1000MW機組磨組運行方式對機組經濟性的影響

仇恒波 韓 婷

（徐州華潤電力有限公司，江蘇 徐州 221600）

1000MW機組磨組運行方式對機組經濟性的影響

仇恒波 韓 婷

（徐州華潤電力有限公司，江蘇 徐州 221600）

我廠1000MW超超臨界機組自投產以來再熱器汽溫一直偏低，大大降低了機組效率。為了提高再熱汽溫，將原來的下層磨運行方式調整至上層磨運行方式，再熱汽溫得到了顯著增加。本文通過對磨組調整前后參數的對比，分析磨組調整前后對再熱汽溫、排煙溫度、脫硝系統的影響。

磨組；燃燒器；再熱汽溫；排煙溫度

隨著火電機組容量的發展，市場競爭激烈化越來越嚴重，為了進一步降低發電機組的煤耗，各發電企業對機組的技術改造項目投入越來越大。鍋爐的主再熱汽溫是鍋爐的重要經濟指標，但由于鍋爐安裝、受熱面積灰、實際煤種便離設計煤種等因素的影響，再熱器汽溫偏離設計值是一個普遍存在的問題，低負荷時尤其明顯。自投產以來，我廠#5爐再熱汽溫一直存在偏低的問題，大大影響了鍋爐效率。通過調研，我廠對磨組的運行方式進行了試驗，由原來的底層磨運行改至上層磨運行方式，大大提高了再熱汽溫，降低了發電煤耗。本文以我廠1000MW超超臨界參數直流爐為例，通過實驗數據，總結出磨組運行方式的變化對再熱汽溫、排煙溫度、脫硝等經濟指標的影響。

1　主要設備簡介

我廠2×1000MW鍋爐為3044t/h 超超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛塔式布置、四角切圓燃燒、擺動噴嘴調溫、平衡通風、全鋼架懸吊結構、露天布置、固態排渣的鍋爐，爐后尾部布置兩臺三分倉容克式空氣預熱器。燃燒方式采用低NOx擺動式四角切圓燃燒技術。燃燒設備設計和校核煤種均為煙煤，中速磨煤機，一次風正壓直吹式制粉系統設計，鍋爐配置 6 臺 ZGM133N中速磨煤機，其中 5 臺運行，1臺備用。煤粉燃燒器為四角布置、切向燃燒、擺動式燃燒器，共設置12層煤粉噴嘴， 燃燒方式采用低 NOx 同軸燃燒系統（LNTFS）。

2　不同磨組運行對再熱汽溫的影響

汽溫調節的主要方式有兩種：蒸汽側調節和煙氣側調節。而再熱汽溫主要是通過煙氣側來調節。改變火焰中心的位置可以改變爐內輻射吸熱的分配，當火焰中心位置抬高時，爐內輻射吸熱量減少，對流換熱增加，煙溫升高，再熱汽溫升高；火焰中心下移時，則再熱汽溫下降。

我廠自投產以來，為了保證燃燒穩定及機組安全，都是采用下層磨運行方式，再熱汽溫一直偏低，為了提高再熱汽溫，通過其他調整方式效果不明顯。在節能降耗的背景下，公司領導根據我廠燃燒器的布置特點，在分析、調研后對磨組的運行方式進行了試驗，通過改變磨組運行方式，改變了鍋爐的火焰中心。由圖1可以看出，同一臺磨煤機的兩個燃燒器噴嘴的距離為1.6m；同一組燃燒器內，相接近的兩臺制粉系統相鄰燃燒器噴嘴距離為1.7m；ABC與DEF兩組燃燒器相鄰噴嘴距離為3.4m。當500MW負荷三臺磨運行時，上層磨運行方式（DEF磨組）比下層磨運行方式（BCD磨組）火焰中心抬高了6.6m，大大提高了再熱汽溫。

