中飛灰含碳量年平均在3%以上，導(dǎo)致鍋爐效率一直偏低。為保證鍋爐安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，對(duì)#5鍋爐制粉與燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了全面的優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了多項(xiàng)運(yùn)行方式的調(diào)整，有效降低了飛灰含碳量，提高了鍋爐效率。

1 設(shè)備概況

豐城二期發(fā)電廠2×700 MW超臨界機(jī)組鍋爐本體為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，鍋爐型號(hào)為SG2102/25.4-M959。燃燒器為四角布置、切向燃燒、擺動(dòng)式燃燒器，采用美國(guó)ALSTOM公司的低NOx同軸燃燒系統(tǒng)(LNCFS)，共設(shè)置6層煤粉噴嘴，配6臺(tái)ZGM113G型中速輥式磨煤機(jī)。

鍋爐設(shè)計(jì)煤種為淮南煙煤，校核煤種為豐城煤、黃陵煤和平頂山煤。受當(dāng)前煤炭市場(chǎng)影響，電廠燃煤來(lái)源較雜，淮南煤的實(shí)際使用量很小，3種校核煤的實(shí)際使用量也不超過(guò)10%，主要使用陜西地區(qū)優(yōu)質(zhì)煤、地方市場(chǎng)煤和地方經(jīng)銷商煤。其中陜西地區(qū)優(yōu)質(zhì)煤為高熱值、低硫分、高揮發(fā)分煤，但灰熔點(diǎn)低，具有嚴(yán)重的結(jié)渣性，地方市場(chǎng)煤及經(jīng)銷商煤發(fā)熱量及揮發(fā)分較低，著火及燃盡性能相對(duì)較差，是造成飛灰含碳量高達(dá)3%以上的主要原因。

2 燃燒調(diào)整試驗(yàn)

燃燒調(diào)整試驗(yàn)中進(jìn)行了變氧量、一次風(fēng)速、配風(fēng)方式等試驗(yàn)，其中有優(yōu)化空間的是運(yùn)行氧量和一次風(fēng)速。

2.1 變氧量試驗(yàn)

氧量是鍋爐運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)，氧量低時(shí)會(huì)導(dǎo)致未燃盡熱損失增大，鍋爐效率降低；氧量過(guò)高時(shí)雖然燃盡率提高，但排煙熱損失增大，也有可能使鍋爐熱效率降低。因此，需要綜合鍋爐效率、汽水參數(shù)、NOx排放等各種因素，確定合理的燃燒氧量。氧量調(diào)整試驗(yàn)分660，550，450和350 MW共4個(gè)負(fù)荷段進(jìn)行。

由于目前煤質(zhì)相對(duì)較差， 660 MW時(shí)運(yùn)行氧量在3.50%左右(實(shí)測(cè)值)，飛灰含碳量仍處于較高水平，因此試驗(yàn)中分別將運(yùn)行氧量提高到3.80%和4.00%，3個(gè)氧量下鍋爐效率變化不大；550 MW時(shí)氧量從3.86%增加到4.64%，鍋爐熱效率提高0.71%，主要原因是飛灰含碳量降低，使得未燃盡熱損失減小，排煙熱損失略有增大，但幅度很?。诲仩t在450 MW負(fù)荷下運(yùn)行，運(yùn)行氧量為3.75%，4.30%， 4.80% 時(shí)對(duì)應(yīng)的鍋爐熱效率分別為93.07%，93.31%，92.93%，因此，該負(fù)荷下實(shí)際運(yùn)行氧量以4.0%～4.5%為宜；鍋爐在350 MW負(fù)荷下運(yùn)行，效率均較高，氧量達(dá)到4.50%以后，飛灰含碳量已經(jīng)接近2%，氧量超過(guò)5.00%以后對(duì)未燃盡熱損失影響不大，而排煙熱損失將增大，鍋爐效率呈下降趨勢(shì)。

2.2 磨煤機(jī)通風(fēng)量調(diào)整試驗(yàn)

目前燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種相比揮發(fā)分低、灰分高，按經(jīng)驗(yàn)宜采用較低的一次風(fēng)速，一方面有利于降低煤粉細(xì)度，另一方面有利于著火及燃盡。

磨煤機(jī)通風(fēng)量調(diào)整試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)目前各磨煤機(jī)的一次風(fēng)速均偏高，因此對(duì)各磨煤機(jī)在最大出力下進(jìn)行了變一次風(fēng)量試驗(yàn)，分析了一次風(fēng)量對(duì)煤粉細(xì)度的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：B，C，D磨煤機(jī)的煤粉細(xì)度對(duì)磨煤機(jī)通風(fēng)量非常敏感，隨著通風(fēng)量的減小，煤粉細(xì)度明顯變細(xì)；A，E，F(xiàn)磨煤粉細(xì)度較細(xì)，隨著磨煤機(jī)通風(fēng)量的變化，R90變化不明顯。因此，適當(dāng)降低一次風(fēng)量對(duì)降低煤粉細(xì)度是有利的。此外，一次風(fēng)速降低還有利于煤粉在爐內(nèi)的著火及燃盡，對(duì)燃燒有顯著影響。根據(jù)磨煤機(jī)通風(fēng)量及一次風(fēng)調(diào)平試驗(yàn)，部分磨煤機(jī)在通風(fēng)量低于60 t/h后個(gè)別風(fēng)管風(fēng)速偏低，有積粉隱患，因此磨煤機(jī)通風(fēng)量不能低于60 t/h。

2.3 摻燒試驗(yàn)

