300MW機組鍋爐運行優(yōu)化

摘要：為了提高鍋爐運行效率，通過分析影響鍋爐效率的主要因素、實際運行工況，提出了降低鍋爐煤耗的可行對策。

關鍵詞：鍋爐效率 運行方式 熱損失

某火電廠為2×300MW機組，鍋爐型號為WGZ1025/

18.44型，為單爐膛“Π”型布置，緊身封閉，高強螺栓連接，全鋼架懸吊結構，采用四角切向燃燒、擺動燃燒器調溫、固態(tài)排渣、平衡通風。配5臺MPS212HP-II中速磨煤機，正壓直吹式制粉系統。每角燃燒器為5層一次風噴口。采用固態(tài)連續(xù)干式排渣方式，干式排渣系統向爐膛的漏風率小于1%鍋爐總風量。鍋爐尾部采用選擇性催化還原脫硝工藝（SCR）。

影響鍋爐機組效率的因素中，排煙熱損失和機械未完全燃燒熱損失是最主要的部分，而排煙溫度、排煙量往往決定著排煙熱損失的多少，也就是說，排煙溫度每提高10℃，會相應增加0.6～1%的排煙熱損失。而影響排煙量的主導因素則是過剩空氣系數及燃料所含水分的多少。

1 影響排煙溫度和排煙量的主要因素及對策

1.1 漏風 漏風包括爐膛、制粉系統、煙道等部位漏風。實踐證明，爐膛漏風系數每增加0.1，排煙溫度將隨之增加3～8℃，排煙熱損失將增加0.2～0.4%。采取措施：保持爐膛負壓在50Pa左右，檢修期間對所有漏泄部位和預熱器漏風進行處理。

1.2 受熱面積灰和結渣

1.2.1 空預器堵灰。脫硝產生的硝酸鹽粘附預熱器換熱元件上，造成堵塞。采取措施：保持吹灰及停爐后的水沖洗。氨的投入量≤90kg/h，控制氨逃逸率。

1.2.2 爐膛和煙道的積灰和結渣。爐膛結渣原因主要有煤質與設計偏差大、爐膛燃燒區(qū)域熱負荷不均、火焰中心偏斜、氧量偏小、一次風速過高等。

采取措施：①在保證煤粉管道不沉積煤粉的前提下，盡可能減小一次風量。通過調整運行磨煤機風擋板。開度及調整一次風機偏置方式，使一次風壓降至8kPa。在負荷不變的情況下，一次風機電流可降低12A，運行磨煤機出口風速從32m/s放緩至25m/s，最終一次風量大概會降低100t/h。但由于不同的煤質，它們的著火特性的差別較大，且磨煤機的給煤量也是因素之一，不同工況所需的一次風量也就不同，主要控制磨煤機出口溫度55℃以上，出口風速22m/s即可。調整后一次風機耗電率降低0.25%，減輕了結焦情況。②在高負荷時增大爐內的過量空氣系數。保證爐膛出口氧量不低于3.5%。③通過縮腰型的配風方式將二次風分配至燃燒器各層，調節(jié)上、下層二次風擋板開度至30%，中部擋板開度調至15%（煤質良好的前提下可調至30%）。縮腰型配風能起到助燃的作用，可確保煤穩(wěn)定燃燒，并且能改善爐膛結焦的現象。因為中部二次風處在兩個一次風氣流之間，當二次風動量小時，一次風氣流對其的卷吸量小，負壓小，由上角來的主氣流造成的沖擊力也小，也就避免了中部一次風氣流嚴重偏轉導致結渣的問題。④基于煤質變化情況對熱風溫度進行適當調節(jié)。若煤質差，則熱風溫度須維持在300℃～320℃之間。在煤質良好的情況下，控制熱風溫度在260℃～280℃之間。⑤摻燒適量的灰熔點高的煤。⑥吹灰投入率應達到設計要求。

1.3 環(huán)境溫度 空預器傳熱溫差會隨著環(huán)境溫度的變動而不斷調整，并且季節(jié)變更，排煙溫度也會有所變動。參考鍋爐廠的運維經驗，環(huán)境溫度每升降10℃，鍋爐排煙溫度相應升高或降低7℃。

1.4 煤質 煤質是影響排煙溫度的最大因素，當入爐煤的煤質變差，最終導致排煙熱損失增大。采取措施：加強原煤的采購和儲備管理，執(zhí)行混配煤規(guī)定，控制原煤水分。

1.5 爐膛過剩空氣系數 爐膛過剩空氣系數過大，達不到經濟運行的效果。采取措施：合理控制氧量，氧量過小，可能造成鍋爐結焦積灰問題，造成排煙溫度高。氧量大造成排煙量增大，同樣導致排煙損失增大。

