單元機組鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)

朱永華

機組運行過程中，鍋爐蒸發(fā)量必須隨時滿足負荷變化的需要，這時應對進入爐膛的燃料量和風量進行調(diào)節(jié)，使爐內(nèi)燃燒隨時滿足鍋爐蒸發(fā)量的需要，此過程即燃燒調(diào)節(jié)。燃燒調(diào)節(jié)應在保證鍋爐安全、經(jīng)濟運行的條件下進行。

鍋爐運行中負荷的變化是最為經(jīng)常的。高負荷運行時，由于爐膛溫度高，著火與混合條件也好，所以燃燒一般是穩(wěn)定的，但易產(chǎn)生爐膛和燃燒器結(jié)焦、過熱器、再熱器局部超溫等問題。燃燒調(diào)整時應注意將火焰位置調(diào)整居中，避免火焰偏斜；燃燒器全部投入并均勻分配燃燒率，防止局部過大的熱負荷；應適當增大一次風速，使著火點離燃燒器有一定距離。此外，高負荷時煤粉在爐內(nèi)的停留時間較短而排煙損失較大，為此可在條件允許的情況下，適當降低過量空氣系數(shù)運行，以提高鍋爐效率。

在低負荷運行時，由于燃燒減弱，投入的燃燒器少，爐溫較低，火焰充滿度較差，使燃燒不穩(wěn)定，經(jīng)濟型亦較差。為穩(wěn)定著火，可適當增加過量空氣系數(shù)，降低一次風率和風速。煤粉應磨的更細些。低負荷時應盡可能集中燃燒器運行，并保證最下排燃燒器的投運。為提高爐膛溫度，可適當降低爐膛負壓，以減少漏風，這樣不但能穩(wěn)定燃燒，也能減少不完全燃燒熱損失，但此時必須注意安全，防止爐膛噴火傷人。低負荷時保持更高些的過量空氣系數(shù)對于抑制鍋爐效率的過分降低也是有利的。

無煙煤、貧煤、的揮發(fā)分較低，燃燒時的最大問題是著火。燃燒配風的原則是采取較小的一次風率和風速，以增大煤粉濃度、減少著火熱并使著火點提前；燃燒差煤時也應將煤粉磨的細些，以強化著火和燃盡；此時要求較大的過量空氣系數(shù)，以減少燃燒損失。

揮發(fā)分高的煙煤，一般著火不成問題，需要注意燃燒的安全性，可適當減少二次風率并多投一些燃燒器分散熱負荷，以防止結(jié)焦。為提高燃燒效率，一二次風的混合應早些進行。煤質(zhì)好時，應降低過量空氣系數(shù)運行。

（1）燃料量的調(diào)節(jié)。運行中，燃料量隨鍋爐負荷負荷的變化而變化，燃燒率也必須隨時隨時進行調(diào)整，以適應蒸發(fā)量的要求，不同的制粉系統(tǒng)，調(diào)節(jié)存在區(qū)別。 如直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐的燃料量調(diào)節(jié)，大型鍋爐的直吹式制粉系統(tǒng)，通常都裝有若干臺磨煤機。由于直吹式制粉系統(tǒng)無中間煤粉倉，他的出力大小將直接影響到鍋爐的蒸發(fā)量。

當鍋爐負荷變化不大時，可通過調(diào)節(jié)運行著的制粉系統(tǒng)的出力來解決。對于中速磨，當負荷增加時，可先增大一次風機的出力，增加磨煤機的通風量，以利用磨煤機內(nèi)的存煤量作為增加負荷的緩沖調(diào)節(jié)，然后再增加給煤量，同時開大二次風量。相反，當負荷減少時，則應是先減少給煤量，然后降低磨煤機的通風量。不同形式的中速磨，由于磨煤機內(nèi)存煤量不同，其相應負荷的能力也不同。對于雙進雙出鋼球磨，當負荷變化時，則總是磨煤機通風量首先變化，其次才是給煤量的相應調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式可以使制粉系統(tǒng)的出力對鍋爐負荷作出快速的相應。

當鍋爐負荷變動較大時，需啟動或停止一套制粉系統(tǒng)。減負荷時，當各磨煤機出力均降至某一低值時，即應停止一臺磨煤機，以保證其余各磨煤機在最低出力以上運行；加負荷時，當各磨煤機出力上升至其最大允許值時，則應增投一臺磨煤機。在確定啟動和停止方案時，必須考慮到制粉系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性、燃燒工況的合理性，必要時還應兼顧汽溫調(diào)節(jié)等方面的要求。

各運行磨煤機的最低允許出力，取決于制粉經(jīng)濟性和燃燒器著火條件惡化（如煤粉濃度過低）的程度；各運行磨煤機的最大允許出力，不僅與制粉經(jīng)濟性、安全性有關(guān)，而且要考慮鍋爐本身的特性。對于穩(wěn)燃性較低的鍋爐或燃燒較差煤種時，往往需要集中火嘴運行，因而可能推遲增投新磨的時間；爐膛、燃燒器結(jié)焦嚴重的鍋爐，高負荷時都需要均勻燃燒出力，因而也常常降低各磨的上限出力。燃燒器投運層數(shù)的優(yōu)先順序主要考慮汽溫調(diào)節(jié)，低負荷穩(wěn)燃等的特性。

