350MW超臨界機組直流鍋爐的燃燒優化調整

伍思權　林松品

摘? 要：為提高鍋爐燃燒的經濟性，減少熱偏差，降低NOX排放量，防止受熱面結焦、堵灰、金屬材料過熱等情況的發生，在此基礎上，文章分析了鍋爐在燃燒運行中存在的問題，并對產生問題的原因進行了分析，最后通過采取一系列優化措施，對本廠原先采用的旋流燃燒器進行燃燒優化調整，以期進一步提高鍋爐燃燒安全水平和整體效率。

關鍵詞：350MW;超臨界機組;鍋爐燃燒器;燃燒優化調整

中圖分類號：TM621.2? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）07-0111-02

Abstract： In order to improve the economy of boiler combustion， reduce thermal deviation， reduce NOX emission， and prevent the occurrence of coking， ash plugging and metal material overheating on the heating surface， the problems existing in the combustion operation of the boiler are analyzed， and the causes of the problems are analyzed. Finally， by taking a series of optimization measures， the swirl burner originally used in our factory is optimized and adjusted， in order to further improve the boiler combustion safety level and overall efficiency.

Keywords： 350MW; supercritical unit; boiler burner; combustion optimization adjustment

引言

提高火力發電廠鍋爐燃燒的熱效率，既能提高電廠的發電率，還能降低NOX的排放量，達到節能降耗的效果。但在鍋爐運行過程中，由于鍋爐煤粉分配不均、一、二次風配比不合理及運行缺乏穩定性等問題，降低了鍋爐在運行中整體效率。在此背景下，亟需對鍋爐的燃燒進行優化調整，提高鍋爐的運行效率。文章詳細分析了鍋爐在燃燒運行中存在的問題及原因，并對燃燒優化措施進行詳細闡述。

1 鍋爐在燃燒運行中存在的問題

國電肇慶熱電廠投入使用的是型號為DG1150/25.4-Π2型350MW超臨界直流鍋爐。但鍋爐投入使用后，受周圍運行環境的影響，在燃燒方面存在一些問題，導致燃燒不完整，降低了鍋爐的燃燒效率。主要表現在以下幾個方面：

1.1 風、粉配合不均

風粉配合不均就會影響爐膛內的過?？諝庀禂担斶^剩空氣系數過大時，將會降低爐膛溫度，不利于鍋爐的著火和燃燒，同時還會增加鍋爐排煙熱損失;而過?？諝庀禂颠^小時，會造成燃燒不完全，影響燃燒熱效率。此外，風粉配合不均，還會導致鍋爐的燃燒不均勻，水冷壁溫差較大，造成局部管壁超溫或過熱器爆管事故。

1.2 一、二次風配比不合理

合理的一、二次風配比就是要保證著火迅速，燃燒完全。由于燃燒器內的一、二次風配比不合理，會導致煤粉氣流加熱到著火溫度的時間延長，推遲著火點，同時也會使著火后的燃燒缺氧，大大降低了鍋爐的運行效率。

1.3 運行缺乏穩定性

鍋爐在燃燒運行中，是一個復雜的過程，受多種因素的影響，主要影響因素表現在：煤炭質量、送風量等方面。運行缺乏穩定性，導致鍋爐的熱效率受到極大的影響，從而也會影響鍋爐的運行效率，不能達到節能降耗的目的。

2 原因分析

通過了解鍋爐在燃燒運行中存在問題，針對上述問題出現的原因進行了分析，總結如下：

2.1 燃燒器內部機構不合理

由于燃燒器的內部機構未充分考慮煤質的高揮發性及軸流燃燒器內、外二次風旋流強度及風量等因素的影響，機構調節異常不合理，容易出現受熱面堵灰、結焦、燃燒器口變形等問題，影響了鍋爐燃燒熱效率，同時還會造成鍋爐水冷壁受熱不均，壁溫差較大甚至部分區域溫度遠遠超過正常溫度。

2.2 缺乏對煤質和一、二次風配風的分析及調整

在鍋爐實際運行中，煤質對燃燒的穩定性和經濟性都會產生直接的影響。燃料中所含的揮發分、灰份以及水分都會對燃燒工況產生影響。當燃料中的揮發分含量減少、灰份過高以及水分含量高時，都會增加著火距離，著火速度慢，降低燃燒的穩定性，不能使燃料完全燃燒;此外，飛灰還會導致受熱面的磨損、堵灰以及結渣等。

在鍋爐運行中，未能根據給煤量調整一次風的風量、風速及風溫，一次風量、風速、風溫的過低或過高，會導致燃燒不穩且不完全、結渣或燒壞噴燃器等，同時也會造成一次風管堵塞，著火點靠前，嚴重時會燒壞燃燒器，降低鍋爐效率。而二次風過早的混合會增加一次風量，不利于著火，推遲著火點;滯后混入二次風則會引起燃燒缺氧，降低了煤粉的完全燃燒率。

