600 MW超臨界空冷機組鍋爐燃燒調整試驗研究

　　某電廠2x600MW超臨界空冷機組鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠有限公司生產的HG-1930/25.4-HM2型超臨界壓力直流鍋爐，設計煤種為內蒙古白音華褐煤。為掌握鍋爐運行特性、優化鍋爐運行參數、提高鍋爐熱效率、降低機組能耗及NOx排放量，進行了鍋爐的燃燒優化調整試驗。

　　1設備概述鍋爐為一次中間再熱、單爐膛平衡通風、n型布置、前后墻對沖旋流燃燒方式、全鋼構架懸吊結構、緊身封閉、固態排渣煤粉爐。設計煤種為褐煤，設計燃料特性如表1所示。鍋爐爐膛四周為全焊式膜式水冷壁，由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁2種不同的結構組成，兩者由過渡水冷壁和混合集箱轉換連接。過熱器受熱面由四部分組成，第一部分為頂棚及后豎井煙道四壁及后豎井分隔墻；第二部分是布置在尾部豎井后煙道內的低溫過熱器；第三部分是位于爐膛上部的屏式過熱器；第四部分是位于折焰角上方的高溫過熱器。

　　過熱器的蒸汽溫度由燃料/給水比和兩級噴水減溫控制。再熱汽溫通過尾部煙氣擋板進行調節，同時在低再進口布置事故噴水作為事故狀態下調節手表1設計燃料特性參數設計煤種校核煤種收到基碳含量Ca/%40.2535.23收到基氫含量Ha/%3.282.69收到基氧含量/%9.748.65收到基氮含量N/%0.710.63收到基硫含量Sar/%0.430.68收到基灰分人%15.9919.12收到基水分Mar/%29.6033.00干燥無灰基揮發分Vdaf/%47.9746.91收到基低位發熱量Qnet，/表2鍋爐主要設計參數項別BMCRBRL過熱器出口流量/（fh-1）19301828.9再熱器出口流量/（fh-1）57.954.9過熱器二級噴水量/（fh-1）57.954.9過熱器出口壓力/MPa25.425.27再熱器出口壓力/MPa4.264.06過熱器出口蒸汽溫度/C571571再熱器出口蒸汽溫度/C569569給水溫度/C281.1277.6空氣預熱器出口一次風溫/C395393空氣預熱器出口二次風溫/C371370空氣預熱器進口煙溫/C416413空氣預熱器出口煙溫/C140138計算燃料消耗量/ /二5茺榷機1負說/MW排煙溫度標定試驗結果段。鍋爐主要設計參數如表2所示。

　　鍋爐采用正壓冷一次風機直吹式制粉系統，共配備7臺MPS225HP-n型中速磨煤機（6臺運行，1臺備用）。前后墻對沖布置35只低NOx軸向旋流燃燒器，前墻布置4層，后墻布置3層，每層布置5只。在煤粉燃燒器的上方前、后、兩側墻各布置1層燃盡風，前、后墻每層有5個風口，兩側墻每層有3個風口。煤粉燃燒器配風分為中心風、一次風、內二次風和外二次風。內、外二次風均為旋流，內二次風風量通過手柄調節套筒位置進行調節，內二次風旋流強度通過旋流器拉桿進行調節。外二次風通過調節葉片角度進行旋流強度調節。各層燃燒器總風量的調節通過風箱入口風門執行器來實現。

　　2燃燒優化調整試驗及分析試驗期間煤質穩定，煤種接近設計煤種，設計煤粉細度為35%.調整前鍋爐熱效率約為92.7%.試驗開始前，首先對氧量和排煙溫度進行標定。

　　2.1氧量和排煙溫度標定試驗省煤器出口裝有4塊氧量表，每側2塊。鍋爐運行氧量取兩側氧量的平均值。氧量標定試驗共進和600MW負荷下進行，試驗結果如所示。可見DCS顯示氧量比實測值偏小，DCS運行氧量比實測值平均偏低0.46個百分點。

　　排煙溫度標定試驗共進行了4種工況，試驗結果如所示。可見DCS顯示平均排煙溫度比實測平均值偏高，各工況下平均偏高3.8 2.2―次風調平試驗鍋爐一次風管道風速偏差過大將導致爐內的熱負荷分布嚴重不均，導致爐膛結焦或鍋爐水冷壁超溫。試驗期間，磨出力為60t/h，磨入口一次風量為120t/h，磨出口溫度為60C以上。調整前B、C、D磨出口一次風速偏差稍大，均在10%以上。

