220 t／h循環流化床鍋爐燃燒優化調整試驗研究

閆百濤，高繼錄，冷 杰，路軍鋒，周興野

（1.中電投東北電力有限公司撫順熱電分公司，遼寧 撫順 113006；2.遼寧中電投電站燃燒工程技術研究中心有限公司，遼寧 沈陽 110179；3.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

220 t／h循環流化床鍋爐燃燒優化調整試驗研究

閆百濤1，高繼錄2，冷 杰3，路軍鋒2，周興野2

（1.中電投東北電力有限公司撫順熱電分公司，遼寧 撫順 113006；2.遼寧中電投電站燃燒工程技術研究中心有限公司，遼寧 沈陽 110179；3.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

分析了某電廠220 t／h循環流化床鍋爐燃燒優化調整試驗，在現有設備條件下，通過燃燒優化調整，給出了優化后的運行方式。通過提高爐膛出口過量空氣系數，提升二次風率等方法均能不同程度地提高鍋爐的燃燒效率。通過燃燒優化調整，鍋爐熱效率提高了2.29個百分點，通過對發現問題進行治理，鍋爐最大出力將提高25 t／h左右，初步預計整個供暖期間將帶來160萬元的經濟效益。

循環流化床鍋爐；燃燒優化；鍋爐熱效率；試驗研究

某電廠1號鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責任公司引進Alstom公司循環流化床技術進行基礎設計、完全按照引進技術所確定的原則進行施工設計的HG－220／9.81－L.PM23型鍋爐。為了掌握鍋爐目前的運行性能，發現存在問題，優化運行方式，提高鍋爐出力，進而提高鍋爐運行的安全性和經濟性，保障地區冬季供熱，進行了鍋爐燃燒優化調整試驗［1－3］。

1 設備概況

鍋爐為高溫高壓、單汽包、自然循環鍋爐，采用循環流化床燃燒方式、高溫分離物料、固態排渣、干式輸灰、平衡通風、露天布置。鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱旋風分離器、自平衡“U”型密封回料閥和尾部對流煙道等組成。爐膛位于鍋爐前部，四周與頂棚布置膜式水冷壁，底部為水冷布風板和大直徑鐘罩式風帽，上部與前墻垂直布置4片水冷屏和4片汽冷屏（二級過熱器），爐膛下部兩側各布置有風水聯合冷渣器，爐膛與尾部對流煙道之間布置2臺高溫絕熱旋風分離器，通過自平衡“U”型密封回料閥連接。爐膛、旋風分離器和自平衡“U”型密封回料閥構成了粒子熱循環回路。尾部對流煙道在爐膛后部，布置三級過熱器、一級過熱器、省煤器和空氣預熱器。過熱蒸汽溫度由布置在過熱器之間的兩級噴水減溫閥調節。啟動方式采用床上床下聯合啟動。設計燃料特性見表1。

表1 設計燃料特性

2 燃燒優化調整試驗分析

2.1 氧量標定試驗

圖1和圖2分別顯示了不同工況條件下氧量實測數據與DCS數據對比趨勢，在氧量高于4.0%時，實際DCS左右側顯示氧量較標定氧量偏低，而在氧量低于3.5%時，實際DCS顯式氧量比標定氧量偏高，DCS氧量表呈非線性變化。呈現出實際氧量高時，氧量表顯示氧量低；而實際氧量低時，氧量表顯示氧量高。

圖1 左側氧量數據對比

2.2 排煙溫度標定試驗

圖3為表盤排煙溫度數據與實測排煙溫度數據對比曲線，由圖3可見，表盤排煙溫度與實測排煙溫度相差不大，變化趨勢基本一致，表盤排煙溫度比實測排煙溫度平均低0.38℃。

圖3 排煙溫度對比曲線

2.3 燃煤平均粒徑測試試驗

循環流化床鍋爐燃煤粒度分布特性對爐內燃燒狀況有較大影響，煤粒過粗與過細都不利于鍋爐的運行。由燃用設計煤種最大允許粒徑為≤7 mm，d50＝1.2～1.5 mm，結合表2（煤總重999.2 g），燃煤粒徑平均計算結果可知原煤顆粒粒徑大于7 mm以上高于10%，d50在3 mm以上，較設計煤種燃煤顆粒要粗。燃煤中大顆粒比例增大，停留在燃燒室密相區的顆粒量增加，從而使密相區的燃燒份額增加，同時燃燒破碎產生大量不易燃盡的焦碳粒子，使飛灰中可燃物含量增加。燃煤中細小顆粒的比例增大，爐膛上部的燃燒份額增加，一次燃燒通過爐膛的顆粒比例增大，停留在爐膛內的燃燒時間縮短，也會對飛灰可燃物含量造成影響。

