600 MW超臨界空冷機組鍋爐燃燒調(diào)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(chǎn)的HG-1930/25.4-HM2型超臨界壓力直流鍋爐，設(shè)計煤種為內(nèi)蒙古白音華褐煤。為掌握鍋爐運行特性、優(yōu)化鍋爐運行參數(shù)、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(yōu)化調(diào)整試驗。

　　1設(shè)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(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉、固態(tài)排渣煤粉爐。設(shè)計煤種為褐煤，設(shè)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(jié)構(gòu)組成，兩者由過渡水冷壁和混合集箱轉(zhuǎn)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(nèi)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(diào)節(jié)，同時在低再進口布置事故噴水作為事故狀態(tài)下調(diào)節(jié)手表1設(shè)計燃料特性參數(shù)設(shè)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(fā)分Vdaf/%47.9746.91收到基低位發(fā)熱量Qnet，/表2鍋爐主要設(shè)計參數(shù)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(jié)果段。鍋爐主要設(shè)計參數(shù)如表2所示。

　　鍋爐采用正壓冷一次風機直吹式制粉系統(tǒng)，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(cè)墻各布置1層燃盡風，前、后墻每層有5個風口，兩側(cè)墻每層有3個風口。煤粉燃燒器配風分為中心風、一次風、內(nèi)二次風和外二次風。內(nèi)、外二次風均為旋流，內(nèi)二次風風量通過手柄調(diào)節(jié)套筒位置進行調(diào)節(jié)，內(nèi)二次風旋流強度通過旋流器拉桿進行調(diào)節(jié)。外二次風通過調(diào)節(jié)葉片角度進行旋流強度調(diào)節(jié)。各層燃燒器總風量的調(diào)節(jié)通過風箱入口風門執(zhí)行器來實現(xiàn)。

　　2燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗及分析試驗期間煤質(zhì)穩(wěn)定，煤種接近設(shè)計煤種，設(shè)計煤粉細度為35%.調(diào)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(cè)2塊。鍋爐運行氧量取兩側(cè)氧量的平均值。氧量標定試驗共進和600MW負荷下進行，試驗結(jié)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(jié)果如所示?？梢奃CS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(diào)平試驗鍋爐一次風管道風速偏差過大將導致爐內(nèi)的熱負荷分布嚴重不均，導致爐膛結(jié)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(diào)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(nèi)空氣動力場造成很大影響，使爐內(nèi)熱負荷分布不均，對煤粉燃燒不利。

　　通過熱態(tài)一次風速調(diào)平，磨出口各一次風粉管道風速偏差均在5%以內(nèi)。

　　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(jié)果如所示?？梢婋S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(guān)系次著s進氧量對鍋爐效率影響試驗結(jié)果%/講菜備連煤粉細度與一次風量關(guān)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(guān)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(jié)果如所示?？梢婋S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(diào)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(jié)果如所示?？梢婋S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(shù)在設(shè)計值時，主燃燒器區(qū)域的過量空氣系數(shù)小于1，因此如果氧量過低，水冷壁容易產(chǎn)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(guī)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(diào)整試驗變?nèi)急M風量試驗在600MW負荷下進行3種工況試驗，試驗結(jié)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(zhuǎn)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(shù)（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(huán)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(shù)措施?，F(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2012，40（5）：38-39.唐權(quán)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(shù)，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(tǒng)的MATLAB仿真。東北電力技術(shù)，2006，袁俊文（1982―），男，碩士，助理工程師，主要從事電力熱工調(diào)試和鍋爐燃燒優(yōu)化方面的工作。

　?。?014-04（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(nèi)介質(zhì)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(jié)束語本文針對某電廠600MW空冷機組進行了燃燒優(yōu)化試驗研究。調(diào)整前鍋爐熱效率為92.7%，通過燃燒調(diào)整，鍋爐熱效率提高0.45個百分點，調(diào)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(wěn)定。