350MW超临界机组直流锅炉的燃烧优化调整
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摘 要：为提高锅炉燃烧的经济性，减少热偏差，降低NOX排放量，防止受热面结焦、堵灰、金属材料过热等情况的发生，在此基础上，文章分析了锅炉在燃烧运行中存在的问题，并对产生问题的原因进行了分析，最后通过采取一系列优化措施，对本厂原先采用的旋流燃烧器进行燃烧优化调整，以期进一步提高锅炉燃烧安全水平和整体效率。
关键词：350MW;超临界机组;锅炉燃烧器;燃烧优化调整
中图分类号：TM621.2 文献标志码：A 文章编号：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
提高火力发电厂锅炉燃烧的热效率，既能提高电厂的发电率，还能降低NOX的排放量，达到节能降耗的效果。但在锅炉运行过程中，由于锅炉煤粉分配不均、一、二次风配比不合理及运行缺乏稳定性等问题，降低了锅炉在运行中整体效率。在此背景下，亟需对锅炉的燃烧进行优化调整，提高锅炉的运行效率。文章详细分析了锅炉在燃烧运行中存在的问题及原因，并对燃烧优化措施进行详细阐述。
1 锅炉在燃烧运行中存在的问题
国电肇庆热电厂投入使用的是型号为DG1150/25.4-Π2型350MW超临界直流锅炉。但锅炉投入使用后，受周围运行环境的影响，在燃烧方面存在一些问题，导致燃烧不完整，降低了锅炉的燃烧效率。主要表现在以下几个方面：
1.1 风、粉配合不均
风粉配合不均就会影响炉膛内的过剩空气系数，当过剩空气系数过大时，将会降低炉膛温度，不利于锅炉的着火和燃烧，同时还会增加锅炉排烟热损失;而过剩空气系数过小时，会造成燃烧不完全，影响燃烧热效率。此外，风粉配合不均，还会导致锅炉的燃烧不均匀，水冷壁温差较大，造成局部管壁超温或过热器爆管事故。
1.2 一、二次风配比不合理
合理的一、二次风配比就是要保证着火迅速，燃烧完全。由于燃烧器内的一、二次风配比不合理，会导致煤粉气流加热到着火温度的时间延长，推迟着火点，同时也会使着火后的燃烧缺氧，大大降低了锅炉的运行效率。
1.3 运行缺乏稳定性
锅炉在燃烧运行中，是一个复杂的过程，受多种因素的影响，主要影响因素表现在：煤炭质量、送风量等方面。运行缺乏稳定性，导致锅炉的热效率受到极大的影响，从而也会影响锅炉的运行效率，不能达到节能降耗的目的。
2 原因分析
通过了解锅炉在燃烧运行中存在问题，针对上述问题出现的原因进行了分析，总结如下：
2.1 燃烧器内部机构不合理
由于燃烧器的内部机构未充分考虑煤质的高挥发性及轴流燃烧器内、外二次风旋流强度及风量等因素的影响，机构调节异常不合理，容易出现受热面堵灰、结焦、燃烧器口变形等问题，影响了锅炉燃烧热效率，同时还会造成锅炉水冷壁受热不均，壁温差较大甚至部分区域温度远远超过正常温度。
2.2 缺乏对煤质和一、二次风配风的分析及调整
在锅炉实际运行中，煤质对燃烧的稳定性和经济性都会产生直接的影响。燃料中所含的挥发分、灰份以及水分都会对燃烧工况产生影响。当燃料中的挥发分含量减少、灰份过高以及水分含量高时，都会增加着火距离，着火速度慢，降低燃烧的稳定性，不能使燃料完全燃烧;此外，飞灰还会导致受热面的磨损、堵灰以及结渣等。
在锅炉運行中，未能根据给煤量调整一次风的风量、风速及风温，一次风量、风速、风温的过低或过高，会导致燃烧不稳且不完全、结渣或烧坏喷燃器等，同时也会造成一次风管堵塞，着火点靠前，严重时会烧坏燃烧器，降低锅炉效率。而二次风过早的混合会增加一次风量，不利于着火，推迟着火点;滞后混入二次风则会引起燃烧缺氧，降低了煤粉的完全燃烧率。
2.3 缺乏对SOFA燃尽风的调整控制
