我國600MW“W”型鍋爐燃燒優化調整

李良華 魏麗蓉

（1.廣西桂能科技發展有限公司 廣西南寧 530007 2.廣西電力職業技術學院 廣西南寧 530007）

我國600MW“W”型鍋爐燃燒優化調整

李良華1魏麗蓉2

（1.廣西桂能科技發展有限公司 廣西南寧 530007 2.廣西電力職業技術學院 廣西南寧 530007）

在當今社會以及工業提倡節能減排的形勢下，要求電廠必須提高鍋爐運行的安全性和經濟性、降低輔機功耗、減少污染物排放，所以對電站鍋爐燃燒調整試驗的優化提出了新的要求。本文主要概括了我國600MW“W”爐型現狀，分析在運行過程中所遇見的安全運行問題、鍋爐結焦問題和經濟性問題，并對這些問題提出了合理的調整方案。

“W”型鍋爐；燃燒；優化調整

1 引言

隨著我國社會的發展，能源問題的日益突出。提高火電機組的運行效率、實現節能減排的目標，越來越受到各國的重視。電廠優化運行的目的是以現有設備為基礎，采用當今現代化的信息技術手段，盡可能提高機組效率，節能降耗。燃燒優化控制是以先進的控制技術燃燒優化為前提，可以給電廠實時提供關于優化運行的工況，保證機組安全且經濟地運行。

新投產的超臨界以及超超臨界鍋爐由于它的參數高，而且爐膛的尺寸大，容易出現爐膛火焰充滿度不好，受熱面受熱不均勻等問題，從而導致鍋爐出現受熱面爆管、水冷壁高溫腐蝕、爐膛內結渣、運行的經濟性不高、污染物排放嚴重等問題。因此更應該注意進行燃燒方式的調整試驗，以期獲得最佳的運行方式。因此可以認為，超臨界、超超臨界煤粉鍋爐中燃燒調整的試驗目的，就是為了尋找鍋爐最佳燃燒方式并轉化成為熱工自動控制系統。

2 我國600MW“W”爐型現狀

在國內第一臺設計制造出的600MW超臨界W型鍋爐，就是關于超臨界壓力的變壓運行，而且是帶內置式的汽水分離器以及有再循環泵的啟動系統式的直流鍋爐，中間再熱，單式爐膛，π型的布置，采用平衡通風，固態排渣方式，全鋼架，全懸吊的結構，露天的布置。采用的是無煙煤W型火焰的燃燒方式，在前后拱上總共布置24組狹縫式的燃燒器，6臺雙進雙出的磨煤機直接吹式的制粉系統。它的主要的特點如下所示：

采用超臨界的變壓運行的直流鍋爐，П型的布置，并且尾部是雙煙通道，采用直流狹縫式的燃燒器與分級送風式的燃燒系統，以及W型火焰的燃燒方式；爐膛當中的水冷壁是采用一種低質量的流速改進型的內螺紋管并且垂直管圈的形式，還設有了中間混合集箱，由該集箱來實現關于水冷壁在上爐膛和下爐膛之間的過渡，而且在水冷壁的系統中還設有壓力平衡的管道；鍋爐啟動系統設內置式的汽水分離器并且帶有爐水再循環泵，在啟動的過程當中可以用來回收工質；過熱器可用三級的布置，再熱器可用兩級的布置；過熱汽溫的調溫方式是煤水的比再加兩級的噴水，再熱汽溫的調溫方式是煙氣調節擋板，而且再熱器的入口管道必須要設置事故緊急噴水；尾部煙道出口布置兩臺三分倉容克式空氣預熱器。

在我國燃油緊缺的情況下，火電廠鍋爐機組燃油日趨緊張。尤其是在近年來煤炭市場進場導致煤種多變和煤質低劣，同時機組調峰次數增加的情況下，燃燒用油已成為火電廠一筆很大的成本支出。由于W型火焰鍋爐在無煙煤方面具有穩定性好、燃燒完全的優越性，W型火焰鍋爐在我國得到了迅速發展。微油點火技術是近年來發展起來的節油燃燒技術，在600MW超臨界W爐上得以實施驗證，新機組啟動期間總節油效果明顯，節油率與煤質、機組啟動狀態有關聯。

某電廠為兩臺660MW超臨界燃煤汽輪發電機組，鍋爐為東方鍋爐廠生產的660MW燃煤發電鍋爐，鍋爐型號：DG2141/25.4-II12，為超臨界參數直流鍋爐，W型火焰燃燒，一次再熱，平衡通風，固態排渣，露天布置，全鋼構架，全懸吊結構，尾部雙煙道，π型直流鍋爐。同步安裝脫硫、脫硝裝置。

鍋爐變壓運行，采用定-滑-定或定-滑運行方式。在定-滑-定方式運行時，變壓運行的范圍按35～90%BMCR，定壓運行的范圍按0～35%BMCR和90～100%BMCR。燃用設計煤種時，其不投油最低穩燃負荷為40%BMCR，以下是在運行過程中所遇見的問題。

2.1 安全運行問題

微油點火系統的技術方案設計綜合考慮包括節油率、機組安全性、鍋爐性能、系統能耗、安裝布置、投資回收期等各個方面，不單憑其中一個指標進行設計。改造方案設計遵循以下原則：微油點火系統必須保證機組運行安全性；微油點火系統不能使鍋爐性能受到明顯影響；系統及其附屬配套所帶來的能耗須在可接受范圍內；安裝布置合理，對原有系統的改變不宜過大；投資回收期不能過長。技術要求如下：

