1、300MW锅炉机组燃烧调整及优化孙见生（国电宣威发电有限责任公司发电部）摘要本文叙述了国电宣威发电有限责任公司锅炉运行中出现的问题，针对出现的问题进行了分析并采取了措施，对取得的成果进行分析总结。关键词 锅炉 燃烧 优化 调整一、 概述1、 锅炉简介：武锅 WGZ1025/18.24-4型锅炉为亚临界、一次中间再热、自然循环、固态排渣炉，设计燃烧劣质贫煤，实际运行中煤质较设计值还要差，其特点为低挥发份、低热值、高灰份。燃烧方式为水平浓淡、直流燃烧器四角布置，20 只一次风喷口分五层布置，制粉系统为正压冷一次风直吹式，配五台 HP863-C型中速磨煤机和 9224电子称重给煤机；油燃烧器为机械雾
2、化，油枪出力 1.6吨，12 只 3层布置，点火系统还配有烟台龙源电力技术有限公司生产的等离子点火器。2、 锅炉主要设计参数：锅炉最大蒸发量：1025t/h锅炉额定蒸发量：903t/h过热蒸汽压力：17.45Mpa过热蒸汽温度：541再热蒸汽进口压力：3.82 Mpa再热蒸汽出口压力：3.62 Mpa再热蒸汽进口温度：321.9 Mpa再热蒸汽出口温度：541给水温度：278冷风温度：23.3排烟温度：128.9炉膛容积热负荷：88kW/m 3炉膛截面热负荷： 4.3MW/m 2炉膛尺寸：13.76*13.3m锅炉效率：92.67%3、 锅炉煤种为宣威本地的劣质烟煤，主要特性如下表项 目 符
3、号 单 位 设计煤种 校核煤种 1 校核煤种 2全水分 Mt % 6.2 7.50 5.35分析基水分 Mad % 1.14 1.39 1.09灰分 Aar % 35.1 39.25 31.5挥发分 Vdaf % 27.96 28.82 26.11高位发热量 Qgr.ar MJ/kg 20.31 17.98 22.06低位发热量 Qnet.ar MJ/kg 19.54 17.58 21.42碳 Car % 49.91 44.16 55.29氢 Har % 3.03 2.97 2.9氧 Oar % 4.61 5.05 3.87氮 Nar % 0.87 0.83 0.79全硫 St.ar % 0.
4、38 0.31 0.41硫化铁硫 Sp.ar % 0.22 0.07 0.20硫酸盐硫 Ss.ar % 0.01 0.02 0.02有机硫 So.ar % 0.15 0.25 0.19可燃硫 Sc.ar % 0.28 0.24 0.30哈式可磨系数 HGI 86 90 86前苏可磨指数 BT 1.62 1.62 1.61磨损指数 AI mg/kg 11二氧化硅 SiO2 % 58.94 56.36 51.13三氧化二铝 Al2O3 % 22.43 18.9 25.31三氧化二铁 Fe2O3 % 8.97 12.16 11.86二氧化锰 MnO2 % 0.06 0.12 0.09二氧化钛 Tio
5、2 % 1.89 1.81 1.78氧化钾 K2O % 0.57 0.53 0.78氧化钠 Na2O % 0.16 0.06 0.10氧化钙 CaO % 3.25 3.08 3.01氧化镁 MgO % 1.04 1.41 0.97三氧化硫 SO3 % 0.75 1.29 1.564、 灰渣特性灰变形温度 DT 1240 1190 1250灰软化温度 ST 1320 1280 1380灰流动温度 FT 1390 1320 1410设计煤质特点为高灰分、中等发热 量、中等挥发分，有轻微结焦倾向，煤灰磨损严重等。二、 锅炉机组运行中存在的问题：1、 入炉煤与设计煤质相差太大，低位发热量一般在17Mj
