某鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整

張振國(guó)+沈濤+李洪杰

摘 要：針對(duì)某采用鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)鍋爐一直存在的鍋爐效率偏低、爐膛出口NOX偏高、主再熱汽溫偏低等問(wèn)題，制定了燃燒調(diào)整方向，通過(guò)制粉系統(tǒng)優(yōu)化及燃燒優(yōu)化調(diào)整，鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)均有好轉(zhuǎn)。建議此類型鍋爐要特別重視制粉系統(tǒng)維持最佳通風(fēng)量運(yùn)行、制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)治理，低NOX改造要設(shè)法消除三次風(fēng)的不利影響。

關(guān)鍵詞：鋼球磨；燃燒調(diào)整；三次風(fēng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.072

0 引言

某電廠鍋爐采用鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，鍋爐一直存在鍋爐效率偏低、爐膛出口NOX偏高、主再熱汽溫偏低等問(wèn)題，本文主要是針對(duì)對(duì)此類型鍋爐的燃燒調(diào)整思路和具體調(diào)整方案。

1 設(shè)備概述

鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造的HG—420/13.7—YM3型超高壓、自然循環(huán)煤粉爐。該鍋爐采用單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣。配用兩套鋼球磨煤機(jī)中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉的制粉系統(tǒng)，制粉乏氣作為三次風(fēng)送入爐膛。

2 存在的問(wèn)題及分析

主要有以下幾方面：

2.1 制粉系統(tǒng)存在的問(wèn)題總結(jié)

（1）甲、乙制粉系統(tǒng)通風(fēng)量分別為126654.72m3/h、111072.55 m3/h。制粉系統(tǒng)通風(fēng)量偏大。

（2）甲、乙側(cè)制粉系統(tǒng)再循環(huán)開(kāi)度都較小，分別為12.6%、15.2%。這導(dǎo)致排粉機(jī)出口乏氣大部分通過(guò)三次風(fēng)進(jìn)入爐膛。

（3）甲、乙排粉機(jī)效率分別為63.21%、54.72%。排粉機(jī)效率較低。

2.2 鍋爐熱效率偏低

爐效為89.27%，較設(shè)計(jì)值低很多。原因一是低負(fù)荷時(shí)鍋爐氧量偏高，二是飛灰含碳量偏高。

2.3 鍋爐NOx排放量偏大

120MW、100MW、75MW三個(gè)負(fù)荷下的NOX含量分別為358.87 mg/m3、485.19 mg/m3、517.97 mg/m3。

2.4 主、再熱蒸汽溫度偏低

主、再熱蒸汽溫度分別比設(shè)計(jì)值偏低23℃、62℃。

3 燃燒調(diào)整方向的確定

3.1 制粉系統(tǒng)調(diào)整

（1）飛灰和大渣的含碳量較大，要保證入爐煤的完全燃燒，制粉系統(tǒng)應(yīng)該保持較細(xì)的煤粉細(xì)度。制粉系統(tǒng)阻力不增加太多的前提下，盡量降低煤粉細(xì)度。

（2）三次風(fēng)速達(dá)到57m/s左右。極高的三次風(fēng)速對(duì)燃燒產(chǎn)生不利影響，造成爐內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)偏斜，飛灰含碳量升高。在保證制粉干燥出力的前提下，盡量降低制粉通風(fēng)量，使其接近制粉最佳通風(fēng)量。

3.2 配風(fēng)調(diào)整

二次風(fēng)的流量基本為零，所以要保證在不堵管的前提下盡量降低一次風(fēng)速。

鍋爐大渣含碳量很高，首先是底部的二次風(fēng)沒(méi)有開(kāi)啟，其次是爐內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)較差，據(jù)觀察爐內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)整體向下偏移所以，應(yīng)該盡量增加底部配風(fēng)。

3.3 氧量調(diào)整

二次風(fēng)基本沒(méi)有，爐膛氧量沒(méi)有調(diào)整手段，爐膛氧量偏高。爐膛出口含氧量應(yīng)控制在3%～3.5%。

4 燃燒調(diào)整

4.1 制粉系統(tǒng)調(diào)整

（1）分離器擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)。調(diào)整時(shí)，維持甲側(cè)粗粉分離器開(kāi)度不變，將乙側(cè)粗粉分離器開(kāi)度調(diào)整為30?。調(diào)整后甲側(cè)煤粉細(xì)度19.2%，乙側(cè)煤粉細(xì)度18.9%。

