某電廠1號機組高負荷下二次風(fēng)運行優(yōu)化試驗研究

＊李鵬 駱宏飛 火鴻賓

（國能蚌埠發(fā)電有限公司 安徽 224000）

由于燃燒具有不穩(wěn)定性，電站在運行過程中，燃燒運行偏差難以避免[1]。為了減少燃燒偏差造成的鍋爐熱效率下降、腐蝕加劇、污染物排放值升高等問題，電廠通常會進行檢修或運行優(yōu)化，提高鍋爐熱效率[2-5]。本文是對某電廠1號630MW機組鍋爐進行燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗工作分析，可以為同行電廠運行工況優(yōu)化調(diào)整提供思路借鑒。

1.機組概況與問題分析

圖1～圖5給出了優(yōu)化運行前在620MW、450MW、310MW負荷下省煤器出口氧量和CO分布。其中，A1-6、B1-6分別代表鍋爐A側(cè)、B側(cè)從左至右的孔號次序。

圖1 優(yōu)化前620MW省煤器出口截面煙氣氧量分布

圖2 優(yōu)化前620MW省煤器出口截面CO濃度分布

圖3 優(yōu)化前450MW省煤器出口截面煙氣氧量分布

圖4 優(yōu)化前450MW省煤器出口截面CO濃度分布數(shù)據(jù)

圖5 優(yōu)化前310MW省煤器出口截面煙氣氧量分布

由圖5可知，在310MW低負荷運行下，氧量分布較為均勻。優(yōu)化運行前后，310MW省煤器出口截面出CO濃度均為0μL/L，表明此種工況負荷下，優(yōu)化運行要求并不迫切，因此下文將不再討論。

與此同時，在620MW、450MW兩種較高負荷工況下，省煤器出口氧量分布呈現(xiàn)兩側(cè)墻低、中間高的分布，A、B側(cè)氧量分布不均勻指數(shù)分別為37.7%、63.6%和18.7%、54.5%——氧量分布極不均勻；相應(yīng)的，CO排放濃度分布兩側(cè)高于中間區(qū)域，兩側(cè)CO濃度高達10000μL/L以上，平均值分別為6166μL/L和2852μL/L。未燃盡的CO隨煙氣排出，致使鍋爐熱效率分別下降了2.49%和1.25%。同時，側(cè)墻較高的CO濃度將加劇側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕問題。因此，高負荷運行工況優(yōu)化調(diào)整勢在必行。

2.燃燒系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整方案

（1）煤質(zhì)分析。表1給出了入廠的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)，其中，Mt、Mad分別代表煤中的全水及空氣干燥基水分含量；Aar表示收到基灰分含量；Vdaf代表煤的干燥無灰基中揮發(fā)分含量；St代表煤中硫含量；Qnet,ar表示收到基低位發(fā)熱量。

表1 入廠煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)

（2）風(fēng)量調(diào)整方法。為了提高氧量分布均勻性、降低中高負荷下CO濃度，對運行燃燒器（燃盡風(fēng)）拉桿、運行氧量、配風(fēng)方式等進行了詳盡調(diào)整，表2給出了不同負荷下的優(yōu)化調(diào)整工況表。其中，T01-03為不同負荷下原始工況對照組，T04-05為燃燒器外二次風(fēng)調(diào)整；T07-08為燃燒器內(nèi)二次風(fēng)調(diào)整；T09-10為燃盡風(fēng)綜合調(diào)整；T11-12為燃燒器內(nèi)外二次風(fēng)及燃盡風(fēng)綜合優(yōu)化后的工況。