2.3 缺乏對SOFA燃盡風的調整控制

在鍋爐低負荷運行中，運行人員往往缺乏甚至完全忽略對SOFA燃盡風的調整控制，燃盡風一直保持全開狀態運行。如此，則會造成燃燒器二次風量過低，同時還降低二次風剛性，使二次風滯后混入，導致燃燒缺氧。雖然在一定程度上降低了NOX的排放量，同時也會造成燃燒不完全，增加煙氣飛灰含碳量，降低鍋爐運行效率。

3 優化措施

為提高鍋爐機組運行經濟性，需對鍋爐的燃燒進行優化調整，以提高鍋爐熱效率，減少NOX的排放量。針對電廠鍋爐在燃燒運行出現問題的原因，主要采取調整燃燒器內部機構，確保煤粉完全燃燒;調節控制中心風與中心風管就是避免引起燃燒器噴口燒損和結焦;加強燃燒調整合理配風;調整控制SOFA燃盡風等優化措施，以減少鍋爐熱量損失，提高運行效率。

3.1 調整燃燒器內部機構

電廠鍋爐當前采用前后墻對沖燃燒方式新型雙調風燃燒器。為提高鍋爐的運行效率，確保鍋爐燃燒工況的穩定、良好，必須對燃燒器的內部機構進行調整。在對燃燒器內部機構調整前需對一、二次風機構的完整性和可調性進行檢查。為推遲旋流起始位置，需分析煤質的各項指標，以確定調整二次風套筒與燃燒器的距離。根據本廠采用燃燒器的特點，確定燃燒器的旋轉方向。為避免在運行中，由于旋流擴散造成的煤粉沖刷冷水壁狀況的發生，應適當增加中間燃燒器的旋流強度，降低兩側燃燒器的旋流強度。為防止燃燒器二次風量不足，盡量減少兩側燃燒的二次風進風口開度，中間燃燒器的二次風進風口可以完全打開。此外，為了確保粉煤的完全燃燒，應確保同層燃燒器配風合理，二次風配風也應均勻進入，避免出現中間燃燒器在長期低負荷運行中出現二次風箱內因積灰而出現堵塞情況。

3.2 調節控制中心風與中心風管

受燃燒器內旋流葉片及中心風管外圈的穩燃節流裝置的影響，容易引起燃燒器噴口燒損和結焦，為調整中心管風量及調整著火距離，需要對中心風與中心風管進行合理調節控制。隔片拆除中心風管內出口處的旋流葉片，對稱保留6片，將中心風管外圈的穩燃節流裝置割除，確保中心風管直管運行，達到提高中心風管的風速、調整控制燃燒器著火距離的目的，進而消除因燃燒器噴口著火過近而造成的高溫燒損現象。此外，無論燃燒器運行與否，中心風門都應有一定開度。中心風由大風箱直接引出，并在中心風管布置了手動調節門，可調中心風量。

3.3 加強燃燒調整合理配風

通過燃燒器各運行參數指標分析，加強燃燒器調整、合理配風，既可降低NOX的排放量，還能使爐內燃料完全燃燒，提高鍋爐運行效率。旋流燃燒器的一、二次風速的調節是通過改變一、二次風量來實現的，因此，在鍋爐運行中，根據煤質和鍋爐負荷合理調整一、二次風速，對于揮發分較低的煤，要適當調小二次風速;而對于揮發分較高的煤，要適當增大二次風速，以減小擴散角，避免燒壞燃燒器及結渣現象發生。當鍋爐負荷較高時，應適當擴大二次風速，減少擴散角，確保燃燒穩定;當鍋爐負荷較小時，調小二次風速，使擴散角增大，確保煤粉的快速著火和完全燃燒。

3.4 調整控制SOFA燃盡風

為進一步降低NOX的排放量，降低飛灰含碳量，提高鍋爐運行效率，應加強對SOFA燃盡風的調整控制。為實現全爐膛分級燃燒，將SOFA燃盡風口設置在燃燒器的上方，燃盡風率控制在20%-30%之間即可，分級燃燒示意圖如圖1。

此外，在鍋爐運行中，還要根據機組負荷情況，合理調整控制SOFA燃盡風量，在確保煤質燃燒穩定的前提下，滿足低氮燃燒要求的同時，提高爐內氣流混合、保證煤粉的完全燃燒;改進著火特性、保證穩燃;進一步降低了NOX的排放量，提高鍋爐燃燒效率和運行經濟性。

4 結束語

綜上所述，上述文章通過分析鍋爐燃燒運行存在的問題，結合實際運行維護經驗，對鍋爐燃燒提出調整燃燒器內部機構、調節控制中心風與中心風管、加強燃燒調整合理配風以及調整控制SOFA燃盡風等一系列優化措施，既提高鍋爐燃燒效率，還降低NOX的排放量，為提高鍋爐的運行效率提供保障。

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