　　燃燒器風速偏差過大將給爐內空氣動力場造成很大影響，使爐內熱負荷分布不均，對煤粉燃燒不利。

　　通過熱態一次風速調平，磨出口各一次風粉管道風速偏差均在5%以內。

　　2.3磨分離器擋板特性及通風特性試驗磨分離器擋板特性試驗在D磨進行，試驗期間給煤量為60t/h，一次風量為120t/h，試驗結果如所示。可見隨著分離器擋板開度增大，煤粉逐漸變粗。當分離器擋板開度由50%增至70%時，煤粉細度及90由29.煤粉細度與分離器擋板開度關系次著s進氧量對鍋爐效率影響試驗結果%/講菜備連煤粉細度與一次風量關系燃盡風開度對鍋爐效率及NOx濃度影響31.03A.可見，隨著分離器擋板開度增大，煤粉逐漸變粗，但磨煤機電流逐漸下降。

　　磨煤機一次風量與煤粉細度關系試驗選擇在C磨進行，試驗期間給煤量為60t/h，分離器擋板開度為60%，試驗結果如所示。可見隨著一次風量的增加，煤粉逐漸變粗。當一次風量由110t/h增至130t/h時，煤粉細度及9.由35.給煤量為60t/h，一次風量為120t/h，分離器擋板開度為60%時，A、B、C、D、E、F、G磨煤粉細度如表3所示。

　　表3煤粉細度匯總磨煤機2.4最佳氧量調整試驗變氧量試驗在600MW負荷下進行3種工況試驗，鍋爐氧量分別控制在2.7%、3.1%和3.5%下運行，試驗結果如所示。可見隨氧量降低，鍋爐熱效率增大。當氧量由3.5%降至2.7%時，排煙熱損失由6. 357%降至6.045%，而固體未全燃燒熱損失由0.041%增至0.13%，排煙熱損失減小的幅度大于固體未全燃燒熱損失增大的幅度，因此當氧量由3.5%減至2.7%時，鍋爐熱效率提高0.25個百分點。另外，氧量為2.7%的送引風機廠用電率比氧量為3.5%時低0.086個百分點。由于燃燒器采用沿爐膛高度方向的分級燃燒方式，爐膛出口過量空氣系數在設計值時，主燃燒器區域的過量空氣系數小于1，因此如果氧量過低，水冷壁容易產生高溫腐蝕。綜合考慮水冷壁的安全性及鍋爐熱效率隨氧量的變化規律，額定負荷時鍋爐運行氧量應在3.0%左右，此時鍋爐熱效率為93.2%左右。2.5最佳燃盡風量調整試驗變燃盡風量試驗在600MW負荷下進行3種工況試驗，試驗結果如所示。可見在鍋爐氧量不變的條件下，隨著燃盡風量增加，鍋爐效率逐漸降低，鍋爐煙氣中NOx含量也逐漸降低。燃盡風擋板開度由50%增至100%時，鍋爐效率由93. 20%降至93.00%，煙氣NOx含量由431.9mg/Nm3降至331.3以8川以3（折算到6%02）。當燃盡風擋板開度為75%時，鍋爐效率為93.15%，煙氣NOx含量為385.1mg/Nm3.當燃盡風擋板開度由50%增至100%時，屏過出口壁溫平均值降低6.9°C，另外水冷壁出口壁溫（下轉第41頁）W￥。北京：中國電力出林文孚，胡燕。單元機組自動控制技術（第二版北京：中國電力出版社，2008.陳鴻偉，許振宇。鍋爐汽包水位影響因素分析。電站系王晉一。自然循環鍋爐汽包水位的變化及控制。東北電麻紅寶，浦龍海。鍋爐汽包水位測量誤差分析及技術措施。現代制造技術與裝備，2012，40（5）：38-39.唐權利，張仰恒，王偉。300MW鍋爐汽包水位保護動作分析及措施。東北電力技術，2012，33（3）：44-46.黎兵，李夔寧。汽包鍋爐串級三沖量給水控制系統的MATLAB仿真。東北電力技術，2006，袁俊文（1982―），男，碩士，助理工程師，主要從事電力熱工調試和鍋爐燃燒優化方面的工作。

　　（2014-04（上接第38頁）降低3.2°C.因此，增加燃盡風量，屏式過熱器附近煙溫明顯降低，當受熱面內介質溫度保持不變時，屏式過熱器壁溫將降低。綜合考慮鍋爐效率、NOx排放濃度和屏過壁溫，燃盡風擋板開度在75%左右最佳。

　　3結束語本文針對某電廠600MW空冷機組進行了燃燒優化試驗研究。調整前鍋爐熱效率為92.7%，通過燃燒調整，鍋爐熱效率提高0.45個百分點，調整后鍋爐熱效率在93.15%以上，機組能耗明顯降低，鍋爐運行穩定。