（2）制粉系統(tǒng)通風(fēng)量調(diào)整。調(diào)整時(shí)，關(guān)小排粉機(jī)入口調(diào)節(jié)門，甲側(cè)由95.6%調(diào)整到34.7%，乙側(cè)由98%調(diào)整到48.2%。

（3）一次風(fēng)速調(diào)整。調(diào)整時(shí)，關(guān)小各層一次風(fēng)門開(kāi)度，關(guān)小甲、乙側(cè)壓力冷風(fēng)門開(kāi)度，以降低一次風(fēng)速。最終一次風(fēng)速維持在22m/s左右。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行觀察，沒(méi)有堵管現(xiàn)象。

4.2 鍋爐配風(fēng)調(diào)整

降低制粉通風(fēng)量及一次風(fēng)速后，二次風(fēng)門具有了一定的開(kāi)度。按照燃燒調(diào)整確定的原則，開(kāi)大低層二次風(fēng)的開(kāi)度。

4.3 鍋爐氧量調(diào)整

利用二次風(fēng)來(lái)調(diào)整鍋爐氧量，90MW以上時(shí)基本能夠維持氧量在3%?3.5%運(yùn)行。低負(fù)荷時(shí)，氧量較調(diào)整前已經(jīng)大大降低，75MW時(shí)，排煙氧量由11.4%降低到8.62%，但是由于三次風(fēng)量依舊偏大，氧量仍然有些偏高。

5 燃燒調(diào)整結(jié)果

5.1 輔機(jī)單耗

送風(fēng)機(jī)單耗下降0.25 kW·h/t汽，引風(fēng)機(jī)單耗3.66 kW·h/t汽，引風(fēng)機(jī)單耗下降0.66 kW·h/t汽。如果年發(fā)電量按60000萬(wàn)kW·h、上網(wǎng)電價(jià)按0.35元/kW·h計(jì)算，調(diào)整后送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)每年節(jié)省約65萬(wàn)元左右。

5.2 鍋爐熱效率

燃燒前后爐效提高1.99個(gè)百分點(diǎn)。爐效提高主要是因?yàn)椋海?）三次風(fēng)量較原來(lái)有一定的降低，飛灰的含碳量降低；（2）爐底配風(fēng)從無(wú)到有，大渣含碳量明顯降低；（3）二次風(fēng)率變大，爐膛氧量能夠控制，排煙氧量比燃燒調(diào)整前大大降低；（4）三次風(fēng)量、一次風(fēng)量降低，爐內(nèi)燃燒變好，排煙溫度降低。

6 總結(jié)

主要建議如下： （1）維持制粉系統(tǒng)最佳通風(fēng)量運(yùn)行。制粉系統(tǒng)通風(fēng)量，不僅影響到磨煤機(jī)的制粉效果，影響到制粉系統(tǒng)的制粉單耗，還對(duì)鍋爐的燃燒產(chǎn)生直接影響。本案中，制粉系統(tǒng)通風(fēng)量多大，造成一次風(fēng)率偏高，對(duì)燃燒帶來(lái)極不利影響。所以要特別注意維持制粉系統(tǒng)最佳通風(fēng)量運(yùn)行。

（2）注意三次風(fēng)對(duì)低NOX的影響。對(duì)于有三次風(fēng)的鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，三次風(fēng)對(duì)NOX的影響較大。在低NOX改造時(shí)，一般將三次風(fēng)分為兩路，一路進(jìn)入主燃燒區(qū)上部。但在本案中，由于干燥出力不足，再循環(huán)開(kāi)度很小，三次風(fēng)量很高，進(jìn)入燃燒器區(qū)的三次風(fēng)對(duì)燃燒帶來(lái)了很不利的影響。所以對(duì)于此類鍋爐，消除三次風(fēng)的不利影響是低NOX改造成功與否的重要因素?？梢钥紤]采用布袋過(guò)濾后外排的方式消除其影響。

（3）加大制粉系統(tǒng)漏風(fēng)治理。對(duì)于負(fù)壓制粉系統(tǒng)，往往忽略對(duì)其漏風(fēng)的治理。而制粉系統(tǒng)漏風(fēng)大，降低制粉干燥出力，影響到制粉再循環(huán)風(fēng)的比例，從而影響到入爐一次風(fēng)率，對(duì)鍋爐的整個(gè)燃燒產(chǎn)生影響。

作者簡(jiǎn)介：張振國(guó)（1982-），男，研究生，研究方向：火力發(fā)電廠鍋爐設(shè)備能耗診斷、節(jié)能改造。endprint