岱海電廠低氮燃燒器改造鍋爐燃燒調(diào)整分析

姜偉++馬曉君++朱小東++王學(xué)敏

摘 要：文章介紹了岱海電廠600MW機(jī)組低氮燃燒器改造后，爐膛溫度、主再熱蒸汽溫度、受熱面壁溫等幾個方面參數(shù)的變化趨勢，以及對燃燒調(diào)整產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞：低氮燃燒器；爐膛；煙溫；汽壁溫

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.046

0 引言

岱海電廠三號爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界、四角切圓汽包爐，經(jīng)過低氮燃燒器改造之后，爐內(nèi)燃燒特性有了很大改變。在不同負(fù)荷段、不同制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式下，鍋爐的燃燒調(diào)整方法也需要進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)。本文通過介紹燃燒器改造之后爐膛內(nèi)溫度情況、汽壁溫分析對比，提出鍋爐工況變化時的燃燒調(diào)整手段及運(yùn)行調(diào)整注意事項(xiàng)。

1 燃燒器改造前后鍋爐爐膛溫度變化情況

通過數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)燃燒器改造后爐膛溫度總的趨勢是，隨著負(fù)荷升高而升高。同一負(fù)荷下，爐膛溫度沿爐膛高度方向上的變化趨勢是：升高→稍下降→繼續(xù)升至最高→下降。其中升高至第一個高點(diǎn)的爐膛高度大概在22—27米之間，爐膛溫度最高點(diǎn)在36米左右。

相同負(fù)荷，相同制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式下，燃燒器改造之后，尾部煙道區(qū)域各點(diǎn)煙溫均比改造前降低。

在燃燒器改造之后的低負(fù)荷段（<400MW），煙道內(nèi)左右側(cè)煙溫差減??；燃燒器改造之后的中、高負(fù)荷段（>400MW），煙道內(nèi)左右側(cè)煙溫差變大。

2 燃燒器改造前后汽、壁溫分析

燃燒器改造之后，分段燃燒方式的改變與原受熱面設(shè)計工況不匹配。在增減負(fù)荷時，火焰中心位置變化較為明顯，爐膛兩側(cè)煙溫差、煙氣流量分布改變，從而影響到輻射受熱面、對流換熱面吸熱變化，這一點(diǎn)從汽壁溫變化、減溫水量的變化上表現(xiàn)較為突出。

（1）各負(fù)荷段受熱面超溫比較。在低負(fù)荷段，受熱面由于蒸汽流量低，蒸汽流量分配不均勻，煙氣流量及煙氣溫度偏差大，導(dǎo)致受熱面更容易超溫；高負(fù)荷段，蒸汽流量大，受熱面管壁內(nèi)的蒸汽流量分配不均勻情況得以緩解，受熱面管壁冷卻條件得到改善，受熱面超溫幅度降低。但總體來說，燃燒器改造之后，受熱面更容易超溫；并且同一工況下，壁溫最大值和最小值的差值增大，說明燃燒器改造之后，煙氣存在偏斜，局部受熱面管壁存在過熱情況。

低溫過熱器超溫嚴(yán)重，屏式過熱器超溫情況略有增加，末級過熱器、再熱器超溫情況與改造前基本一致。

此次燃燒器改造之后，低溫過熱器超溫情況最為嚴(yán)重，相比停機(jī)前，低溫過熱器超溫幅值大大增加。屏式過熱器超溫情況略有增加，是因?yàn)樵谶\(yùn)行中負(fù)荷變化時候，底部主燃燒區(qū)域可能出現(xiàn)缺氧燃燒情況，控制不及時，會使火焰中心快速上移，大量煤粉在SOFA燃盡風(fēng)區(qū)域集中高強(qiáng)度燃燒，使?fàn)t膛出口煙氣溫度相應(yīng)升高，造成爐膛出口的屏式過熱器管壁溫度快速升高。