6、/kg，较低时达 15Mj/kg以下，灰分较高时达 50%以上，高出设计值 15%以上，入炉煤煤质差，煤质变化大，锅炉燃烧的安全稳定性下降，锅炉灭火现象时有发生。2、 锅炉燃烧器区域有轻微结焦现象。3、 锅炉炉膛出口两侧烟温偏差大，烟气余旋明显。4、 磨煤机研磨部件、一次风管、等磨损严重。5、 屏式再热器局部有过热现象。6、 一次风机耗电率偏高，一次风管磨损严重，一次风机效率低。三、 措施及对策:1. 进行锅炉燃烧优化调整试验，包括冷态调整和热态调整试验。冷态调整包括一、二次风调平试验，热态优化调整在 300MW、270MW、200MW、150MW负荷下进行了四个工况的调整试验，调整的内容包括
7、炉膛/大风箱差压调整、一次风压调整、二次风量调整、配风方式调整、炉膛出口烟温偏差调整等项目。2. 冷态一二次风调平试验：锅炉机组在冷态工况下，调整配平二次风，保证燃烧器二次风喷口处各二次风速一致；调整一次风管上的双向可调缩孔，保证各台磨煤机四根一次风粉管风速一致，经反复精细调整使得A、B、C、D、E磨煤机一次风速最大相 对偏差均在 8%以内，基本消除一次风管的风速偏差。最后通过冷态空气动力场试验验证一、二次风速的调整效果，检验炉膛内部假象燃烧切圆形成情况。3. 热态一次风调整试验：由于煤质差，发电原煤耗率升高，运行中一次风压控制值偏高，一次风速较大，且空预器出口一次风压至磨煤机入口一次风压压降
8、为5kpa，磨煤机入口风门开度偏小，磨煤机入口风门节流损失较大。通过降低一次风母管压力，开大磨煤机入口风门开度，一次风差压降为 3kpa以下，控制一次风速在设计值附近。这样保证磨煤机的通风出力和干燥出力；通过降低一次风速，优化锅炉燃烧，充分保证了锅炉燃烧的安全稳定性，又有效地减轻了一次风管的磨损，同时消除了炉膛内部在燃烧后期因一次风速偏高所产生的烟气余旋，减小炉膛出口两侧烟温偏差和过热、再热汽温偏差，消除局部受热面的过热现象。调整试验前后工况对照表项目 试验前 试验后一次 风母管压力 kpa 12 9.5磨煤机入口风压 kpa 8.0 7.2磨煤机出口风压 kpa 1.8 1.8一次风速 m/
9、s 37 29磨煤机风门开度（%） 30 80磨煤机入口风门差压（kpa） 5 2.84. 一次风温度的调整试验，通过对入炉煤质的论证：入炉煤低位发热量较设计值降低 34Mkj、灰份升高1015、挥发份降低 10以上，论证了提高磨煤机出口控制温度的可行性，将原来磨煤机出口控制温度升高到 95105，降低了一次风率，改善燃烧器出口煤粉的着火和燃烧条件，优化锅炉燃烧，提高燃烧的安全稳定性，同时降低了一次风机厂用电率。调整试验前后工况对照表项目 试验前 试验后空预器出口一次风温 280 280磨煤机入口温度 190230 250270磨煤机出口温度（%） 7582 95105磨煤机冷风开度（%） 4
10、060 010磨煤机热风开度（%） 3040 7080一次风机风机厂用电率 0.68 0.675. 由于煤质变化较大，煤中杂质多，煤质的优劣直接影响了磨煤机的研磨部件的寿命。在运行中发现磨煤机中石子煤中夹杂着细煤粉，调整中发现，磨煤机在正常出力下，当石子煤量较大时，通过加大一次风量，提高一次风速，增加磨煤机通风量石子煤排放量仍没有减少趋势，说明石子煤排放量仅与煤质、磨煤机研磨部件有关；从磨煤机的磨辊、磨碗磨损情况看，其磨损较重，磨辊和衬板使用寿命缩短，当磨辊、磨碗间隙增大，煤粉变粗，通过及时更换磨辊、更新衬板，调整合理的磨辊、磨碗间隙保证煤粉细度，提高燃烧效率，并减少石子煤中夹杂煤粉量。 6.
