關(guān)于電廠燃煤鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整方案及技術(shù)的研究

國家能源集團(tuán)荊門發(fā)電有限公司 湖北 荊門 448000

引言

煤電廠對沖燃燒鍋爐由于不知方式和燃燒器結(jié)構(gòu)的限制造成燃燒波動性大，而且經(jīng)常會出現(xiàn)一氧化碳濃度較高的問題。燃燒效率低造成機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行情況下爐膛氧量分布不均，結(jié)渣嚴(yán)重，水冷凝需求用水量增大，運(yùn)行成本增加的問題。為了提高鍋爐燃燒效率，降低運(yùn)行成本，對鍋爐燃燒參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整是十分必要的。

1 600MW機(jī)組對沖燃燒鍋爐運(yùn)行問題

600MW機(jī)組制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)，一次進(jìn)風(fēng)為直吹風(fēng)，磨煤機(jī)出口的輸送管對應(yīng)煤粉燃燒裝置。鍋爐在600MW負(fù)荷條件下，空氣預(yù)熱器入口同一側(cè)，隨著入口位置的不同，對應(yīng)的側(cè)氧量也不同。隨著側(cè)氧量的增大，產(chǎn)生的一氧化碳濃度隨之減小。將空氣預(yù)熱器入口兩側(cè)的氧量濃度進(jìn)行檢測和對比，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)的氧濃度有明顯的差異，一側(cè)氧氣濃度比另一側(cè)氧氣濃度偏高，并且側(cè)氧濃度較低的一側(cè)飛灰可燃物濃度明顯偏高。對機(jī)組歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)該機(jī)組在高負(fù)荷運(yùn)行情況下存在較大的燃燒偏差。表現(xiàn)為空預(yù)器一側(cè)氧量明顯偏高，而且飛灰可燃物濃度和一氧化碳濃度偏高。同時，空預(yù)器兩側(cè)出口過熱蒸汽的氣溫存在較大偏差。另外，鍋爐配煤摻燒的方式不固定，造成燃燒波動性大，導(dǎo)致產(chǎn)生的灰渣可燃物在不同的時間段內(nèi)有很大的差別。調(diào)整機(jī)組在中度負(fù)荷條件下運(yùn)行，檢測到空預(yù)器出口處的一氧化碳濃度較小，此時產(chǎn)生的灰渣可燃物濃度比機(jī)組在高負(fù)荷運(yùn)行條件下產(chǎn)生的灰渣可燃物濃度高[1]。

2 600MW機(jī)組燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)分析

對煤質(zhì)熱量和煤質(zhì)組分含量進(jìn)行檢測，結(jié)果如下：高硫煤的熱值4800～5500kJ/kg；揮發(fā)份15%～25%；硫份1.5%～2.5%；灰份25%～30%。優(yōu)質(zhì)煤的熱值6000kJ/kg；揮發(fā)份39%；硫份0.6%；灰份8%。

配煤摻燒方式調(diào)整：在配煤方式中摻入了高熱值不易磨的煤種，在燃燒的過程中采用中上層入煤的方式，在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行條件下在配方方式固定的情況下得到的飛灰可燃物濃度不同。如果通過上層燃燒器進(jìn)入爐膛，則飛灰可燃物含量比通過中層燃燒器進(jìn)入爐膛的飛灰可燃物含量高。除了煤種自身特性的原因以外，還可能是磨煤機(jī)粉量分布情況或者配風(fēng)方式不同導(dǎo)致[2]。

煤粉細(xì)度調(diào)整：確保磨煤機(jī)運(yùn)行負(fù)荷不變，對磨煤機(jī)磨粉細(xì)度和磨粉量進(jìn)行試驗(yàn)，查看煤粉細(xì)度是否出現(xiàn)偏差。對不同位置燃燒器粉管進(jìn)行取粉，發(fā)現(xiàn)不同位置的燃燒器取粉量不同，對應(yīng)磨煤機(jī)粉管粉量也有差異。根據(jù)不同位置燃燒器粉管取粉量不同，對磨煤機(jī)運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，使磨煤機(jī)制粉量盡可能保持一致。在磨煤機(jī)出粉量一定的條件下，對磨煤機(jī)分離器擋板進(jìn)行調(diào)整，然后觀察調(diào)整后的煤粉細(xì)度是否出現(xiàn)變化。檢測得到煤粉細(xì)度R90在分離器擋板調(diào)整前后發(fā)生變化。調(diào)整分離器擋板的開度后，煤粉細(xì)度從27%下降到14%。因此，可通過調(diào)整分離器擋板開度改善煤粉細(xì)度和均勻度。