（2）減溫水量增大，過、再熱蒸汽溫度有所降低；再熱蒸汽左右側(cè)蒸汽溫差減小，低負(fù)荷階段再熱蒸汽溫度略有升高。

由于爐內(nèi)燃燒器改造，火焰中心升高，爐膛出口煙溫升高，輻射式和對流式過熱器吸熱量的增加，所以汽溫將升高。但在實(shí)際中除了低負(fù)荷階段，再熱蒸汽溫度較改造前升高之外，其余負(fù)荷段蒸汽溫度均有所降低。其原因?yàn)椋喝紵鞲脑熘?，爐內(nèi)燃燒工況發(fā)生改變，原有受熱面的布置及數(shù)量偏離了原有設(shè)計，部分受熱面管壁內(nèi)部蒸汽流量減小；加之受熱面管壁外的煙氣流量、偏向改變，為了避免某些管壁超溫加重，減溫水流量大大增加，汽溫整體水平被拉低。

3 燃燒工況調(diào)整手段

三號爐低氮燃燒器的設(shè)計原理是鍋爐燃料和一次風(fēng)快速混合，在進(jìn)入一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物，增加SOFA層數(shù)后，由于爐膛底部缺氧，只是部分燃料進(jìn)行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。但是也存在汽壁溫超溫的可能。

三號機(jī)組大修后，首次升負(fù)荷至600MW過程中，上部SOFA風(fēng)全開，造成主燃燒區(qū)域缺氧燃燒情況，導(dǎo)致火焰中心快速上移，大量煤粉在SOFA燃燼風(fēng)區(qū)域集中高強(qiáng)度燃燒，煤粉推遲著火，煤量過調(diào)大，使?fàn)t膛出口煙氣溫度迅速升高，主汽壓力波動，造成屏式受熱面管壁溫度快速升高超溫，主汽壓力超壓，汽包水位波動。

所以燃燒器改造后，在升負(fù)荷階段，特別是高負(fù)荷階段，一定要首先增加總風(fēng)量，開大主燃燒區(qū)域二次風(fēng)門，保證主燃燒器區(qū)域有足夠風(fēng)量，當(dāng)負(fù)荷基本穩(wěn)定之后，逐步開大SOFA二次風(fēng)，降低氮氧化物排放。

通過調(diào)整爐膛各層二次風(fēng)門的開度，可以改變爐膛火焰中心的位置，可以改變輻射和對流吸熱比例，從而起到調(diào)整主汽參數(shù)的目的。由于高、低溫再熱器主要是對流換熱，當(dāng)開大上層二次風(fēng)擋板，關(guān)小下層二次風(fēng)擋板，火焰中心區(qū)域升高，爐內(nèi)輻射吸熱量減少，爐膛出口煙溫升高，對流換熱加強(qiáng)，使再熱汽溫升高。

二次風(fēng)量的大小直接影響到爐膛燃燒的好壞，在一定負(fù)荷下如增加二次風(fēng)，爐膛充滿度好，熱負(fù)荷均勻，但加風(fēng)后增加了對流換熱，使得主、再熱器的汽溫、壁溫會有整體的提高。這過程有約3分鐘的滯后性，故調(diào)節(jié)時應(yīng)做好提前量。

4 結(jié)束語

三號爐改造后盡量燃用灰分小、水分小、揮發(fā)分較高、熱值較高的煙煤。如果燃用差煤時，應(yīng)該盡量在底層磨燃用差煤，并且配風(fēng)方式最好采取均勻配風(fēng)方式，同時保證鍋爐足夠的過量空氣系數(shù)。

優(yōu)化制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式，盡量采取下層制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式。

在保證爐膛出口NOx不超限值的情況下，適當(dāng)關(guān)小上層SOFA風(fēng)。

加強(qiáng)爐膛水冷壁區(qū)域的吹灰頻次，減少低過區(qū)域的吹灰頻次，改變受熱面的吸熱比例。

輔以主燃燒擺角、SOFA風(fēng)擺角參與調(diào)解壁溫。

煤粉細(xì)度要求更細(xì)，磨煤機(jī)分離器擋板關(guān)小，磨煤機(jī)出入口差壓增大，磨煤機(jī)帶負(fù)荷能力下降，更容易堵煤。

燃燒器改造之后，主燃燒區(qū)域二次風(fēng)門、主燃燒器擺角作用效果相對減小。升負(fù)荷時主蒸汽更容易超壓，高負(fù)荷時候一定要提前進(jìn)行控制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 上海鍋爐廠.燃燒設(shè)備說明書[S].

作者簡介：姜偉（1981-），男，內(nèi)蒙人，學(xué)士，中級工程師，主要從事火電廠運(yùn)行工作。