某電廠600MW超臨界直流W型火焰鍋爐的燃燒調(diào)整

張大鵬

摘 要：目前我國部分電廠采用的是600MW超臨界直流W型火焰鍋爐，這類鍋爐在運(yùn)行過程中普遍存在著燃燒效率低、飛灰中碳含量高及排煙溫度高的問題，而且排放的NOx含量過高，容易結(jié)焦及燃盡率低。這些問題的存在對(duì)鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性帶來了較大的影響。文章分析了600MW超臨界直流W型火焰鍋爐燃燒時(shí)所出現(xiàn)的主要問題，并進(jìn)一步對(duì)600MW超臨界直流W型火焰鍋爐燃燒調(diào)整措施進(jìn)行了具體的闡述，以便于為改善鍋爐燃燒的工況提供必要的參考。

關(guān)鍵詞：600MW超臨界直流W型火焰鍋爐；燃燒；調(diào)整措施

前言

某電廠1#和2#鍋爐都采用的是600MW超臨界直流W型火焰鍋爐，而且設(shè)置有24只雙旋風(fēng)煤粉濃縮燃燒器，分別為布置在前后拱處，配備有6臺(tái)鋼球磨煤機(jī)，而且每臺(tái)磨煤機(jī)分別對(duì)應(yīng)4只燃燒器，并在前后墻進(jìn)行交叉布置，燃料使用無煙煤。通過對(duì)該鍋爐燃燒情況進(jìn)行調(diào)整，不僅能夠有效的確保燃燒設(shè)備的安全，滿足鍋爐各項(xiàng)參數(shù)的要求，而且對(duì)鍋爐爐膛熱負(fù)荷均勻分布及降低鍋爐大渣產(chǎn)生具有非常重要的意義，能夠有效地避免鍋爐水冷壁超溫現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性具有重要的作用。

1 600MW超臨界直流W火焰鍋爐燃燒時(shí)所出現(xiàn)的主要問題

在600MW超臨界直流W火焰鍋爐投入運(yùn)行調(diào)試期間，其在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了諸多的問題，這不僅對(duì)鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性帶來了較大的影響，而且對(duì)電廠節(jié)能降耗工作的開展也產(chǎn)生不利影響。

1.1 鍋爐燃燒的過程中大渣及飛灰可燃物的含量過高

通過對(duì)2#鍋爐運(yùn)行的情況進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)大渣及飛灰可燃物的含量較高，甚至達(dá)到總?cè)紵?0%，由于鍋爐運(yùn)行過程中燃盡率較低，這就導(dǎo)致飛灰中可燃物含量非常高，不僅對(duì)鍋爐熱效率帶來較大的影響，而且導(dǎo)致鍋爐燃燒過程中對(duì)煤的消耗量增加，嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

1.2 在鍋爐燃燒的過程中凝渣管和水冷壁存在超溫現(xiàn)象

在鍋爐運(yùn)行過程中，當(dāng)其負(fù)荷處于較低狀態(tài)下時(shí)，水冷壁及凝渣管很容易出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，特別是前墻上部水冷壁超溫現(xiàn)象特別顯著。由于鍋爐受熱面長時(shí)間處于超溫狀態(tài)或是短時(shí)間存在嚴(yán)重的超溫，這給鍋爐受熱面及水冷壁運(yùn)行的安全帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)，由于發(fā)生受熱面爆管及水冷壁拉裂事故，從而導(dǎo)致鍋爐停運(yùn)。

2 600MW超臨界直流W火焰鍋爐的燃燒調(diào)整措施

2.1 調(diào)整鍋爐二次風(fēng)系統(tǒng)

通過對(duì)鍋爐二次風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，采用分級(jí)送風(fēng)來有效地降低NOx的排放量。在燃燒器上部設(shè)置燃盡風(fēng)，將A、B、C、D、F風(fēng)檔板設(shè)置在燃燒器區(qū)域，將A、B、C檔板設(shè)置在燃燒器的拱上，主要是對(duì)油槍投入時(shí)的二次風(fēng)及冷卻燃燒器噴口起到一定的補(bǔ)充作用。D、F風(fēng)檔板則設(shè)置在燃燒器的拱下，而且其風(fēng)量需要占到二次風(fēng)量的百分六十左右，在鍋爐燃燒調(diào)整過程中發(fā)揮著非常重要的作用。通過對(duì)拱下二次風(fēng)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于解決鍋爐水冷壁超溫及大渣、飛灰含碳量高的問題具有非常好的效果。

2.1.1 適當(dāng)關(guān)小D風(fēng)擋板

在鍋爐調(diào)試期間，將鍋爐的D風(fēng)檔板進(jìn)行調(diào)整，將其調(diào)小至10%的開度，這就能夠有效地控制大量的二次風(fēng)進(jìn)入到煤粉著火區(qū)，從而對(duì)著火情況帶來不利影響。經(jīng)過對(duì)D風(fēng)檔板進(jìn)行調(diào)整后，火焰沒有發(fā)生對(duì)下部水冷壁進(jìn)行沖刷的現(xiàn)象，而且對(duì)下部水冷壁溫也具有較好的控制作用。

