熱電廠煤粉鍋爐優化改造

摘要：鶴煤熱電廠鍋爐設備是東方鍋爐廠生產的DG445/13.7-II1型超高壓、一次中間再熱、單汽包、自然循環、集中下降管、中間儲倉式熱風送粉四角噴射切圓燃燒系統的固態排渣煤粉爐；鍋爐爐膛為光管加焊扁鋼組成的膜式水冷壁，爐膛斷面尺寸為9584（寬）×8864（深），爐膛頂部、尾部豎井包墻及水平煙道包墻均為膜式壁包墻過熱器。額定主汽溫540℃，再熱氣溫540℃，主要保證向汽輪機提供合格參數的蒸汽。

關鍵詞：鍋爐主汽 再熱汽溫 技改 運行方式 優化

一、概述

2006年、2007年兩臺爐分別進行了調試和試運行，根據實際情況，兩臺爐都存在主汽溫達不到額定溫度的問題，且負荷越高，汽溫越低，機組在135MW負荷時，主汽溫度僅為480℃，而且由于爐溫較低，爐內燃燒情況很不穩定，經常發生一臺給粉機跳閘造成鍋爐滅火的情況，鍋爐效率很低，鍋爐無法維持額定出力運行，嚴重影響整個機組的經濟性。

二、鍋爐技術改造

經過一段時間的運行調整分析，造成主氣溫低和鍋爐燃燒不穩定的主要原因有：

A、原爐膛計算方法不完善，該爐的爐膛幾何形狀瘦長，h/dl（h——表征爐膛火焰中心至爐膛出口的高度，dl——爐膛截面當量直徑）高達2.44，超過常規值，造成爐膛出口煙溫偏低130℃。

B、水冷壁吸收爐膛輻射熱量過多，從而引起爐膛燃燒區爐溫降低，爐膛平均煙溫水平低，不能保證送入爐膛的煤粉迅速、完全的燃燒，主燃燒區燃燒紊亂，造成鍋爐容易滅火。為了解決鍋爐燃燒所存在的安全問題及提高汽溫，2007年1號、2號鍋爐分別進行了技術改造，主要有以下幾個方面：

1.主燃燒區位置水冷壁上敷設60mm厚度的衛燃帶（碳化硅材料），面積150?評，減少主燃燒區水冷壁吸熱量，提高該處爐膛溫度，保證了進入爐膛的煤粉迅速，充分的燃燒，減少煤粉的燃燒時間，雖然表面看水冷壁吸熱量減少，需投入更多的煤粉維持氣壓，但是實際上改造后煤粉能夠充分燃燒，等量的煤粉在改造后發熱量更高，有效降低排煙、機械、化學等各項損失，保證鍋爐安全燃燒的前提下，提高整個鍋爐效率。

2.過熱器主要分三種，輻射式（全大屏過熱器）、半輻射半對流（屏式過熱器）、對流式（一級高溫過熱器），考慮到影響汽溫大的受熱面為對流式過熱器，也即一級高溫過熱器，其布置于折焰角上部，順流布置，共104片，橫向節距為90mm，由2根管子繞成，管子規格為直徑38×5，爐內材質為12Cr2MoWVTiB，其余為12Cr1MoVG，改造后鍋爐一級高溫過熱器增加4排管圈，增加受熱面積386.6?評（1號爐增加過熱器材質為12Cr2MoWVTiB，2號爐材質為SA-213T91）。

3.所有一次風噴口改造向上傾斜12°角，使火焰中心位置適當上揚，增加過熱器、再熱器吸熱量，提高主汽溫及再熱氣溫。

4.熱電廠所用燃油為0號輕柴油，改造前鍋爐油槍容量按30％-MCR輸入熱量設計，布置有兩層共8只簡單機械霧化油槍，設計單只出力1200kg/h，鍋爐冷態啟動時，由于爐膛溫度低及油槍霧化和配風問題，燃油無法充分燃燒，燃燒效率很低，浪費了大量柴油。為此，2008年對兩臺鍋爐進行微油點火裝置改造，改造后油槍容量為17％-MCR，單只油槍出力600Kg/h，同時下層一次風口中共布置4個出力為180-300 Kg/h的微油點火裝置，冷態啟動時燃油燃盡程度明顯好轉，每年可節省助燃油400噸以上，節油率達40%。

三、鍋爐運行方式優化

1.配風方式

試運期間，一兩次風配比方式不合理，一次風所占比率過大，進入爐膛的煤粉著火需要的熱量增加，造成煤粉著火延遲，同時二次風無法及時足量的混入煤粉氣流，也不利于煤粉燃燒，危及鍋爐燃燒安全。另外，為提高汽溫，二次風配比采用上、中、下逐層遞增，人為提高火焰中心位置，造成鍋爐各方面損失增加。

優化調整后，減少一次風比率，增大二次風比率，保證二次風能及時充分混入，同時二次風配比采用上、下層高，中間稍低的方式，控制火焰中心位置在主燃燒區附近，穩定鍋爐燃燒，降低各項燃燒損失。

2.給粉機運行方式

鍋爐試運期間給粉機下粉插板采用的是節流運行方式，給粉機運行時轉速較高，尤其在高負荷時，用粉量大，給粉機高速運轉，但此時下粉量和給粉機轉速以不成比例，給粉量極不穩定，造成鍋爐燃燒不穩。后來，在聘請專家的指點下，全開下粉插班，靠煤粉自身流動性均勻的經給粉機向爐膛供粉，有效提高燃燒的穩定性。

3.過量空氣系數

由于試運期間為提高汽溫，采用大風量的燃燒方式，鍋爐各項損失很大，經濟性不高，隨著試運結束及隨后正常運行中不斷摸索，逐步總結出高低負荷情況下煙氣含氧量的控制范圍，低負荷4%-6%，高負荷3%-5%，提高鍋爐效率。

4.加強吹灰打焦及設備維護

為提高鍋爐效率，必須保證鍋爐受熱面的清潔，這就要求及時清理受熱面積灰和結焦，為此，制定出制度，把這些工作都規范到正常運行工作中去。同時，對于設備缺陷，做到及時發現、及時匯報、及時處理，保證設備的完好備用率，盡可能提高鍋爐的經濟性。

四、結束語

通過對熱電廠鍋爐的一系列技術改造和運行方式優化調整，主、再熱汽溫均能達到額定值540℃，提高了蒸汽初參數，進而影響汽輪機汽耗降低，一般主汽溫提高10℃，汽耗降低1.3%-1.5%，排煙溫度也降至136℃，各項參數達到了設計值；改造后機組可以在135MW額定負荷下安全經濟運行；機組發電煤耗由345g/kwh降至330g/kwh，下降15g/kwh，每年可以節約標煤約28500噸，節約資金約1960萬元。鍋爐燃燒穩定，滅火次數大幅下降，兩臺機組均做到了安全經濟運行，降低了煤耗，提高了機組效率，給熱電廠帶來了可觀的經濟效益， 增強了在電力市場的競爭力。

參考文獻：

[1]白國亮，鍋爐設備運行。北京：中國電力出版社

[2]王飛，鶴煤熱電廠鍋爐運行規程

[3]黃新元，電站鍋爐運行與燃燒調整。北京：中國電力出版社