表2 燃煤粒徑平均測試結果

2.4 改變一、二次風配比試驗

一、二次風配比調整試驗選取3種工況，不同工況主要通過改變一次風機和二次風機入口擋板開度，從而改變一、二次風率。圖4為一、二次風配比試驗在不同工況條件下鍋爐效率變化曲線，由圖4可見，工況2條件下鍋爐效率較高，較工況1和工況3鍋爐效率分別提高了2.22和2.61個百分點。由于一、二次風風量DCS數據不準確，不能定量分析一、二次風風率對鍋爐燃燒效率的影響，由試驗結果可見，在工況2條件下，一、二次風風率配比比較合理，有利于爐內燃燒，工況1和工況3一次風率較工況2要高，過高的一次風率會降低密相區溫度，使細小的焦炭顆粒在密相區停留時間縮短，燃燒效率降低；而過低的一次風率會影響床層流化，對鍋爐安全運行造成影響。通過試驗得出，在試驗負荷條件下，一、二次風風率最佳配比方案為一、二次風機入口擋板均在50%開度，此時鍋爐效率較高［4－6］。

圖4 不同工況條件下一、二次風配比試驗鍋爐效率變化曲線

2.5 最佳氧量調整試驗

氧量調整試驗分3種工況進行，工況1、工況2、工況3爐膛出口過量空氣系數分別為1.30、1.22和1.14，可通過調節一、二次風機入口擋板開度來改變入爐總風量，調節引風機入口擋板開度來調節爐膛壓力在正常范圍內。圖5為變氧量試驗在不同工況條件下鍋爐效率變化曲線圖，由圖5可見，鍋爐效率隨氧量而增加，工況1空氣預熱器出口氧量為6.2%，鍋爐效率為88.15%；工況2空氣預熱器出口氧量為5.23%，鍋爐效率為85.86%；工況3空氣預熱器出口氧量為4.26%，鍋爐效率為84.06%。工況1條件下，鍋爐效率較高，灰渣可燃物含量最低。

圖5 不同工況條件下變氧量試驗鍋爐效率變化曲線

3 結論

a.過量空氣系數由1.14增至1.3時，鍋爐效率由84.06%增至88.15%，提高4.09個百分點，飛灰可燃物降低11.68%，大渣可燃物降低1.25%；高負荷時，爐膛出口氧量建議保持在4.0%～4.5%。

b.一、二次風配比試驗結果表明，二次風量增加可使鍋爐效率提高，飛灰可燃物含量隨著二次風率增加有所降低；推薦高負荷下一、二次風入口擋板開度均在50%左右。

c.通過燃燒優化調整，鍋爐效率提高了2.29個百分點，鍋爐最大出力將提高25 t／h，可為存在類似問題的同類型機組提供借鑒。

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Study on Combustion Optimization Adjustment Test for 220 t／h CFB Boiler

YAN Bai?tao1，GAO Ji?lu2，LENG Jie3，LU Jun?feng2，ZHOU Xing?ye2
（1.CPI Northeast Electric Power Co.，Ltd.，FuShun Cogeneration Branch，Fushun，Liaoning 113006，China；2.Liaoning CPI Power Plant Combustion Engineering Technology Research Center Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110179，China；3.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In this paper，the experimental method and results of combustion optimization and adjustment for a 220 t／h circulating fluid?ized bed boiler in a power plant are introduced.Under the condition of the existing equipment，the optimized operation mode is given by optimizing the combustion optimization.Increasing the excess air coefficient of the furnace outlet，raisin two wind rate can improve the combustion efficiency of the boiler.Through combustion optimization，thermal efficiency of the boiler improves 2.29 percentage points，through the governance，the maximum boiler output improves 25 t／h，the preliminary estimate of the whole heating period can bring e?conomic benefits of 160 million yuan.

CFB boiler；Combustion optimization；Boiler thermal efficiency；Test study

TM621

A

1004－7913（2016）06－0020－03

閆百濤（1979—），男，學士，工程師，主要從事火力發電廠鍋爐技術管理工作。

2016－02－27）