2 影響未完全燃燒熱損失的主要因素及對策

未完全燃燒熱損失包括化學不完全燃燒熱損失和機械不完全燃燒熱損失兩種，化學不完全燃燒熱損失較小，與煤的揮發(fā)分有關，一般不超過0.5%，當揮發(fā)分大于25%時，約為0.5%。機械不完全燃燒熱損失是僅次于排煙熱損失的一項熱損失，主要由灰渣中的可燃物和隨煙氣排出爐外飛灰中的可燃物組成。

2.1 未完全燃燒熱損失原因

未完全燃燒熱損失原因主要由原煤水分高、原煤灰分高、原煤揮發(fā)分低、氧量偏差大、熱風溫度偏低、爐膛溫度和燃燒器噴口的溫度分布不均及一次風速偏高。

2.2 采取的措施

2.2.1 磨煤機出口溫度控制在65℃以內。為提高煤粉的燃燒率，頂部二次風送風量可酌情增加。

2.2.2 煤粉著火點與一次風噴口出口之間的最小距離為500mm，最大不超過800mm。調節(jié)磨煤機入口風擋板開度時，須綜合考慮煤粉著火、回火情況及一次風速。調整風壓僅僅是一個參考的方面，不能起決定性作用。煤爐運行階段，一次風溫應適當提高，但一次風壓不宜過高。應該使著火點提前，確保煤粉、空氣的良好混合。煤粉著火及燃燒狀態(tài)同時也取決于一、二次風的混合特性。二次風送風時間提前，會延遲著火，若送風不及時，煤粉著火后會出現缺氧的現象。鑒于此，在煤爐運行過程中，應參考負荷的大小對爐膛和風箱之間的壓力差以及各層二次風配比進行合理調整，以確保二次風送風時機恰當。

2.2.3 煤粉著火時間盡量縮減，但是要將煤粉在爐膛中燃燒停留時間延長，以提高燃燒效率，減少煤粉未完全燃燒的熱損失，從而確保鍋爐經濟穩(wěn)定地運行。

3 提高再熱蒸汽溫度

鍋爐投產以來，由于機組負荷經常在60%額定負荷下運行，再熱蒸汽溫度偏低，影響鍋爐機組的經濟性。再熱蒸汽溫度主要采用調整燃燒器擺角使火焰中心上移和對再熱器進行吹灰提高換熱能力來提高，擺動式燃燒器由于卡澀和因要保證燃油投入，所以很少對燃燒器擺角進行調整，是造成鍋爐再熱汽溫未達到設計值的主要原因，另外為防止再熱器管道吹損，相應部位吹灰器未投運也是原因之一。

采取措施：一是檢查燃燒器活動部件消除卡澀，修改保護邏輯使異常和事故情況下油槍可以投入，做到有可靠的技術保障。二是要求保證吹灰器投入率。將4號爐燃燒器50°的擺角調整到40°（火焰中心上移），保持2h，再熱汽溫升高3℃。調整燃燒器擺角到30°，再熱汽溫升高3～4℃。投入再熱器長吹灰器，再熱汽溫從520℃提高到540℃。負荷185MW，吹灰前后甲側與乙側各項參數變化詳見表1。現在燃燒器擺角在30°～75°之間可以任意調整，再熱器吹灰器3天投入一次，有效的控制了過熱汽溫超溫情況，再熱汽溫月比提高16℃。

表1 甲側與乙側情況對比

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4 一、二次風配比調整

鍋爐負荷變化時，要調整好一次風、二次風的配比，保證爐膛火焰不偏斜，確保煤粉、空氣的良好混合。二次風送風時間提前太多，會延遲著火，送風時間延遲過久，著火后會出現燃燒缺氧的現象。鍋爐運行時，爐膛和大風箱之間的壓力差以及各層二次風配比應該參考負荷的變化情況合理調整。通過將備用燃燒器風擋板調整至2%的方式來對燃燒器噴口冷卻，粉層風擋板關小到25%，爐膛和大風箱之間的壓差至少能升高0.38kPa。而下層風擋板調大到13%，上層風擋板調到9%，通過“下托上壓”的配風模式，可確保爐膛溫度場、速度場均勻，從而保證鍋爐穩(wěn)定運行，同時可減少燃燒器區(qū)的熱負荷，避免燃燒后期煙氣余旋，并且兩側煙溫偏差會有所下降，可有效避免爐膛結焦。

5 效果

通過對鍋爐制粉系統及燃燒風量配比進行優(yōu)化調整，各項運行指標得到明顯改觀，鍋爐運行實際效率得到提高。

6 結論

要提高鍋爐運行效率，除了控制漏風、保持換熱面清潔、強化燃燒外，關鍵是控制好鍋爐運行氧量和煤粉細度，它們直接影響鍋爐的運行經濟性。

參考文獻：

[1]火電廠鍋爐系統及優(yōu)化運行.

[2]劉振琪.煤質變化對鍋爐機組運行狀況的影響[J].鍋爐制造， 2003（01）.

[3]曹永強.煤質變化對鍋爐受熱面飛灰磨損的影響[J].沈陽工程學院學報（自然科學版），2007（03）.