300MW空冷機(jī)組鍋爐運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)

吐?tīng)査箘e克·比肯

摘要：以300MW空冷機(jī)組鍋爐為例，從煤粉細(xì)度、含氧量?jī)蓚€(gè)方面開(kāi)展燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：若將煤粉細(xì)度R90由10%降至8%，則校正效率與鍋爐熱效率分別增加0.1%、0.55%;在含氧量不斷增加的情況下，機(jī)械不完全燃燒的損失呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)，但是排煙損失呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)校正的鍋爐運(yùn)行環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞：300MW空冷機(jī)組鍋爐;煤粉細(xì)度;氧量;優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)節(jié)能、環(huán)保越來(lái)越重視，電廠迫切需要降低污染物排放、提高鍋爐燃燒技術(shù)與效率。在未來(lái)的20到30年里煤炭發(fā)電仍將占發(fā)電總量的60%以上。隨著電力體制改革的不斷進(jìn)行，煤炭等能源價(jià)格的不斷上漲，發(fā)電企業(yè)面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈[1]。在保證機(jī)組安全、安全、環(huán)保運(yùn)行的前提，需要進(jìn)一步挖掘鍋爐潛在的節(jié)能技術(shù)，降低發(fā)電投入成本以及管理成本，重點(diǎn)研究如何提高鍋爐效率的問(wèn)題[2]。

某電廠#4鍋爐燃燒發(fā)電時(shí)使用的煤炭與設(shè)計(jì)時(shí)要求在種類上有一定的偏差，主要體現(xiàn)為鍋爐運(yùn)行時(shí)排煙溫度較高、飛灰中含有較碳量高。煤質(zhì)的偏差造成運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效果差、運(yùn)行效率較低。為了提高鍋爐運(yùn)行效率、為調(diào)整類似鍋爐運(yùn)行條件提供相應(yīng)參考數(shù)據(jù)，本文以該電廠#4鍋爐為試驗(yàn)對(duì)象，開(kāi)展了運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)。

1.設(shè)備情況

該電廠#4鍋爐采用的是Babcock & Wilcox公司北京分公司設(shè)計(jì)制造的固態(tài)排渣煤粉性鍋爐：通風(fēng)平衡、半露天、自然循環(huán)、單鼓單爐、中間再熱、布置呈現(xiàn)出II型;設(shè)置4臺(tái)鋼球磨機(jī)，對(duì)中儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)料，在鍋爐前后壁面進(jìn)行燃燒;鍋爐前、后壁配置3層共24個(gè)旋渦燃燒器，每個(gè)旋流燃燒器的中心是一個(gè)主要一次風(fēng)噴口，由該處向外分別是內(nèi)二次風(fēng)噴口和外二次風(fēng)噴口;每?jī)蓪尤紵髦g設(shè)置兩個(gè)三次風(fēng)噴口，前后墻面一共設(shè)置了8個(gè)三次風(fēng)口;在尾部豎井下方安裝了兩個(gè)容克式三室旋轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器;鍋爐的配備設(shè)施包含了2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、2臺(tái)軸流引風(fēng)機(jī)和2臺(tái)軸流送風(fēng)機(jī)。（不通順，術(shù)語(yǔ)有誤）

2、試驗(yàn)內(nèi)容和方法

本次調(diào)整試驗(yàn)結(jié)合GB/T 10184-1988《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》，利用反平衡方式對(duì)不同煤粉細(xì)度與氧量下鍋爐的效率進(jìn)行計(jì)算。不同鍋爐的調(diào)整因素也不同，然而大量鍋爐優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)的結(jié)果顯示鍋爐運(yùn)行的氧氣含量與煤粉細(xì)度是影響各類鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效果的2個(gè)最重要的因素[3，4]。針對(duì)煤粉細(xì)度與氧氣含量的測(cè)試內(nèi)容及方法如下。

2.1鍋爐煤粉細(xì)度優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)內(nèi)容

在調(diào)整制粉系統(tǒng)前，需要確保制粉系統(tǒng)的運(yùn)行處于常規(guī)情況下。將常規(guī)輸出視為最佳出力，采集粉煤樣品，對(duì)粉煤灰細(xì)度進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，同時(shí)進(jìn)行鍋爐熱效率試驗(yàn)。在確保無(wú)煙煤、貧煤比例不變的情況下，調(diào)整粗粉分離器擋板。對(duì)調(diào)整煤粉細(xì)度前后的粉煤灰可燃物的含量、粉化系統(tǒng)的功耗率、鍋爐熱效率進(jìn)行比較分析。

2.2變二次風(fēng)門開(kāi)度試驗(yàn)

貧煤：無(wú)煙煤=3：7，在各層燃燒器二次門開(kāi)度不同的情況下開(kāi)展鍋爐熱效率試驗(yàn)，工況一：上中下層二次風(fēng)門開(kāi)度分別為100%、80%、60%;工況二：上中下層二次風(fēng)門開(kāi)度分別為60%、80%、100%;工況三：上中下層二次風(fēng)門開(kāi)度均為100%。

