淺談600MW亞臨界鍋爐運行的優(yōu)化

高占平

（神華陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西 神木 719319）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是人民生活都需要大量的電力供應(yīng)。我國目前的電力供應(yīng)以燃煤形式的火力發(fā)電為主。雖然火力發(fā)電取得了很大成效，但是與國外先進(jìn)水平相比，仍相對落后，火電廠設(shè)備的運行效率還較低。而鍋爐作為火力發(fā)電廠中最為重要的設(shè)備之一，其運行一直存在著不少問題，表現(xiàn)在爐內(nèi)燃燒效率偏低，大渣含碳量偏高，水冷壁積渣嚴(yán)重，一次風(fēng)管和受熱面磨損嚴(yán)重，制粉系統(tǒng)出力不足、鍋爐排煙溫度高、廠用電率偏高等方面，因此，鍋爐運行過程中仍然面臨著許多需要優(yōu)化的地方。

1 背景概況

某電廠600MW亞臨界鍋爐自投產(chǎn)以來，存在著爐內(nèi)燃燒效率偏低，大渣含碳量偏高，水冷壁積渣嚴(yán)重，一次風(fēng)管和受熱面磨損嚴(yán)重，電除塵輸灰困難、廠用電率偏高等問題，嚴(yán)重制約機組出力，影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運行。

2 制粉系統(tǒng)優(yōu)化

由于煤炭市場原因，鍋爐燃燒煤種采用劣質(zhì)煙煤和本地洗中煤混合摻燒，摻燒熱值在3300kcal/kg左右，滿負(fù)荷需要360～390t/h煤，實際運行中要六臺磨煤機全出力運行，一旦有一臺出現(xiàn)故障就不能滿足滿負(fù)荷要求。設(shè)備長期處于高負(fù)荷運轉(zhuǎn)，加上磨損嚴(yán)重，可靠性、經(jīng)濟(jì)性及機組出力都受到很大影響。制粉系統(tǒng)優(yōu)化采取的措施主要有:

2.1 優(yōu)化煤場配煤

考慮煤質(zhì)發(fā)熱量、全水、硫分的搭配，同時考慮負(fù)荷調(diào)峰變化，采用分煤場存煤，同一煤場混合調(diào)整煤質(zhì)均勻，兩煤場同時上煤調(diào)整上煤水分、硫分的匹配兩次混合，按照機組負(fù)荷計劃調(diào)整入爐煤熱值，保證高峰煤質(zhì)相對較好。

2.2 磨煤機風(fēng)環(huán)改造

由于運行中一次風(fēng)管和磨煤機部件磨損嚴(yán)重、石子煤量大、灰重輸灰系統(tǒng)堵管頻繁，參照磨煤機出廠說明書的設(shè)計決定進(jìn)行磨煤機風(fēng)環(huán)間隙改造，將風(fēng)環(huán)間隙由原來的65mm改為90mm，使風(fēng)環(huán)面積增加38%，一次風(fēng)量一定的條件下磨煤機入口一次風(fēng)壓降低約1kPa，石子煤排放量由原來的2.5%左右增加至4%左右，輸灰空壓機由原先的六臺運行變?yōu)樗倪\兩備，設(shè)備磨損漏粉情況明顯改善。

表1 調(diào)整前后電耗變化情況

2.3 優(yōu)化制粉系統(tǒng)出力

首先在爐四角一次風(fēng)速調(diào)平的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制一次風(fēng)速在30m/s以內(nèi)，保證飛灰爐渣可燃物的前提下適當(dāng)放寬煤粉細(xì)度，增加制粉系統(tǒng)出力同時降低制粉電耗，有關(guān)結(jié)果見表1。

2.4 減少制粉系統(tǒng)冷風(fēng)摻入

適當(dāng)提高磨煤機出口溫度至90℃(設(shè)計77℃)，減少密封風(fēng)用量，減少冷風(fēng)摻入同時降低排煙損失。同時參照《電站鍋爐運行與燃燒調(diào)整》書中的指導(dǎo)結(jié)合該公司設(shè)備情況修改風(fēng)煤比曲線，同時在磨煤機大出力時(50～65t/h)提高一次風(fēng)母管壓力0.03kPa/t，使風(fēng)煤比調(diào)節(jié)更合理，調(diào)整后的結(jié)果見表2所示。

表2 優(yōu)化調(diào)整后風(fēng)煤比及一次風(fēng)量情況

3 鍋爐本體系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 嚴(yán)格控制燃燒風(fēng)量

二次風(fēng)量調(diào)整，控制過量空氣系數(shù)在1.15～1.25之間，氧量維持過大，增加受熱面磨損和風(fēng)機耗電，氧量維持太小又會帶來高溫腐蝕，優(yōu)化后控制在3.0%～4.2%之間運行。

