1、大型燃煤发电机组风烟系统的经济运行王维海（华能德州电厂山东德州253024）摘要：介绍了华能德州电厂#6机组风烟系统的配置情况，从设备检修维护、运行方式调整的角度分析了影响其经济运行的因素，提出了风烟系统节能降耗的运行技术措施。关键词：风烟系统；漏风率；配风；排烟损失；经济运行0 引言在火力发电厂的生产运行中，风烟系统是必不可少的重要辅助系统。风烟系统耗电量一般占到单元机组所有辅机设备总耗电量的2535，风烟系统运行方式对灰渣含碳量及排烟温度高低影响很大，可以说，风烟系统的经济运行能够直接影响到锅炉乃至整台机组的运行效率。因此，对风烟系统系统进行经济运行研究，是发电厂降低发电成本，实现节能降耗
2、的一项十分重要的任务。1华能德州电厂#6机组设备简介华能德州电厂#6机组（700MW）是山东电网单机容量最大的两台火力发电机组之一，锅炉为德国巴布考克（BABCOCK）公司制造的亚临界参数自然循环汽包炉，风烟系统（如图1所示）配有两台BABCOCK32VNT2060型号三分仓回转式空预器、两台BABCOCKFAF30.15.1型号动叶可调轴流式送风机、两台BABCOCK 14144Z/2360型号入口静叶调节双吸离心式引风机、两台BABCOCK14144BA/1416型号入口静叶调节离心式一次风机。锅炉燃烧器喷口采用前后墙错列布置（如图2所示），风粉混合物吹入炉膛对冲燃烧。华能德州电厂#6机组
3、投产运行几年来，技术人员不断挖掘设备节能潜力，在风烟系统经济运行调整上积累了一些有益经验，主要包括：降低空预器漏风率和风机电耗、合理选择锅炉燃烧配风方式、减少锅炉排烟损失等等。 图1风烟系统简图图2锅炉燃烧器配风口设置2 风烟系统的经济运行措施 2.1优化运行调整，加强设备治理，降低风机电耗风烟系统是火电机组主要耗电用户之一，送风机、引风机、一次风机耗电量占单元机组全部辅机耗电量的2535左右，因此，深挖风机节电潜力，减少风烟系统辅机耗电量，可以有效降低机组厂用电率。 减少二次风挡板节流损失，降低送风机电耗#6机组送风机为定速、电机驱动轴流式动叶可调送风机，由于DCS内部原设计二次风压偏高，低
4、负荷时二次风挡板节流较大，增加了送风机电耗。对此，结合锅炉燃烧情况，技术人员将各燃烧器二次风口手动调节挡板由原50开度增大到80100开度，同时修正了DCS内部二次风压曲线，将满负荷时，二次风压2.5千帕降为1.85千帕1，使运行中二次风电动挡板开度由3040增大到60以上，减少了二次风挡板节流带来的厂用电损耗。 加强空预器漏风及积灰治理，减少漏风损失，降低空预器通流阻力#6机组投产初期，存在着空预器漏风率大，蓄热片积灰严重的缺陷。实测漏风率高达1016，远高于6的初始设计值。同时由于空预器吹灰器运行异常，造成部分蓄热片损坏、腐蚀、积灰2，致使机组满负荷时空预器烟侧压差一度高达2.42.5千帕
5、，远高于设计值1.2千帕。这些原因导致风机电耗大大增加。对此，在机组检修期间，将空预器密封装置加以更换、调整，替换了已腐蚀损坏的蓄热片，使检修后空预器漏风率降低到2.54左右；同时，将空预器蒸汽吹灰取消，增加了乙炔脉冲吹灰装置，优化了吹灰运行方式，使空预器运行积灰情况得到控制，烟侧压差可以长期维持在1.2千帕以下，有效降低了空预器的通流阻力。这些措施执行后，各大风机出力明显降低，减少了电耗损失。2.2 合理选择锅炉燃烧配风方式，降低灰渣含碳量 在锅炉各项热损失中，固体未完全燃烧热损失所占的比例较大，而固体未完全燃烧热损失的大小主要取决于灰渣中的含碳量。影响灰渣含碳量的因素很多，选择合理的二次风
6、配比方式，维持经济氧量是降低灰渣含碳量的一个重要手段。由于#6炉膛设计了过多卫燃带的原因，德州电厂#6锅炉投运后存在较为严重的结焦问题，为减轻锅炉结焦，同时降低灰渣含碳量，提高锅炉效率，运行部门分别进行了“正塔型”、“倒塔型”和“腰鼓型”3的配风试验。结果表明，对于燃用煤种为贫煤的#6炉，“倒塔型”和“腰鼓型”配风方式的着火稳定性较好，但中部燃烧区结焦较重，运行中经常落大焦，严重威胁锅炉安全运行；采用“正塔型”的配风方式，能够托起颗粒较粗的煤粉，防止煤粉离析，有效降低灰渣含碳量，但上部燃烧区仍有较大结焦。结合#6炉卫燃带改造情况和实际结焦特点4，运行部门采取了类似于“正塔型”的“凸”型二次风配
