火力發(fā)電廠鍋爐優(yōu)化調(diào)整案例分析

姚力　武生　任兵

【摘? 要】火電機(jī)組在日常生產(chǎn)過(guò)程中存在很多設(shè)備或者運(yùn)行問(wèn)題，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行的不安全和不經(jīng)濟(jì)。本文主要列舉了中速磨煤機(jī)調(diào)整策略、超臨界機(jī)組啟動(dòng)超溫問(wèn)題調(diào)整策略、空氣預(yù)熱器防堵策略。

【關(guān)鍵詞】飛灰含碳量;啟動(dòng)超溫;空預(yù)器堵塞

1.部分中速直吹式制粉系統(tǒng)運(yùn)行一次風(fēng)量偏高調(diào)整

2018年以來(lái)，我公司相繼對(duì)部分中速直吹式制粉系統(tǒng)進(jìn)行檢查和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，檢查發(fā)現(xiàn)大部分機(jī)組運(yùn)行人員未保證機(jī)組安全運(yùn)行，盲目提高一次風(fēng)運(yùn)行風(fēng)壓，提高一次風(fēng)運(yùn)行風(fēng)量，導(dǎo)致鍋爐飛灰含碳量偏高，且排煙溫度偏高，輔機(jī)電耗增高，降低了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，甚至?xí)?dǎo)致屏過(guò)等受熱面超溫問(wèn)題，影響機(jī)組運(yùn)行安全性。

造成中速直吹式制粉系統(tǒng)運(yùn)行一次風(fēng)偏高的主要原因有：

（1）機(jī)組制粉系統(tǒng)布局緊湊，入口風(fēng)量測(cè)量點(diǎn)安裝位置不能按照標(biāo)準(zhǔn)（測(cè)量上游直管段為測(cè)量截面當(dāng)量直徑的8倍，下游為測(cè)量面當(dāng)量直徑的3倍）安裝，往往導(dǎo)致表盤監(jiān)測(cè)值低于實(shí)際運(yùn)行風(fēng)量，致使實(shí)際運(yùn)行一次風(fēng)量偏高。（2）隨著市場(chǎng)煤價(jià)的提高，摻燒經(jīng)濟(jì)煤種成為各廠勢(shì)在必行的舉措，經(jīng)濟(jì)煤種的摻燒，導(dǎo)致磨煤機(jī)長(zhǎng)期處于高出力，甚至超出力運(yùn)行工況，運(yùn)行人員為防止磨煤機(jī)堵塞問(wèn)題發(fā)生，盲目提高運(yùn)行一次風(fēng)壓，加大運(yùn)行一次風(fēng)量。（3）由于機(jī)組燃用煤種的變化，加之冷熱風(fēng)門風(fēng)門特性的變化，部分機(jī)組的制粉系統(tǒng)自動(dòng)仍為基建初期的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，已不能適用目前燃用煤種，往往導(dǎo)致磨煤機(jī)運(yùn)行風(fēng)量偏高。

一次風(fēng)量過(guò)高對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)和安全性的影響：

（1）由于運(yùn)行一側(cè)風(fēng)壓的提高，一方面會(huì)導(dǎo)致空氣預(yù)熱器一次風(fēng)側(cè)與煙氣差壓增大，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率升高;另一方面會(huì)增高一次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電耗;此外還會(huì)導(dǎo)致制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度增高，飛灰含碳量增大。（2）由于運(yùn)行一次風(fēng)量的增加，會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)燃燒變差，且著火一定程度上會(huì)推遲，導(dǎo)致減溫水量增加，甚至?xí)鹌吝^(guò)超溫問(wèn)題;此外，一次風(fēng)量的增加，在滿足磨煤機(jī)干燥出力的前提下，為降低磨煤機(jī)出口風(fēng)粉溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，需增高冷風(fēng)投入量，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器一次風(fēng)旁通風(fēng)量增加，機(jī)組排煙溫度會(huì)明顯增高;高負(fù)荷工況下，部分機(jī)組引風(fēng)機(jī)出力受限，導(dǎo)致系統(tǒng)總風(fēng)量無(wú)法提高，一次風(fēng)量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致二次風(fēng)量輸入受限，運(yùn)行氧量偏低，高溫腐蝕及飛灰含碳量增加等系列問(wèn)題產(chǎn)生，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性。

運(yùn)行一次風(fēng)量過(guò)高，會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性造成嚴(yán)重影響，為防止和解決該問(wèn)題發(fā)生，針對(duì)中速直吹式制粉系統(tǒng)提出以下幾點(diǎn)建議：

對(duì)中速直吹式制粉系統(tǒng)各磨煤機(jī)風(fēng)量進(jìn)行冷態(tài)和熱態(tài)標(biāo)定，并對(duì)運(yùn)行風(fēng)量進(jìn)行系數(shù)標(biāo)定，并進(jìn)行系數(shù)修正;對(duì)各粉管進(jìn)行熱態(tài)調(diào)平，降低各粉管出力偏差，對(duì)容易堵塞的粉管進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整或加裝吹掃風(fēng)，提高磨煤機(jī)運(yùn)行安全性。對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行風(fēng)壓優(yōu)化，對(duì)運(yùn)行風(fēng)壓合理控制，通過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)得出最優(yōu)運(yùn)行一次風(fēng)壓。加強(qiáng)運(yùn)行管理工作，合理制定優(yōu)化小指標(biāo)競(jìng)賽內(nèi)容。對(duì)現(xiàn)有的制粉系統(tǒng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)標(biāo)定后的風(fēng)量進(jìn)行fx運(yùn)行曲線調(diào)整。