3.2 噴燃器改造減少結(jié)渣

噴燃器結(jié)構(gòu)由垂直濃淡改為水平濃淡方式，利用爐膛切圓轉(zhuǎn)向減少火焰貼墻燃燒，更好地實現(xiàn)風(fēng)包粉燃燒，從而有效地減少了水冷壁結(jié)渣，提高了換熱效率，改造后爐膛掉焦明顯減少，沒有出現(xiàn)掉大焦情況，飛灰、爐渣取樣化驗也得到明顯改善，在不同負(fù)荷下飛灰和大渣含碳量見表3所示。

表3 在不同負(fù)荷下飛灰和大渣含碳量

3.3 優(yōu)化反切燃盡風(fēng)的調(diào)整

通過優(yōu)化燃盡風(fēng)的調(diào)整，OFA1、OFA2兩層燃盡風(fēng)在設(shè)計隨負(fù)荷升降開大、關(guān)小的基礎(chǔ)上，參照兩側(cè)煙溫變化和煤質(zhì)變化調(diào)整，低負(fù)荷時適當(dāng)關(guān)，高負(fù)荷適當(dāng)增大；煤質(zhì)變好適當(dāng)開大，煤質(zhì)差時根據(jù)爐膛溫度適當(dāng)關(guān)小。燃盡風(fēng)的調(diào)整同時使得再熱壁溫和過熱壁溫最大值有不同程度的減小。

3.4 想盡辦法減少鍋爐漏風(fēng)

減少鍋爐漏風(fēng)，主要是定期維護(hù)爐底水封和撈渣機水封的嚴(yán)密性，保證爐膛負(fù)壓不冒正前提下適當(dāng)降低爐膛負(fù)壓減少漏風(fēng)；空預(yù)漏風(fēng)通過間隙調(diào)整、密封片修復(fù)、降低一次風(fēng)母管風(fēng)壓、定期高壓水沖洗空氣預(yù)熱器，減少漏風(fēng)使空預(yù)漏風(fēng)維持在6%左右。

3.5 減少工質(zhì)損耗

利用機組檢修對系統(tǒng)內(nèi)漏閥門進(jìn)行研磨和更換，盡可能減少系統(tǒng)工質(zhì)損失；運行中根據(jù)燃用煤種的灰分、結(jié)焦性能等情況，以及煙氣阻力、減溫水大小、各部積灰情況，將每班多次吹灰次數(shù)，減少吹灰頻率，爐膛次數(shù)加多，再熱器和過熱器區(qū)域次數(shù)較少。

3.6 優(yōu)化機組啟停機操作

優(yōu)化機組啟停，減少燃油、除鹽水、廠用電、輔助蒸汽的消耗，主要有:采用輔汽提高啟動給水溫度減少啟動用油；串聯(lián)系統(tǒng)綜合沖洗滿足水質(zhì)要求前提下盡量減少用水；單側(cè)風(fēng)機、單臺泵啟動點火節(jié)約廠用電；合理安排啟動操作縮短啟動時間，控制燃燒率、升溫升壓速度、啟動期間合理安排系統(tǒng)沖洗換水等。

3.7 開展日常對標(biāo)管理，優(yōu)化機組效率通過對標(biāo)管理，查找降低鍋爐效率的各種因素，一一制定措施進(jìn)行調(diào)整。每日進(jìn)行能耗分析，找出不足之處立即加以改進(jìn)。如減溫水偏大分析低溫過熱器受熱面吸熱太多，準(zhǔn)備改造方案；低負(fù)荷再熱汽溫偏低，采取停運下層噴燃器調(diào)節(jié)；廠用電率偏高采用低負(fù)荷單電泵運行、優(yōu)化機組負(fù)荷分配等措施節(jié)能降耗。

4優(yōu)化效益分析

經(jīng)過一系列的改造調(diào)整，該公司鍋爐燃燒效率明顯提高，在實際煤種嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種的情況下，飛灰可燃物控制在0.5%左右，爐渣可燃物在1%左右 (依據(jù)煤炭地質(zhì)研究所測試報告)，鍋爐效率93.5%左右。廠用電率比調(diào)整前降低0.12%左右，平均節(jié)約廠用電2萬度/天。發(fā)電煤耗由調(diào)整前發(fā)電原煤耗667.25g/kwh變?yōu)檎{(diào)整后的662.46g/kwh，降低4.79g/kwh，折合標(biāo)煤約2.25g/kwh，按照每臺機組每年30億度發(fā)電量計算，每年節(jié)約標(biāo)煤約6750t。

結(jié)語

綜上所述，通過優(yōu)化調(diào)整后，困擾電廠運行的各個問題均已得到解決，鍋爐運行優(yōu)化后取得較佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，不僅機組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性也到了很大的改善，也為同類設(shè)備的運行優(yōu)化提供了可借鑒性經(jīng)驗參考。

[1]關(guān)志峰，杜學(xué)慧.淺析600MW亞臨界機組鍋爐的燃燒優(yōu)化[J].科技資訊，2011(15).

[2]張博.淺談600MW亞臨界鍋爐運行與燃燒調(diào)整[J].科學(xué)之友（下旬），2012(1).