配風(fēng)方式調(diào)整：在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行條件下，空預(yù)器兩側(cè)出口過熱蒸汽存在汽溫偏差較大的問題。通過對主燃區(qū)配風(fēng)方式進(jìn)行調(diào)整來解決上述問題。根據(jù)磨煤機(jī)制粉量情況，對主燃區(qū)進(jìn)行二次風(fēng)調(diào)整，同時對燃盡風(fēng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)燃燒器噴嘴開度，以調(diào)整側(cè)氧量，及時觀察空預(yù)器側(cè)出口汽溫變化情況，直到汽溫偏差恢復(fù)到合理值。在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行條件下，逐漸提高一側(cè)氧量，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)氣溫偏差值減小。但是發(fā)現(xiàn)過熱器減溫水量溫度仍舊較高，對燃盡風(fēng)進(jìn)行調(diào)整，保證側(cè)氧量盡量相同的情況下兩側(cè)氣溫偏差值在合理范圍內(nèi)。此外，通過調(diào)整配風(fēng)方式，對機(jī)組運(yùn)行中一氧化碳濃度偏高的情況進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整機(jī)組空氣預(yù)熱器進(jìn)口氧量和一氧化碳濃度，解決了鍋爐兩側(cè)燃燒不均衡以及空預(yù)器進(jìn)口氧氣分布不均勻的問題。

氧量調(diào)整：氧量是鍋爐燃燒效率的重要影響因素。運(yùn)行氧量變化情況很關(guān)鍵。如果氧量過高，會增加排煙熱損失，使氮氧化物濃度升高，不利于減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。如果氧量過低，會導(dǎo)致不完全燃燒，造成熱能損失。因此通過調(diào)整氧量來優(yōu)化鍋爐燃燒效率，兼顧到環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。在一定范圍內(nèi)適當(dāng)提高氧量，爐膛火焰中心位置上移，煙氣生成量增加，再熱器冷水量增加。氧量提高會使飛灰可燃物含量降低，但超過氧量一定值后反而會增加飛灰可燃物含量?？赡艿脑蚴请S著氧量的不斷增加，停留在鍋爐內(nèi)的煤粉數(shù)量減少，停留時間縮短，過短的時間反而不利于煤粉充分燃燒。根據(jù)氧量調(diào)整試驗(yàn)的結(jié)果，在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行條件下，空預(yù)器進(jìn)口氧量在2.8%左右可得到較好的燃燒效果。嚴(yán)格控制高負(fù)荷情況下空預(yù)器出口含氧量2.8%以下運(yùn)行不得超過10分鐘，2.5%以下運(yùn)行不得超過三分鐘[3]。

3 結(jié)束語

在相同的運(yùn)行負(fù)荷條件下，不同時間段內(nèi)的飛灰可燃物濃度波動較大，可能是由于上煤方式具有隨機(jī)性，這樣就很難使磨煤機(jī)和燃燒需求匹配起來。因此當(dāng)配煤摻燒的過程中遇到煤質(zhì)特性差異較大的情況時應(yīng)采用固定磨煤上煤的方式，保持煤粉量。通過對分離器擋板開度進(jìn)行調(diào)整保持煤粉細(xì)度均勻度。對爐膛主燃燒區(qū)二次風(fēng)、燃盡風(fēng)以及燃燒器噴嘴開度進(jìn)行調(diào)整，使配風(fēng)方式滿足機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行的需求，使兩側(cè)汽溫偏差降低在合理范圍內(nèi)。調(diào)整過熱器減溫水量，降低壁溫，防止屏式過熱器水冷壁管結(jié)垢。對鍋爐運(yùn)行氧量和一氧化碳濃度進(jìn)行調(diào)整，保持氧量分布均勻，一氧化碳濃度降低，解決鍋爐兩側(cè)燃燒偏差過大的問題。