表2 優(yōu)化調(diào)整工況表

3.優(yōu)化后運行監(jiān)測分析

（1）優(yōu)化效果分析。為了研究優(yōu)化效果，對運行優(yōu)化前的鍋爐高負荷運行工況數(shù)據(jù)進行了采集，如表3所示。從620MW、450MW兩個負荷下摸底試驗結(jié)果可以看出：兩個負荷下，A/B側(cè)主蒸汽溫度與再熱汽溫良好；再熱減溫水量分別為29.7t/h和3.0t/h，高負荷下再熱減溫水量偏高；高負荷下省煤器出口A/B側(cè)氧量分布偏差大，并且高負荷下氧量控制值過低；兩個負荷下，省煤器出口截面煙氣中CO排放濃度平均值分別為6166μL/L和2852μL/L，在中高負荷下CO排放濃度過高；高負荷工況下，修正后的排煙溫度平均值分別為140.5℃和131.8℃，修正后的鍋爐熱效率分別為91.63%、92.72%，爐效偏低，主要是CO熱損失過高。

表3 優(yōu)化前工況主要參數(shù)

根據(jù)摸底試驗結(jié)果，目前該機組主要存在以下問題需要進一步優(yōu)化：①中高負荷下氧量控制不合理并且分布均勻性差，導(dǎo)致CO濃度過高，需要進行配風(fēng)優(yōu)化，降低CO濃度；②高負荷下再熱減溫水量偏高。

為了探明運行優(yōu)化對參數(shù)的影響，表4給出了優(yōu)化后工況的詳細參數(shù)。經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整后，各負荷下氧量分布均勻，氧量分布不均勻指數(shù)均在22%以下；同時，580MW和450MW負荷下CO排放濃度分別從6166μL/L和2852μL/L下降至77μL/L和39μL/L，降幅明顯。同時，高負荷兩側(cè)CO濃度從10000μL/L下降至400μL/L以內(nèi)，可大幅緩解側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕問題[6]。

表4 優(yōu)化后工況主要參數(shù)

此外，高負荷下兩側(cè)汽溫良好，兩側(cè)氧量分布均勻。省煤器出口截面煙氣中CO排放濃度大幅降低。高負荷飛回可燃物含量比摸底工況降低了0.62%，灰渣可燃物含量較低。修正后的排煙溫度平均值分別為140.3℃和129.3℃，修正后的鍋爐熱效率分別為93.72%、94.04%，比摸底工況分別提高了2.09%、1.32%。電廠運行工況得到了較好的優(yōu)化，達到了預(yù)期的效果。

（2）優(yōu)化運行策略。目前總風(fēng)量控制曲線燃料主控上限值僅為253.37t/h，當(dāng)煤量高于該值后風(fēng)量不再增加，在高負荷下煤量可達到290t/h。在二次總風(fēng)量進行系數(shù)修正后建議按照表5～表6推薦氧量和總風(fēng)量進行控制。

表5 運行氧量推薦值

表6 總風(fēng)量控制曲線推薦值

在不同負荷下，燃燒熱負荷偏差分布不盡一致，在當(dāng)前條件下只能通過燃燒器和燃盡風(fēng)就地拉桿手動調(diào)節(jié)。鑒于此，未來可將燃盡風(fēng)拉桿改為程控，盤上運行人員可以根據(jù)當(dāng)前偏差進行實時調(diào)整，實現(xiàn)不同工況下氧量、汽溫、壁溫均勻分布。

4.結(jié)論

本文在電廠鍋爐運行參數(shù)測試的基礎(chǔ)上，著重對鍋爐中高負荷運行中關(guān)鍵可調(diào)節(jié)參數(shù)（運行氧量、總風(fēng)量）進行了優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化后測試結(jié)果表明：（1）優(yōu)化調(diào)整后，580MW、450MW兩個負荷下，A/B側(cè)主蒸汽溫度與再熱汽溫良好；高負荷下再熱減溫水量比摸底工況降低了25.6t/h。（2）CO濃度分別從6166μL/L和2852μL/L下降至77μL/L和39μL/L；優(yōu)化后的鍋爐熱效率分別提高了2.09%和1.32%。本次優(yōu)化試驗的成果可為電廠帶來可觀的長期效益，實現(xiàn)降本增效。