2.超臨界機(jī)組啟動(dòng)初期汽溫控制優(yōu)化

某電廠為600MW級(jí)超臨界機(jī)組，鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的前后墻對(duì)沖鍋爐，由于燃用煤種變化，且無(wú)爐水循環(huán)泵，鍋爐水動(dòng)力循環(huán)較差，導(dǎo)致在機(jī)組啟動(dòng)初期產(chǎn)汽量不足，導(dǎo)致屏過(guò)級(jí)末過(guò)超溫，啟動(dòng)期間需要投入輔助減溫水系統(tǒng)，但輔助減溫系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力較差，容易導(dǎo)致減溫水過(guò)噴，造成蒸汽帶水。

通過(guò)設(shè)備改造和運(yùn)行調(diào)整方式，成功解決該問(wèn)題：

（1）啟動(dòng)初期投運(yùn)高壓加熱器，提高給水溫度，增強(qiáng)鍋爐產(chǎn)汽量，在降低受熱面超溫問(wèn)題的同時(shí)，縮短了機(jī)組投運(yùn)脫硝系統(tǒng)和并網(wǎng)時(shí)間。

（2）過(guò)熱器一級(jí)減溫水系統(tǒng)進(jìn)行旁路小流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，最大減溫水流量10t/h，（最大承壓給水壓力30MPa，給水溫度288.5℃設(shè)計(jì)），由于僅啟動(dòng)初期投運(yùn)，減溫水與過(guò)熱汽最大差壓按照20MPa設(shè)計(jì)，一級(jí)減溫水溫度60℃設(shè)計(jì)，為降低調(diào)整門后減溫水壓力，將電動(dòng)調(diào)整門后管道采取增加一個(gè)變徑的異性接管（使用鍛件加工），達(dá)到降壓目的。

3.空氣預(yù)熱器防堵措施

由于機(jī)組燃煤含硫量的逐漸提高，灰含量的逐步增加，NOx排放值的逐步降低，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器冷端積灰嚴(yán)重，造成空氣預(yù)熱器阻力增大，風(fēng)機(jī)電耗及空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率逐步增加。所以如何解決空氣預(yù)熱器堵塞問(wèn)題十分必要。

我們建議配合精準(zhǔn)噴氨改造的同時(shí)，對(duì)空氣預(yù)熱器進(jìn)行兩段式受熱原件改造，必要時(shí)可以進(jìn)行熱風(fēng)再循環(huán)改造。

煙氣中的氨氣、三氧化硫、水蒸汽在合適的溫度下形成硫酸氫銨，約30%硫酸氫銨在182-147℃之間以小液滴的形成在蓄熱元件上聚集，同時(shí)粘附大量飛灰，當(dāng)從煙氣側(cè)轉(zhuǎn)入空氣側(cè)，在熱一次風(fēng)（溫度在300℃左右）的作用下，將蓄熱元件上聚集的硫酸氫銨迅速升溫至200℃左右，同時(shí)沿著從下至上流動(dòng)，溫度場(chǎng)始終處于200℃以上，熱一次風(fēng)將硫酸氫銨氣化，并混合進(jìn)入二次風(fēng)熱風(fēng)端，被熱二次風(fēng)攜帶進(jìn)入爐膛進(jìn)行高溫分解，經(jīng)過(guò)加熱風(fēng)道加熱的蓄熱元件將不再存在硫酸氫銨，積灰不在粘附，蓄熱元件放熱能力增強(qiáng)，當(dāng)再次進(jìn)入煙氣側(cè)，蓄熱元件吸熱能力增強(qiáng)，鍋爐排煙溫度比未改造前將有所降低;當(dāng)在煙氣側(cè)新聚集了硫酸氫銨的蓄熱元件再次進(jìn)行加熱分倉(cāng)時(shí)，硫酸氫銨會(huì)再次被加熱氣化攜帶進(jìn)入爐膛，空預(yù)器蓄熱元件將不會(huì)發(fā)生堵塞。

采用的在空預(yù)器冷二次風(fēng)轉(zhuǎn)子底部，做一個(gè)加熱分倉(cāng)，分倉(cāng)角度約為7.5°，在分倉(cāng)的二次側(cè)增加一個(gè)15°的扇形板;從空預(yù)器熱一次風(fēng)道引出熱風(fēng)，經(jīng)過(guò)熱風(fēng)隔絕門、伸縮節(jié)、熱風(fēng)調(diào)節(jié)門后，接入空預(yù)器冷二次風(fēng)加熱分倉(cāng)內(nèi)，風(fēng)道與風(fēng)門均做保溫，加裝保溫護(hù)板。本方案加熱位置在煙氣進(jìn)入二次風(fēng)側(cè)緊靠二次風(fēng)與煙氣之間的扇形板處。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的內(nèi)容能夠了解到，火電機(jī)組隨著燃煤變化，機(jī)組的適應(yīng)性和運(yùn)行人員的適應(yīng)性亟待提高。我們必須針對(duì)性的提出運(yùn)行優(yōu)化或者設(shè)備改造技術(shù)，增加機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。希望本文案例可以對(duì)廣大電廠同仁提供有價(jià)值的建議。

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（作者單位：國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院有限公司）