2.3變氧量試驗(yàn)

根據(jù)可調(diào)二次風(fēng)門開(kāi)度試驗(yàn)的結(jié)果，調(diào)整了最佳的二次風(fēng)門開(kāi)口試驗(yàn)選擇3種不同的煙氣含氧量進(jìn)行比較：氧量表平均含氧量為2.8%、3.3%、3.7%。在含氧量試驗(yàn)中，主要的空氣壓力、各層的二次空氣阻尼器、各層磨粉機(jī)的轉(zhuǎn)速、煤粉機(jī)的組合方式和燃燒室組合方式等參數(shù)都保持不變。

3、試驗(yàn)結(jié)果與分析

在確保單位荷載、其他操作參數(shù)基本不變的情況下，通過(guò)改變風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)合度對(duì)總風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，在此基礎(chǔ)上對(duì)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。反映在表盤上，是空氣預(yù)熱器入口的煙氣含氧量的變化。此外，鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的氧氣含量會(huì)在很大程度上影響輔助電力消耗，所以考慮運(yùn)行時(shí)的氧氣含量對(duì)鍋爐鼓風(fēng)機(jī)功耗、引風(fēng)機(jī)功率消耗和鍋爐效率的影響，在電負(fù)荷300MW找到最佳的鍋爐運(yùn)行氧氣含量。

3.1煤粉細(xì)度的調(diào)整

在鍋爐處于全負(fù)荷運(yùn)行的情況下，保持其他相關(guān)參數(shù)不變，將煤粉細(xì)度R90從10%降低到8%，對(duì)鍋爐效率的影響見(jiàn)表1。

對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行調(diào)整之后，修正后鍋爐熱效率、鍋爐熱效率分別增加了0.1%、0.55%。在進(jìn)行鍋爐效率測(cè)試的過(guò)程中，R90取值為8%時(shí)，爐膛出口A 側(cè)表盤的氧量是3.41%，平均氧量是3.42%;R90取值為10%時(shí)，爐膛出口A 側(cè)表盤氧量、平均氧量分別為3.88%、3.7%。由此可見(jiàn)，在調(diào)整煤粉細(xì)度之后，該處氧量、平均氧量的降低值分別是0.47%、0.28%。結(jié)合變氧量工況燃燒調(diào)整試驗(yàn)得到的結(jié)果，可以計(jì)算出飛灰可燃物含量降低了0.8%左右，所以，在保持含氧量相同的條件下，對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行調(diào)整，飛灰可燃物含量大約下降了1%，調(diào)整之后的鍋爐熱效率提高值為0.37%。

3.2氧氣含量變化對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生的影響

和電廠中負(fù)責(zé)人達(dá)成一致后，當(dāng)無(wú)煙煤、精煤比例是6：4的情況下，燃燒器各層上的二次減振器擋板保持打開(kāi)，鍋爐熱效率試驗(yàn)在不同的氧氣水平下進(jìn)行。表2顯示了氧氣變化對(duì)鍋爐運(yùn)行效率的影響。

氧含量變化指的是過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效果的影響有消極、積極兩個(gè)方面。積極的影響是氧氣含量增加會(huì)使得煤粉的燃燒更加完全，可以減小粉煤灰中可燃物的含量;然而，消極的影響是提高氧氣含量會(huì)造成煙氣量提高，增加煙道氣的熱量損失與風(fēng)扇的功耗。

4.結(jié)語(yǔ)

本次試驗(yàn)結(jié)果顯示，爐膛出口A 側(cè)、B側(cè)的實(shí)際氧量為3.7%、3.5%，表盤氧量分別為3.45%、3.4%的條件下，鍋爐熱效率比較高，所以在電負(fù)荷300 MW的情況下運(yùn)行過(guò)程中，可將實(shí)際的平均氧量維持在3.6%～3.8%范圍內(nèi)，表盤氧量控制在3.45%～3.65%范圍內(nèi)。通過(guò)鍋爐運(yùn)行氧量、煤粉細(xì)度優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，確定最佳的運(yùn)行氧量、煤粉細(xì)度，從而起到節(jié)能的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]楊新榮.鍋爐運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)整[J].電力設(shè)備，2007，8（04）：73-76.

[2]王建勛，張競(jìng)飛，裴杰，徐則林，張艷輝，靳建魁.300MW空冷機(jī)組鍋爐運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)研究[J].電站系統(tǒng)工程，2017，33（01）：37-40.

[3]張楠.鍋爐運(yùn)行中防止結(jié)焦的優(yōu)化調(diào)整措施探討[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2016，35（05）：171-172.

[4]李偉.試分析鍋爐運(yùn)行中優(yōu)化調(diào)整降低煤耗[J].商，2015，28（07）：291-291.