燃燒過程的穩(wěn)定性，要求燃燒器出口處的風量和粉量盡可能同時改變，以便在調(diào)節(jié)過程中始終保持穩(wěn)定的風煤比。因此，應掌握從給煤機開始調(diào)節(jié)到燃燒器出口煤粉量產(chǎn)生改變的時滯，以及從送風機的風量調(diào)節(jié)開關(guān)動作到燃燒器風量改變的時差，燃燒器出口風煤改變的同時性可根據(jù)這一時滯時間差的操作來解決。一般情況下，制粉系統(tǒng)的時滯總是遠大于風系統(tǒng)的，所以要求制粉系統(tǒng)對負荷的響應更快些，當然過分提前也是不適宜的。鍋爐運行中應對此作出一些規(guī)定。

在調(diào)節(jié)給煤機和風量時，應注意監(jiān)視輔機的電流變化、擋板開度指示、風壓以及有關(guān)參數(shù)的變化，防止電流超限和堵塞煤粉管等異常情況的發(fā)生。

（2）風量調(diào)節(jié)。進入爐內(nèi)的空氣分為一次風、二次風（有的還有三次風）及少量漏風。一、二次風是兩個獨立的系統(tǒng)，前者主要是為了滿足磨煤機制粉需要，后者則為調(diào)節(jié)進入鍋爐的總風量。少量漏風不能很好地參與燃燒，只能降低爐溫影響燃燒和傳熱，并增大排煙損失，所以運行中應盡量減少漏風。

1）送風量的調(diào)節(jié)。當鍋爐負荷發(fā)生變化時，伴隨著燃料量的改變，必須對送風量進行相應的調(diào)節(jié)。送風量調(diào)節(jié)的依據(jù)是爐膛出口過量空氣系數(shù)，一般按最佳過量空氣系數(shù)調(diào)節(jié)風量，以取得較高的鍋爐效率。另外，還要注意分析飛灰、灰渣中的可燃物含量，排煙中的CO含量，觀察爐內(nèi)火焰的顏色、位置、形狀等，以此來判斷送風量的調(diào)節(jié)是否適宜以及爐內(nèi)工況是否正常。在調(diào)節(jié)風量時應主要以觀察風機電流、風壓、爐膛負壓、氧量等指示值得變化，以判斷調(diào)節(jié)是否有效。風量調(diào)節(jié)時若出現(xiàn)風機的“喘振”（喘振值報警），應立即關(guān)小動葉，降低負荷運行。如果喘振是由于出口風門誤關(guān)引起的，則應立即開啟風門。

負荷變化調(diào)整風量時，一般負荷增加時應先增加風量，再添加燃料量；負荷降低時應先減少燃料量再減少風量，這樣動態(tài)中始終保持總風量大于總?cè)剂狭浚_保鍋爐燃燒安全并避免燃燒損失過大。對于調(diào)峰機組，若負荷增加幅度較大或增加負荷較快時，為了保持汽壓不致過快下降，也可先增加燃料量，然后再緊接著增加送風量。在低負荷情況下，由于爐膛內(nèi)過量空氣系數(shù)相對較多，因而在增加負荷時亦允許先增加燃料量再增加風量。

2）爐膛負壓與引風量的調(diào)節(jié)。目前電站鍋爐大都采用既有送風機又有引風機的平衡通風方式，使爐膛煙氣壓力低于大氣壓力，即爐膛為負壓。爐膛負壓是反應爐內(nèi)燃燒工況是否正常的重要運行參數(shù)之一。如果爐膛負壓過大，將會增加爐膛和煙道的漏風。若冷風從爐膛底部漏入，會影響著火穩(wěn)定性并抬高火焰中心，尤其是低負荷運行時極易造成鍋爐滅火；若冷風從爐膛上部或氧量測點之前的煙道漏入，會使爐膛的主燃燒區(qū)相對缺風，使燃燒損失增大，同時汽溫降低。如果爐膛負壓偏正，爐內(nèi)的高溫煙氣就要外冒，這不但會影響環(huán)境、燒毀設備，還會威脅人身安全。爐膛負壓除影響漏風外，還可反映爐內(nèi)的燃燒工況。運行實踐表明，當鍋爐燃燒工況變化或不正常時，首先反映出的現(xiàn)象是爐膛負壓的變化。如果鍋爐發(fā)生滅火，首先反映出的是爐膛負壓劇烈波動并且向負方向到最大，然后才是水位、汽壓、汽溫、蒸汽流量的變化。因此運行中加強對爐膛負壓的監(jiān)視是十分重要的。大容量鍋爐的負荷測點通常裝在爐膛上部的大屏下方。

在相同時間時間如果從爐膛排出的煙氣量等于燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量，爐膛負壓就保持不變。因此，當鍋爐變化負荷時，隨著進入爐內(nèi)的燃料量和風量的變化，燃燒后產(chǎn)生的煙氣量也隨之變化，此時，應相應調(diào)節(jié)引風量，使爐內(nèi)負壓為規(guī)定值。大型鍋爐裝有兩臺引風機，與送風機一樣，調(diào)節(jié)引風量時需根據(jù)負荷大小和風機的工作特性來考慮引風機運行方式的合理性。負荷波動時，引風量調(diào)整過程要根據(jù)鍋爐負壓規(guī)定值來確定。正常運行時，爐膛負壓一般保持在20-50Pa；在除灰、清渣或觀察爐內(nèi)燃燒時，爐膛負壓應保持高些，約為50-100Pa。當燃燒不穩(wěn)定時，爐膛負壓產(chǎn)生大幅度的變化，強烈的負壓波動往往是鍋爐滅火的先兆，這時，必須加強監(jiān)視并檢查爐內(nèi)火焰燃燒狀況，分析原因并及時進行適當調(diào)節(jié)和處理。 [科]