摻燒試驗(yàn)采用分磨摻燒的方式，滿負(fù)荷時(shí)需6臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，配煤比例分3種：(1)2臺(tái)磨優(yōu)質(zhì)煤、4臺(tái)磨劣質(zhì)煤(簡(jiǎn)稱2優(yōu)4劣)；(2)3臺(tái)磨優(yōu)質(zhì)煤、3臺(tái)磨劣質(zhì)煤(簡(jiǎn)稱3優(yōu)3劣)；(3)4臺(tái)磨優(yōu)質(zhì)煤、2臺(tái)磨劣質(zhì)煤(簡(jiǎn)稱4優(yōu)2劣)。

3種配煤比例中優(yōu)質(zhì)煤的摻燒比例分別為33.3%，50.0%和66.7%。不同優(yōu)質(zhì)煤摻燒比例下，將優(yōu)質(zhì)煤分別摻燒在上、中、下部磨煤機(jī)，分析對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響，由此得出最優(yōu)摻燒比例和組磨方式。對(duì)比試驗(yàn)在660，500，350 MW負(fù)荷下進(jìn)行。

試驗(yàn)結(jié)果顯示：優(yōu)質(zhì)煤比例提高后鍋爐效率也相應(yīng)提高。滿負(fù)荷時(shí)，2優(yōu)4劣、3優(yōu)3劣、4優(yōu)2劣3種配煤比例下鍋爐最高效率分別為92.59%，93.30%，93.72%，最大偏差為1.13%。不管何種配煤比例，均是優(yōu)質(zhì)煤放于上部磨煤機(jī)，劣質(zhì)煤放于下部磨煤機(jī)時(shí)鍋爐效率最高。在采取3優(yōu)3劣配煤比例時(shí)，優(yōu)質(zhì)煤放于B，E，F(xiàn)磨煤機(jī)時(shí)鍋爐效率接近設(shè)計(jì)保證值，比習(xí)慣采取的優(yōu)質(zhì)煤放于A，B，D磨煤機(jī)時(shí)鍋爐效率可提高1%左右。

3 運(yùn)行方式調(diào)整

(1)磨煤機(jī)通風(fēng)量調(diào)整。對(duì)#5鍋爐制粉系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)量進(jìn)行如下規(guī)定：正常運(yùn)行時(shí)單臺(tái)磨煤機(jī)磨煤量為40 t/h以上時(shí)保持通風(fēng)量為70 t/h左右，磨煤量為40 t/h以下時(shí)保持通風(fēng)量為65 t/h左右，磨煤機(jī)低風(fēng)量跳閘值維持原有定值41 t/h不變。

(2)磨煤機(jī)加載油壓調(diào)整。根據(jù)試驗(yàn)，磨煤機(jī)運(yùn)行加載油壓增加，穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后磨煤機(jī)電流略有增加，進(jìn)出口壓差等基本無(wú)明顯變化，煤粉細(xì)度R90明顯降低。因此，磨煤機(jī)出力較低時(shí)，適當(dāng)加大加載油壓可明顯改善煤粉細(xì)度。將磨煤機(jī)磨制相同煤量時(shí)的磨輥加載油壓提高2.0 MPa，如磨煤量為20 t/h時(shí)加載油壓由4.0 MPa提高至6.0 MPa。

(3)氧量控制。試驗(yàn)結(jié)果顯示：660 MW負(fù)荷時(shí)，氧量控制在3.5%～4.0%為宜；550 MW負(fù)荷時(shí)氧量應(yīng)控制在4.5%左右；負(fù)荷為450 MW左右時(shí)實(shí)際運(yùn)行氧量在4.0%～4.5%為宜；負(fù)荷為350 MW時(shí)運(yùn)行氧量為4.5%～5.0%。機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷與氧量的關(guān)系見表1。

表1 機(jī)組負(fù)荷與氧量的關(guān)系

(4)燃料風(fēng)控制。試驗(yàn)結(jié)果顯示：燃用揮發(fā)分高的煤時(shí)，周界風(fēng)擋板可適當(dāng)開得大一些，因此鍋爐負(fù)荷在660 MW時(shí)推薦周界風(fēng)門開度為40%左右。燃料風(fēng)與煤量的關(guān)系見表2。

表2 燃料風(fēng)與煤量的關(guān)系

(5)配煤方式調(diào)整。摻燒試驗(yàn)結(jié)果顯示：優(yōu)質(zhì)煤比例提高后鍋爐效率也相應(yīng)提高,結(jié)合當(dāng)前進(jìn)煤結(jié)構(gòu)及煤質(zhì)，采取3優(yōu)3劣配煤比例時(shí)，鍋爐效率較高?，F(xiàn)規(guī)定配煤方式為3優(yōu)3劣，其中B，E磨煤機(jī)磨制優(yōu)質(zhì)煤，F(xiàn)磨煤機(jī)根據(jù)煤場(chǎng)煤質(zhì)情況做適當(dāng)調(diào)整，優(yōu)質(zhì)煤較少時(shí)配高揮發(fā)分低熱值煤種，將燃盡性較差的煤種配下層制粉系統(tǒng)。

4 實(shí)施效果

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行調(diào)整，鍋爐效率有了明顯的提升，相應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)也都有不同程度的好轉(zhuǎn)，鍋爐風(fēng)機(jī)電耗明顯下降，機(jī)組的供電煤耗也有所降低。調(diào)整前、后的參數(shù)見表3，其中鍋爐輔機(jī)電耗包括送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)和磨煤機(jī)。

表3 #5機(jī)組優(yōu)化調(diào)整前、后參數(shù)對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能降耗是社會(huì)的需要，也是企業(yè)自身的需要，通過(guò)各種手段提高發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，不但提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且也取得了良好的社會(huì)效益。我們應(yīng)該勇于創(chuàng)新，不斷探索，以實(shí)際行動(dòng)為建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)、促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展做貢獻(xiàn)。

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