11、 磨煤机运行方式的优化调整：由于煤中石块、木块、铁块等杂质较多，制粉系统运行不稳定，一次风粉管泄漏频繁，给煤机运行中常出现断煤、堵煤、给煤机故障跳闸、给煤机划皮带、皮带打滑等事件经常发生，磨煤机启动、停止切换非常频繁， 给锅炉燃烧稳定性增加了一些不利因素。针对以上情况，除严格控制煤质，加强燃料各环节过程管理外，还进行磨煤机检修控制，提高制粉系统可靠性，保证相邻磨煤机运行，避免隔层燃烧。7. 二次风量、炉膛差压及配风方式的调整：为保证锅炉燃烧的安全稳定性，采用了一些稳燃措施，由于灰份较高，锅炉存在结焦倾向，要减轻和消除结焦须从风量、配风方式上开辟途径，通过锅炉运行经验表明，只要控制炉膛出口两侧烟
12、温偏差在合适的范围内，就能有效的抑制锅炉结焦，减少锅炉冷灰斗的焦、渣量；在运行下面四台磨煤机时，炉膛热负荷明显偏高，结焦倾向较明显，焦渣主要黏结在燃烧器附近的炉墙上。二次风采用“束腰型”（即中间小，两头大）的配风方式，通过调整周界风、辅助风、燃尽风和控制大风箱差压，保证炉膛温度场、速度场均匀，降低燃烧器区域的热负荷，消除燃烧后期烟气余旋，降低两侧烟温偏差，能有效的改善炉膛结焦情况。原来的燃烧器摆角和小风门都是气动控制的，由于工作环境处于高温下，各小风门弹簧弹性系数发生变化，调节特性较差，燃烧器摆角卡涩、摆动不畅等制约了锅炉燃烧的优化调整，现燃烧器摆角改为电液执行器、小风门该为电动执行器，调节的
13、精度及可靠性明显提高。由于燃烧器磨损较严重，燃烧器弯头、浓淡分离挡板、燃烧 器喷口都出现不同程度的磨损，燃烧器摆角也存在上下不同步现象，部分小风门卡涩、机械部分动作不灵活，给锅炉燃烧的安全稳定运行留下了较大的隐患。因此，在锅炉停运期间加强了对燃烧器的检查消缺，确实提高设备可靠性，给锅炉优化运行提供了保障，为锅炉机组的稳发多供创造的坚实的基础。燃烧器特性数据名称 风比 风速 m/s 风温 风量 km3/h 阻力 kpa一次风 21.4 30.6 77 336.495 1110周界风 15.6 54.1 333 424.711 1110二次风 59 54.1 333 1606.278 1110漏风
14、 4 20 合计 100 2367.484 调整试验前后工况对照表运行#1、 2、3、4磨煤机 300MW工况项目 试验前 试验后燃烧器摆角 水平位 水平位AA层辅助风（%） 45 80AB层辅助风（%） 45 70BC层辅助风（%） 45 60CD层辅助风（%） 50 50DD层辅助风（%） 20 55DE层辅助风（%） 10 60EE层反切风（%） 50 80100EF层反切风（%） 50 80100A层燃料风（%） 90 50B层燃料风（%） 90 50C层燃料风（%） 90 50D层燃料风（%） 90 50炉膛/风箱差压(kpa) 0.75 0.91炉膛出口两侧烟温（） 700/600
15、 621/615氧量（） 4.2 3.5锅炉机组在低负荷时二次风量充裕，锅炉氧量自动修正值明显偏高，在 150MW时氧量自动设定值为6.17%，这 不仅增加了引风机、送风机的厂用电率，由于煤质差、煤 质变化较大，还给锅炉低负荷稳定运行带来一系列的安全隐患，通过降低氧量定值，优化燃烧，氧量降低 2.53.5%，保证了锅炉低机组低负荷燃烧的安全性和经济性。四、结论：通过对锅炉燃烧调整的优化，找出了锅炉设备及运行方式存在的问题，通过设备的治理改造，使锅炉燃烧维持在最佳工况，完善热工自动调节控制系统，减少了运行人员个体差异等因素对锅炉燃烧的影响。近年来通过运行方式优化及设备治理改造，锅炉机组运行稳定性及经济性大大提高，锅炉机组调峰运行能力也逐步增强，使深度调峰运行的可靠性提高，为 300MW机组长期安全稳定运行奠定了坚实的基础。