圖1　燃燒器布置及不同負荷下磨組對應的再熱汽溫

通過圖1可以看出，運行上層磨組比運行下層磨組再熱汽溫平均增加了20度。按照1000MW超超臨界機組參數變化對供電煤耗的影響中再熱汽溫降低1度供電煤耗增加0.04813g/kW·h計算，采用上層磨運行方式比下層磨運行方式，降低煤耗約0.96g/kW·h。

3　不同磨組運行對排煙溫度的影響

排煙熱損失是鍋爐各項熱損失中最大的一項，約占鍋爐熱損失的65%，排煙溫度增加10℃煤耗增加約1.5g/kW·h。為了降低排煙損失，我廠進行了低溫省煤器改造，通過凝結水在低溫省煤器內吸收煙氣熱量，降低排煙溫度，從而自身卻被加熱、升高溫度后再返回凝水系統，既降低了排煙溫度又提高了汽輪機熱效率。所以在本文中所提到的排煙溫度是低溫省煤器出口的煙溫，而不是空預器出口的煙溫。

上層磨組運行時，因火焰中心上移，將導致排煙溫度升高。但從圖2中數據對比來看，爐膛出口煙溫沒有明顯升高，甚至還有下降的趨勢。雖然上層磨組的啟用導致了燃燒的推遲，但這些熱量大部分都用在了過、再熱器的熱交換上面，所以顯著提高了過、再熱汽溫而沒有過多的增大排煙損失。另一方面我廠進行了低溫省煤器的技術改造，即使爐膛出口排煙溫度有所上升，增加的這部分熱量也會被低溫省煤器吸收，所以通過運行上層磨不會增加鍋爐的排煙損失。

圖2　不同負荷下磨組對排煙溫度的影響

4　不同磨組運行對NOx的影響

根據NOx的形成機理，抑制NOx生成的方法主要有降低火焰峰值溫度，降低最高溫度區域的局部氧濃度，降低燃料在最高溫度區域的停留時間。在運行調整中，通過配風在主燃燒區進行缺氧燃燒，在燃盡階段低溫區進行富氧燃燒，從而降低了NOx的生成。

磨組調整改變了火焰中心，運行上層磨組時，爐內還原區域減小，增加了熱力型NOx的產生。從圖3中可以看到，SCR裝置入口NOx比下層磨運行時有所上升，給脫硝調整帶來了一定的壓力。通過適當關小運行磨組的輔助風擋板，降低燃燒區域的氧量，開大SOFA風風門，采用倒三角的配風方式，保證燃燒區域的還原性氣氛，可以大大降低熱力型NOx的生成。

圖3　不同負荷下磨組對NOx的影響

結語

通過對我廠#5爐磨組運行方式的試驗，可以看出，上層磨運行時改善了水冷壁水動力特性，降低了水冷壁壁溫偏差，距離水冷壁保護溫度也有了較大的裕度，提高了機組的安全性，同時大大提高了再熱汽溫，降低了發電煤耗，按照80%的負荷計算，全年將多盈利近400萬元。

由于增加了低溫省煤器，上層磨運行時火焰中心上移，沒有增加排煙損失，但由于火焰中心的上移導致SCR進口NOx的增加，在運行調整時可以加強對二次風門擋板的調整，從配風上降低NOx的含量。

［1］徐州華潤電力有限公司.運行規程［Z］.

［2］鄭曉康，張傳名，等.2008t/h四角切圓燃燒鍋爐汽溫偏低的原因分析及試驗研究［J］.熱力發電，2004（11）：33-35.

［3］陳杭君，趙華.火電廠煙氣脫硝技術介紹［J］.熱力發電，2005，31（02）：15-18.

韓婷，女，江蘇徐州人，畢業于南京工程學院，助理工程師，現從事火電廠集控運行工作。

TM621

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仇恒波，男，江蘇徐州人，畢業于南京工程學院，助理工程師，現從事火電廠集控運行工作。