（1）微油點火系統應有良好的可控性能，合理的運行操作方式及就地啟停、調試和正常及事故情況下必需的檢測、控制調節及保護等措施，以確保設備的安全經濟運行；

（2）微油煤粉燃燒器與原燃燒系統接口尺寸基本保持一致，不影響與水冷壁處的連接；

（3）針對微油點火系統的設計煤質，設計出合適的煤粉燃燒器結構，保證燃燒器不發生結焦現象。使用微油煤粉燃燒器后，不加劇爐內結渣、不影響汽溫、不增加飛灰可燃物，不增加NOx排放；

（4）微油點火系統在使用過程中確保機組安全，滿足鍋爐吹管、冷態啟動及機組升溫升壓的要求。同時滿足鍋爐啟動過程中膨脹要求；

（5）微油煤粉燃燒器充分考慮耐磨損、耐燒損問題；

（6）微油點火系統安裝后，應不影響鍋爐正常運行參數的調整；

（7）所采用設備采用符合國家最新標準和相應國際標準的產品。

2.2 鍋爐結焦的問題

鍋爐結焦，是指煤粉爐爐膛中，熔融的灰渣不斷粘結、積聚在受熱面上的現象，粘結物硬度大、密度大。影響結焦的幾個主要因素有：鍋爐結構、煤質特性、爐膛溫度、受熱面氣體氛圍、爐內空氣動力場分布情況。

（1）鍋爐結構設計不合理，爐膛容積或截面熱負荷過大，爐膛溫度高，越容易結焦。

（2）煤熱值越高，灰分越高，灰熔點越低，灰越容易達到軟化和熔融狀態，越容易結焦。

（3）燃燒區域爐膛溫度越高，超過灰熔點溫度，灰越容易達到軟化和熔融狀態，越容易結焦。

（4）在局部缺氧情況下，受熱面附近呈還原性氣氛，導致灰中高熔點的Fe2O3被還原成低熔點的FeO，使灰熔點降低，越容易結焦。

（5）爐內空氣動力場分布不好，有火焰或煙氣沖刷接觸爐膛受熱面，灰粘結在其上面而結焦，爐內的渦流區或氣流死區是結焦易產生的部位。如果沒有火焰或煙氣沖刷，即使灰粒已達熔融狀態，由于不與爐膛受熱面接觸也不會粘結在其上面而產生結焦。

2.3 經濟性問題

電廠投入微油點火改造費用如下：微油點火裝置單爐設備費300萬元，材料安裝費50萬元。總投資350萬元。公司按單爐年冷、熱啟停各兩次，微油點火節油率30%計，年節油180t，折合人民幣140萬元。該電廠把B、E磨煤機對應的燃燒器設計為微油點火燃燒器，可用于冷態點火及低負荷穩燃使用，A、F磨煤機對應的燃燒器設計為輔油燃燒器，用于低負荷穩燃使用。節油點火系統在調試期間冷態點火和穩燃過程中得到了廣泛應用，點火過程一次性成功，燃燒過程穩定可靠，節油效果明顯，滿足技術協議的節油率及燃燒器性能等技術參數指標要求。其中1#爐在2012年改造完成后鍋爐已啟動15次停14次，但最終總油耗僅為2280t。該電廠實際使用微油點火技術后，通過實踐微油槍的優化運行，在大油槍協助下，實現了無煙煤鍋爐在冷態啟動過程中直接投粉啟動，鍋爐負荷在150～200MW期間，完全具備撤輔助油槍的條件，只保留微油槍即可，如在啟動時加以燃燒優化調整，撤輔助油槍的鍋爐負荷還可以進一步降低。節油點火系統節油率達到39.16%。

3 小結

本文分析總結了某電廠600MW機組W型火焰鍋爐采用微油點火技術降低燃油消耗的技術，采用后大幅度降低了鍋爐油耗，提高了機組運行的經濟性。通過對某電廠600MW機組W鍋爐微油點火技術的研究，提出了微油槍點火在某電廠600MW機組W鍋爐上的應用實例，同時結合實驗數據對小油槍點火及穩燃裝置節油效果進行了分析，最后介紹了微油點火裝置優點，在不影響主燃燒器正常運行下，節油效果明顯，經濟效益可觀。而且哈鍋引進技術設計制造的600MW超臨界W鍋爐技術已應用在華電鎮雄電廠，并且1#鍋爐已經順利投產發電，運行穩定各項參數達到設計值。該機組的順利投產證明了我國已經具備了設計生產600MW超臨界W鍋爐的能力，該技術必將被廣泛應用在高效燃用無煙煤的大容量高參數火電機組中，為進一步優化我國火電機組燃煤結構做出貢獻。

[1]周梁樹.600MW機組W型火焰鍋爐節油技術分析[J].科技與生活，2012（1）：43～44.

[2]郁翔.鍋爐節油燃燒技術的應用狀況分析[J].技術交流與應用，2012（8）：66～68.

[3]王建偉.600MW機組W火焰鍋爐“偏燒”問題分析[J].技術交流，2010（6）：20～21.

TM621.2

A

1004-7344（2016）14-0234-02

2016-4-2

李良華（1990-），男，漢族，廣西桂平人，助理工程師，大專，主要承擔大、中型火電機組的燃燒調整、熱力特性試驗和輔機各項試驗課題，承擔新建電廠投產前的啟動調整和試運行工作。

魏麗蓉（1977-），女，漢族，湖南隆回人，高級工程師，碩士，長期從事電力生產相關的教學與科研工作。