7、风方式，即锅炉正常运行中投入的下部四层燃烧器，控制二次风量/煤粉量5/1的配风比例，上部备用燃烧器层及过燃风区二次风量控制在2 0Kg/s，根据负荷情况控制不同的过量空气系数，使锅炉在经济氧量下运行（如表1所示）。实践证明，这样的配风、氧量控制方式，减轻了#6炉膛内还原性气氛，降低了炉膛温度，燃烧器水冷壁结焦严重的状况得以缓解，同时飞灰含碳量能够控制在3左右，在保证锅炉运行安全的前提下提高了锅炉效率。表1：机组负荷和氧量关系负荷（MW）400-450450-500500-550550-600600氧量（%）5.0-5.54.5-5.04.0-4.53.5-4.03.0-3.52.3引风机偏置运
8、行，减少排烟损失排烟损失是电厂锅炉各项热损失中最大的一项，约占5-12。研究表明：排烟温度每增加1020，可使排烟损失增加1。因此，降低排烟温度是减少排烟损失的主要措施之一。对于锅炉的安全、经济运行来说，排烟温度并非越低越好，降低排烟温度受到空预器冷端受热面低温腐蚀的制约，根据#6机组设计要求：空预器冷端组合温度（空预器入口二次风温排烟温度）应大于150，以避免空预器冷端受热面的低温酸性腐蚀。因此，当空预器入口二次风温与排烟温度之和低于150时，就需要投入送风机入口的蒸汽暖风器，以提高空预器入口二次风温，使空预器冷端组合温度高于150。但机组运行中，A、B两侧排烟温度却有较大偏差，环境温度20
9、、满负荷时，B侧排烟温度可达到150以上，而A侧排烟温度却只有120130。环境温度20、400MW负荷时，A侧排烟温度甚至会低到110以下。这样的现象对运行调整非常不利：为避免A空预器的冷端受热面低温腐蚀，不得不投入A蒸汽暖风器以提高A侧空预器入口二次风温。辅助蒸汽消耗大，降低了锅炉效率。而与此同时，B侧排烟温度偏高，排烟损失相应增大。因此，采取措施均衡两侧排烟温度，既可减少A侧暖风器蒸汽消耗，又可有效降低B侧排烟损失。技术人员分析后认为，两侧排烟温差的产生，主要原因有5：锅炉设计、燃烧调整原因导致的锅炉运行偏烧；A、B空预器通流阻力不均，A侧通流阻力小，使A侧冷二次风流量大；A、B引风机电
10、动机功率不均衡，B引风机出力偏大，造成B侧烟气流量偏大。针对这些原因，运行部门为平衡两侧排烟温度进行了一系列调整：通过运行燃烧调整减缓锅炉偏烧，但此举对降低两侧排烟温差效果并不明显；关闭二次风道上的二次风联络挡板，加强B空预器吹灰，均衡两侧冷二次风流量；将A、B引风机静叶偏置由0设置为2.63，使A引风机静叶开度高于B引风机56，均衡两侧引风机出力。通过项措施，两侧排烟温差由30左右减小到趋于均衡，环境温度15以上时，A侧蒸汽暖风器即可停运，不再消耗辅助蒸汽，同时，B侧排烟温度也降低了10左右，减少了锅炉排烟损失。3结论和建议大型电站锅炉风烟系统的经济运行，直接关系到锅炉效率的高低和机组经济性
11、能的好坏。要实现风烟系统经济运行，应注意这样几方面：减少风、烟通道的节流损失，控制合理的过量空气系数。在满足燃烧条件下尽量减少送风量，以降低风机电耗；合理进行燃烧配风，根据煤种变化合理调整风、粉配合比例，及时调整风速和风量配比，避免煤粉气流冲墙，防止局部高温区域的出现，减少结渣发生，降低固体不完全燃烧损失；加强空预器治理，减少漏风率，有利于风机电耗及排烟损失的降低；对存在偏烧的锅炉，可通过风烟系统运行方式调整，合理设置烟气偏流，降低排烟损失。风烟系统作为火力发电厂主要的辅机系统，挖掘其节能潜力主要应在加强运行管理和设备改造等方面采取措施，由于设备改造需要工期长，投资大，需要科学论证后在机组停机
12、检修期间完成。目前，德州电厂#6机组风烟系统仍旧存在一些节能潜力，有待论证后，利用适当的机会改造设备，调整运行方式后实现。主要是：引风机、一次风机为恒速运行离心式风机，机组60负荷时，风机静叶开度仅为4550，对于电网调峰机组来说，风机效率低，电耗偏大，因此，可以考虑将风机传动装置改为液力耦合器方式，通过液力耦合器实现风机变速调节，或改用高压变频电机，以降低风机电耗。为进一步降低排烟温度，同时避免空气预热器冷端受热面的低温腐蚀，空预器冷端受热面可采用新型耐腐蚀的搪瓷、陶瓷或玻璃等材料制作的蓄热片，当前采用引进技术制造的空预器冷端受热面，大多采用耐腐蚀的低合金钢材制造，并将底部框架制成可拆除式，不仅便利检修，更可减少冬季暖风器的使用，有效降低排烟温度。参考文献：1 郑福国、张雄. 浅析降低大型火力发电机组厂用电率的措施.电力设备. 2005.3.P68-70. 2 郑福国。炉膛负压异常波动原因分析与对策。电力安全技术。2006年第8卷第3期。. P16-18.3 樊泉桂，魏铁铮，王军.火电厂锅炉设备及运行.北京，中国电力出版社，2001.4 马东森，德巴660MW锅炉结焦原因初探。电站系统工程，2004年第5期，P51-52。
