火電廠鍋爐燃燒風險評價標準研究及應用

王承亮

摘 ? 要：火電廠鍋爐燃燒系統是一個非常復雜多變的系統，影響燃燒工況的因素多且燃燒機理還不是非常清楚，特別是鍋爐爐膛內燃燒溫度高，適于在線燃燒工況監測的技術也不成熟，使得鍋爐燃燒一直以來是個黑匣子。本文重點從如何評價鍋爐燃燒工況為切入點進行研究，提出了以鍋爐燃燒相關參數作為評價因子的鍋爐燃燒風險評價體系，并進行了現場調試，取得了鍋爐燃燒分析、預警和優化指導效果。

關鍵詞：鍋爐 ?燃燒 ?風險 ?評價 ?研究

中圖分類號：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0088-02

為量化評價鍋爐燃燒工況，提供給運行人員預警和優化指導功能，特對鍋爐燃燒工況進行了系統分析，結合電廠生產技術管理重點關注和現場設備極易發生的問題，圍繞鍋爐運行經濟性、環保性、燃燒是否均勻燃燒、是否結焦和空預器發生硫酸氫銨堵塞的可能性等方面，提出了火電廠鍋爐燃燒包括經濟性、環保性、鍋爐偏燒、空預器硫酸氫銨堵塞和結焦5個風險評價的因子的評價體系，并進行了評價規則的研究，制定了鍋爐燃燒風險評價標準。

1 ?風險評價體系

經濟性風險評價體系：根據機組能耗耗差分析原理，制定了包括主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、排煙氧量 、排煙溫度、過熱減溫水量、再熱減溫水量、飛灰可燃物、爐渣可燃物等8個鍋爐燃燒在線、離線參數來綜合對鍋爐運行進行經濟性風險評價。

環保性風險評價：制定了包括爐膛出口NOx濃度、原二氧化硫濃度2個鍋爐燃燒在線參數來對鍋爐環保性風險進行綜合評價。

鍋爐偏燒風險評價：制定了包括再熱蒸汽溫度兩側偏差、爐膛出口NOx兩側偏差和兩側氧量偏差共3個利用鍋爐燃燒在線參數計算的中間參數來對鍋爐偏燒風險進行綜合評價。

鍋爐結焦風險評價：制定了包括入爐煤灰熔點、爐膛出口煙溫、再熱蒸汽溫度、過熱減溫水量、再熱減溫水量、二氧化硫濃度、爐膛出口NOx、爐膛負壓共8個利用鍋爐燃燒在線、離線參數來對鍋爐結焦風險進行綜合評價。

空預器硫酸氫銨堵塞風險評價：制定了包括原煙氣二氧化硫濃度、爐膛出口NOx濃度、空預器冷端綜合溫度、脫硝出口NOx濃度共4個利用鍋爐燃燒在線參數來對鍋爐空預器硫酸氫銨堵塞風險進行綜合評價。

2 ?風險評價標準

經濟性風險評價標準：機組能耗耗差計算參考標準，主蒸汽溫度每變化1℃影響煤耗0.126g/（kW·h）[1]、再熱蒸汽溫度每變化1℃影響煤耗0.09g/（kW·h）、排煙氧量每變化1個百分點影響煤耗0.8g/（kW·h）、排煙溫度每變化1℃影響煤耗0.17g/（kW·h）[2]、過熱減溫水量每變化1個百分點影響煤耗0.16g/（kW·h）、再熱減溫水量每變化1個百分點影響煤耗0.86g/（kW·h）、飛灰可燃物每變化1個百分點影響煤耗1.3g/（kW·h）、爐渣可燃物每變化1個百分點影響煤耗0.19g/（kW·h）。經濟性風險評價得分規則：8個參評指標能耗總耗差小于或等于0.5g/（kW·h）時評價得分5分、大于或等于8g/（kW·h）時評價得分100分，其他得分按總耗差實際完成值直線插入法進行估算。

環保性風險評價標準：爐膛出口NOx濃度評價權重70%[3]、原二氧化硫濃度評價權重30%。煙煤機組如果爐膛出口NOx濃度高于450mg/m3得分70分，在200～450mg/m3范圍之內的按（實際完成值-200）*0.28=實際評價得分;貧煤機組如果爐膛出口NOx濃度高于650mg/m3得分70分，在300～650mg/m3范圍之內的按（實際完成值-300）*0.2=實際評價得分;原二氧化硫濃度大于3500得分30分，否則，原煙氣二氧化硫濃度實際完成值*0.0085=實際評價得分。

鍋爐偏燒風險評價標準：再熱蒸汽溫度兩側偏差評價權重20%、爐膛出口NOx兩側偏差評價權重30%、兩側氧量偏差評價權重50%。再熱蒸汽溫度兩側偏差大于10℃得分20分，否則評價得分=實際完成值;爐膛出口NOx兩側偏差大于50mg/m3得分50分，否則，評價得分=實際完成值*0.6;兩側氧量偏差大于0.8%得分50分，否則評價得分=（實際完成值-0.2）*83（完成值低于0.2%時得分0分）。

鍋爐結焦風險評價標準：再熱蒸汽溫度評價權重5%[4]、爐膛出口煙溫評價權重10%、過熱減溫水量評價權重20%、再熱減溫水量評價權重15%、二氧化硫濃度評價權重25%、入爐煤灰熔點評價權重25%。評價標準：再熱蒸汽溫度完成值高于正常值5℃得5分，且每降低1℃得分減1分;爐膛出口煙溫完成值高于正常值30℃得10分，且每降低1℃得分減1分;過熱減溫水量完成值高于正常值10t/h得20分，且每降低1t/h得分減2分;再熱減溫水量完成值高于正常值10t/h得15分，且每降低1t/h得分減1.5分;二氧化硫濃度完成值高于4000mg/m3時得25分，且每降低200mg/m3得分減1.5分;入爐煤灰熔點完成值低于1200℃得25分，且每升高20℃得分減1分。

空預器硫酸氫銨堵塞風險評價標準：原煙氣二氧化硫濃度、爐膛出口NOx濃度、脫硝出口NOx濃度、空預器冷端綜合溫度評價權重各占50%。評價標準：原煙氣二氧化硫濃度完成值高于4000mg/m3時得25分，且每降低200mg/m3得分減5分;爐膛出口NOx濃度完成值高于同類型機組完成值的平均值100mg/m3得25分，且每降低10mg/m3得分減2.5分;脫硝出口NOx濃度完成值低于20mg/m3得25分，且每升高2mg/m3得分減2分;空預器冷端綜合溫度完成值低于控制標準值5℃得10分，且每升高1℃得分減2分。

3 ?結語

本文重點從如何量化評價鍋爐燃燒風險角度進行系統研究，提出了包括經濟性、環保性、鍋爐偏燒、受熱面結焦和空預器硫酸氫銨堵塞風險評價體系，并根據能耗耗差分析原理和熱力學影響機理進行了各風險因子評價元素的權重分配;同時為實現量化評價，還制定了5個鍋爐燃燒風險評價因子的具體量化評價標準。并結合機組實際進行情況進行了鍋爐燃燒工況風險評價，取得了預期效果，不僅給運行人員提供了風險預警，同時還可以促進運行進一步優化操作，降低鍋爐燃燒風險。

參考文獻

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