2.1.2 調(diào)整投運(yùn)燃燒器對(duì)應(yīng)的F風(fēng)擋板開度

在機(jī)組運(yùn)行過程中，由于F風(fēng)擋板處于燃燒器區(qū)域的最下層，而且風(fēng)量最大，因此F風(fēng)檔板在煤粉燃燒及對(duì)火焰中心控制過程中發(fā)揮著非常重要的作用。在調(diào)試初期，F(xiàn)風(fēng)檔板開度處于50%左右，而且沒有偏差現(xiàn)象發(fā)生，在這種情況下，前墻上部水冷壁出現(xiàn)了嚴(yán)重超溫現(xiàn)象，大渣及飛灰含碳量也處于較高的水平。針對(duì)于這個(gè)問題，后期對(duì)F風(fēng)檔板進(jìn)行調(diào)整，將前墻F風(fēng)檔板開大至60%～65%，同時(shí)將后墻的F風(fēng)擋板關(guān)小至40～45%，對(duì)前后墻的風(fēng)量比例進(jìn)行控制，而且爐膛兩側(cè)的F檔板較中間的開度小，經(jīng)過如此調(diào)整，前墻二次風(fēng)量大于后墻風(fēng)量，在這種情況下，鍋爐的火焰中心靠向后墻而火焰中心有所降低，有效地避免了高溫火焰對(duì)前墻上部水冷壁的沖刷，實(shí)現(xiàn)了壁溫的有效控制。另外由于F檔板中間開度大于兩側(cè)，這樣能夠有效地保證沿爐膛寬度方向的二次風(fēng)量相當(dāng)，避免了爐膛中部缺風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生，確保了燃燒的充分性，對(duì)大渣及飛灰含碳量的降低及鍋爐效率的提高都具有非常重要的作用。

2.2 調(diào)整制粉系統(tǒng)

2.2.1 提高磨煤機(jī)出口風(fēng)溫

在鍋爐調(diào)試初期，磨煤機(jī)出口風(fēng)溫處于較低水平，這不僅會(huì)對(duì)煤粉的著火帶來較大的影響，而且煤粉燃盡的時(shí)間也得以延長，火焰中心出現(xiàn)上移問題，從而導(dǎo)致超溫及大渣、飛灰含碳量高的問題發(fā)生。因此為了能夠有效地提高磨煤機(jī)出口風(fēng)溫，則采取了以下措施：（1）降低空預(yù)器扇形板高度，減小漏風(fēng)量。調(diào)試階段扇形板一直置于最高位（間隙有16mm），后將間隙降低至10mm，降低漏風(fēng)量的同時(shí)，未引起動(dòng)靜碰磨。（2）及時(shí)投入一次風(fēng)暖風(fēng)器運(yùn)行。當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃，投入一次風(fēng)暖風(fēng)器運(yùn)行，保證其出口一次風(fēng)溫維持在30℃以上。（3）適當(dāng)開大磨煤機(jī)旁路風(fēng)。當(dāng)磨煤機(jī)出口風(fēng)溫較低時(shí)，適當(dāng)開大其旁路風(fēng)，對(duì)提高磨出口風(fēng)溫作用明顯。

2.2.2 合理安排制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷在400至450MW時(shí)，一般為4臺(tái)制粉系統(tǒng)運(yùn)行，此時(shí)最易出現(xiàn)受熱面超溫現(xiàn)象。這和制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大關(guān)系。當(dāng)制粉系統(tǒng)運(yùn)行不合理時(shí)，前墻上部水冷壁超溫現(xiàn)象比較明顯，并且很難通過調(diào)節(jié)二次風(fēng)等手段來降低壁溫。經(jīng)過觀察，當(dāng)B和F磨或者A和E磨同時(shí)停運(yùn)時(shí)，前墻上部水冷壁壁溫水平最高，經(jīng)常出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。經(jīng)分析認(rèn)為，磨煤機(jī)的不對(duì)稱停運(yùn)，造成前后墻的燃燒器無對(duì)應(yīng)支撐，無法卷吸來自對(duì)側(cè)墻的高溫?zé)煔猓绊懼?，從而使火焰中心大幅上升，造成上部水冷壁超溫。?jīng)過多次調(diào)整，發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)對(duì)稱停運(yùn)時(shí)水冷壁壁溫總體較低，甚至可以將前墻上部水冷壁壁溫控制在430℃以下。但在部分時(shí)候受制于制粉系統(tǒng)自身缺陷，需要被迫采取非對(duì)稱停運(yùn)，在這種情況下，通常可以將較高壁溫區(qū)域的燃燒器進(jìn)行停運(yùn)，以此來降低該區(qū)域的熱負(fù)荷，從而控制對(duì)壁溫進(jìn)行控制的目的。

2.2.3 定期清理磨煤機(jī)出口分離器

由于原煤中含有如鐵絲及麻繩等一些雜物，在磨煤機(jī)長期運(yùn)行過程中會(huì)導(dǎo)致這些雜物堆積在磨煤機(jī)出口分離器處，從而影響燃燒器的出力情況，不利于煤粉細(xì)度及鍋爐熱負(fù)荷的均勻分配，因此需要每月對(duì)各磨煤機(jī)出口分離器進(jìn)行清理，避免雜物堆積，保證制粉系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3 結(jié)束語

通過對(duì)600MW超臨界直流W型火焰鍋爐的燃燒進(jìn)行調(diào)整，有效地解決了鍋爐超溫的問題，提高了鍋爐運(yùn)行的安全性。而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)大渣及飛灰含碳量的有效控制，確保了鍋爐效率的提高。通過對(duì)鍋爐燃燒調(diào)整，不僅鍋爐在同類型鍋爐中處于先進(jìn)的水平，而且對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)效益的提升也起到非常重要的作用。

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