古交電廠4號爐變氧量燃燒試驗

邢如春

古交電廠4號爐變氧量燃燒試驗

邢如春

(山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 古交 030206)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家對燃煤發(fā)電機(jī)組環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性提出了更高更嚴(yán)的要求，以及“上大壓小”政策的推廣，我國單臺燃煤發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量600 MW已成為主流。而隨著裝機(jī)容量的增大，對機(jī)組的安全運行也提出更高要求。鍋爐的穩(wěn)定燃燒是火電機(jī)組安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，本文通過古交電廠二期2×600 MW的4號爐3種負(fù)荷分別對應(yīng)的空預(yù)器入口氧量為實驗工況，對數(shù)據(jù)提出分析意見，為正常安全經(jīng)濟(jì)運行提供參考，并可為機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運行及調(diào)整提供科學(xué)理論數(shù)據(jù)和操作建議。

燃燒;變氧量;控制;風(fēng)量;試驗

1 古交電廠二期鍋爐概述

山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司二期2×600 MW鍋爐型號為HG－2000/25.4—YM12型，其形式為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、∏型布置，緊身封閉。使用30只低N0x軸向旋流燃燒器采用前后墻布置、對沖燃燒，6臺HP1003/Dyn中速磨煤機(jī)配正壓直吹制粉系統(tǒng)。

鍋爐以最大連續(xù)出力工況(BMCR)為設(shè)計參數(shù)。在任何5臺磨煤機(jī)運行時，鍋爐能長期帶BMCR負(fù)荷運行。鍋爐容量及主要參數(shù)如下：

過熱蒸汽：最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)2 000 t/h

額定蒸發(fā)量(BRL)：1 863.6 t/h

額定 蒸 汽 壓力 (BMCR/BRL)：25.4/25.23 MPa·g

額定蒸汽溫度：571℃

再熱蒸汽：蒸汽流量(BMCR/BRL)1 635.2/1 522.5 t/h

進(jìn)口/出口蒸汽壓力 (BMCR)：4.633/4.443 MPa·g

進(jìn)口/出 口 蒸 汽 壓 力 (BRL)：4.312/4.135 MPa·g

進(jìn)口/出口蒸汽溫度(BMCR)：321.3/569 ℃

進(jìn)口/出口蒸汽溫度(BRL)：313.7/569 ℃

1)壓力單位中“g”表示表壓，“A”表示絕對壓。

2)鍋爐BRL工況對應(yīng)于汽機(jī)TRL工況、鍋爐BMCR工況對應(yīng)于汽機(jī)VWO工況。

2 變氧量調(diào)整試驗結(jié)果和氧量－負(fù)荷關(guān)系曲線

送入鍋爐內(nèi)空氣量的多少主要影響鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性、蒸汽溫度和NOx排放量。送入爐內(nèi)的空氣量過多，剩余氧量過大，會增加鍋爐排煙熱損失;同時，會增大NOx的排放量;過小又會增加鍋爐未完全燃燒熱損失。因此，送入爐內(nèi)的空氣量有合理的范圍，當(dāng)爐內(nèi)空氣量在合理的范圍內(nèi)時，鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性都較好。

2.1 600 MW變氧量試驗結(jié)果

600 MW時，改變送風(fēng)量，分別在空預(yù)器入口氧量分別在3.0%、3.6%和4.45%時進(jìn)行。變氧量試驗結(jié)果見表1。

從表1可知，空氣預(yù)熱器入口平均氧量從4.45%降到3.6%時，排煙熱損失 q2從6.135 7%下降至5.857 8%，固體不完全燃燒熱損失q4從1.10%上升至1.20%，鍋爐熱效率從92.61%升至92.72%;送風(fēng)機(jī)總電流下降4.52 A，引風(fēng)機(jī)總電流下降16.7 A;再熱蒸汽減溫水量從19.9 t/h關(guān)至0 t/h，再熱蒸汽溫度從 571.8/571.7 ℃降至554.1/571.6 ℃，主蒸汽溫度從568/570℃降至559/571℃。空氣預(yù)熱器入口平均氧量從3.6%降到3.0%時，排煙熱損失 q2從5.857 8%下降至5.685 1%，固體不完全燃燒熱損失q4從1.20%上升至1.35%，鍋爐熱效率沒有變化，仍為92.72%;送風(fēng)機(jī)總電流下降3.4 A，引風(fēng)機(jī)總電流下降11.1 A;再熱蒸汽溫度從 554.1/571.6 ℃降至541.2/562.2℃，主蒸汽溫度從559/571℃降至557/571℃。從主、再熱蒸汽溫度和減溫水量變化情況可知，氧量下降后，爐內(nèi)吸熱增強(qiáng)，工質(zhì)蒸發(fā)段提前，垂直水冷壁壁溫上升，為維持中間點溫度和垂直水冷壁管壁溫度，必須提高給水流量，以使給水流量增大，但同時過熱器和再熱器吸熱量又不足，從而出現(xiàn)主、再熱蒸汽溫度達(dá)不到額定值的情況。從經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性角度來看，600 MW時，氧量控制在3.0% ～3.6%比較合適。

表1 600 MW變氧量試驗結(jié)果匯總表

2.2 450 MW變氧量試驗結(jié)果

450 MW時，改變送風(fēng)量，分別在空預(yù)器入口氧量分別在4.15%、4.55%和5.10%時進(jìn)行。變氧量試驗結(jié)果見表2。

表2 450 MW變氧量試驗結(jié)果匯總表

從表2可知，空氣預(yù)熱器入口平均氧量從5.10%降到4.55%時，排煙熱損失 q2從6.39%下降至6.22%，固體不完全燃燒熱損失q4從0.90%上升至0.97%，鍋爐熱效率從92.48%升至92.57%;送風(fēng)機(jī)總電流下降0.67 A，引風(fēng)機(jī)總電流下降7.5 A;再熱蒸汽減溫水量從14.7 t/h關(guān)至0 t/h，再熱蒸汽溫度從565.8/570.8 ℃變?yōu)?64.4/570.5 ℃;主蒸汽減溫水量從36.7 t/h減至20.7 t/h，主蒸汽溫度從維持在571/570℃。空氣預(yù)熱器入口平均氧量從4.55%降到4.15%時，排煙熱損失 q2從 6.22%下降至6.19%，固體不完全燃燒熱損失q4從0.97%上升至1.18%，鍋爐熱效率從92.57%降至92.40%;送風(fēng)機(jī)總電流下降1.03 A，引風(fēng)機(jī)總電流下降0.4 A;再熱蒸汽溫度從 564.4/570.5 ℃降至548.9/567.8 ℃;主蒸汽減溫水量從20.7t/h減至2.4 t/h，主蒸汽溫度從571/570℃降至569/568℃。由此，450 MW時，空氣預(yù)熱器入口平均氧量控制在4.55%比較合適。

2.3 300 MW氧量測試試驗結(jié)果

300 MW 時，由于送風(fēng)機(jī)開度分別為17.4%、17.8%，開度已較小，此時空氣預(yù)見熱器入口實測氧量分別為7.9%、6.5%，平均氧量已達(dá)7.2%，氧量較大，但為了保證送風(fēng)機(jī)安全運行，所以沒有進(jìn)行氧量調(diào)整，僅在該工況下進(jìn)行測試。測試試驗結(jié)果見表3。

表3 300 MW變氧量試驗結(jié)果匯總表

從表 3可知，300 MW 時，排煙熱損失 q2=7.04%，固體不完全燃燒熱損失q4=0.58%，鍋爐熱效率 ηb=92.04%。

3 氧量－負(fù)荷關(guān)系曲線

根據(jù)600 MW、450 MW變氧量試驗結(jié)果和300 MW氧量測試試驗結(jié)果可以得出氧量－負(fù)荷關(guān)系曲線見圖1，曲線對應(yīng)參數(shù)匯總表見表4。

圖1 氧量－負(fù)荷關(guān)系曲線

表4 氧量－負(fù)荷關(guān)系曲線對應(yīng)參數(shù)匯總表

4 小結(jié)

根據(jù)變氧量試驗結(jié)果可知，當(dāng)氧量調(diào)整至合適時，爐內(nèi)吸熱加強(qiáng)，工質(zhì)蒸發(fā)段提前，垂直水冷壁壁溫上升，為維持中間點溫度和垂直水冷壁管壁溫度，必須提高給水流量，以使給水流量增大，但同時過熱器和再熱器吸熱量又不足，從而出現(xiàn)主、再熱蒸汽溫度達(dá)不到額定值的情況。針對上述情況，對燃燒器和配風(fēng)方式進(jìn)行有針對性的調(diào)整，主要是為了弱化燃燒強(qiáng)度，減少爐膛吸熱量，改變爐內(nèi)和過、再熱器吸熱比例，降低垂直水冷壁壁溫，滿足正常的主、再熱蒸汽溫度。鍋爐燃燒調(diào)整是一個動態(tài)的過程，隨著內(nèi)擾和外擾的不斷變化，其最佳工況也是隨時變化的，這就對運行人員的技術(shù)水平提出了更高要求，以提高運行的穩(wěn)定性和可靠性。

No.4 Boiler of Gujiao Power Plant Combustion Test on Variable Oxygen

Xing Ru－chun

With the rapid development of our economy，the state puts forward higher and stricter requirement to coal－fired generating units environmental protection and economy，and the promotion of"replacing small units with large ones"policy，the 600 MW installed capacity of single coal fired generating unit in our country has become mainstream.The stable combustion of boiler is the basis of safe and stable operation in thermal power unit，this article through the three load of No.4 boiler of second stage of 2 ×600 MW in Gujiao power plant respectively corresponding to the air preheater entrance oxygen content as experimental condition，puts forward opinions on data analysis，provides reference for the normal，safe and economic operation，and can provide science theoretical data and operation suggestion for safe and economic operation and adjustment of the units.

Combustion;Variable oxygen content;Control;Air volume;Test

TD612

A

1672－0652(2012)01－0018－03

2011－11－12

邢如春(1981—)，男，山西平遙人，2004年畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué)校，助理工程師，主要從事電廠發(fā)電部集控運行工作(E －mail)35641171@qq.com