在锅炉低负荷运行中，运行人员往往缺乏甚至完全忽略对SOFA燃尽风的调整控制，燃尽风一直保持全开状态运行。如此，则会造成燃烧器二次风量过低，同时还降低二次风刚性，使二次风滞后混入，导致燃烧缺氧。虽然在一定程度上降低了NOX的排放量，同时也会造成燃烧不完全，增加烟气飞灰含碳量，降低锅炉运行效率。 3 优化措施
为提高锅炉机组运行经济性，需对锅炉的燃烧进行优化调整，以提高锅炉热效率，减少NOX的排放量。针对电厂锅炉在燃烧运行出现问题的原因，主要采取调整燃烧器内部机构，确保煤粉完全燃烧;调节控制中心风与中心风管就是避免引起燃烧器喷口烧损和结焦;加强燃烧调整合理配风;调整控制SOFA燃尽风等优化措施，以减少锅炉热量损失，提高运行效率。
3.1 调整燃烧器内部机构
电厂锅炉当前采用前后墙对冲燃烧方式新型双调风燃烧器。为提高锅炉的运行效率，确保锅炉燃烧工况的稳定、良好，必须对燃烧器的内部机构进行调整。在对燃烧器内部机构调整前需对一、二次风机构的完整性和可调性进行检查。为推迟旋流起始位置，需分析煤质的各项指标，以确定调整二次风套筒与燃烧器的距离。根据本厂采用燃烧器的特点，确定燃烧器的旋转方向。为避免在运行中，由于旋流扩散造成的煤粉冲刷冷水壁状况的发生，应适当增加中间燃烧器的旋流强度，降低两侧燃烧器的旋流强度。为防止燃烧器二次风量不足，尽量减少两侧燃烧的二次风进风口开度，中间燃烧器的二次风进风口可以完全打开。此外，为了确保粉煤的完全燃烧，应确保同层燃烧器配风合理，二次风配风也应均匀进入，避免出现中间燃烧器在长期低负荷运行中出现二次风箱内因积灰而出现堵塞情况。
3.2 调节控制中心风与中心风管
受燃烧器内旋流叶片及中心风管外圈的稳燃节流装置的影响，容易引起燃烧器喷口烧损和结焦，为调整中心管风量及调整着火距离，需要对中心风与中心风管进行合理调节控制。隔片拆除中心风管内出口处的旋流叶片，对称保留6片，将中心风管外圈的稳燃节流装置割除，确保中心风管直管运行，达到提高中心风管的风速、调整控制燃烧器着火距离的目的，进而消除因燃烧器喷口着火过近而造成的高温烧损现象。此外，无论燃烧器运行与否，中心风门都应有一定开度。中心风由大风箱直接引出，并在中心风管布置了手动调节门，可调中心风量。
3.3 加强燃烧调整合理配风
通过燃烧器各运行参数指标分析，加强燃烧器调整、合理配风，既可降低NOX的排放量，还能使炉内燃料完全燃烧，提高锅炉运行效率。旋流燃烧器的一、二次风速的调节是通过改变一、二次风量来实现的，因此，在锅炉运行中，根据煤质和锅炉负荷合理调整一、二次风速，对于挥发分较低的煤，要适当调小二次风速;而对于挥发分较高的煤，要适当增大二次风速，以减小扩散角，避免烧坏燃烧器及结渣现象发生。当锅炉负荷较高时，应适当扩大二次风速，减少扩散角，确保燃烧稳定;当锅炉负荷较小时，调小二次风速，使扩散角增大，确保煤粉的快速着火和完全燃烧。
3.4 调整控制SOFA燃尽风
为进一步降低NOX的排放量，降低飞灰含碳量，提高锅炉运行效率，应加强对SOFA燃尽风的调整控制。为实现全炉膛分级燃烧，将SOFA燃尽风口设置在燃烧器的上方，燃尽风率控制在20%-30%之间即可，分级燃烧示意图如图1。
此外，在锅炉运行中，还要根据机组负荷情况，合理调整控制SOFA燃尽风量，在确保煤质燃烧稳定的前提下，满足低氮燃烧要求的同时，提高炉内气流混合、保证煤粉的完全燃烧;改进着火特性、保证稳燃;进一步降低了NOX的排放量，提高锅炉燃烧效率和运行经济性。
4 结束语
综上所述，上述文章通过分析锅炉燃烧运行存在的问题，结合实际运行维护经验，对锅炉燃烧提出调整燃烧器内部机构、调节控制中心风与中心风管、加强燃烧调整合理配风以及调整控制SOFA燃尽风等一系列优化措施，既提高锅炉燃烧效率，还降低NOX的排放量，为提高锅炉的运行效率提供保障。
参考文献：
[1]牟春华，张义政，王春昌.某台墙式燃烧锅爐严重高温腐蚀和低负荷飞灰可燃物含量高的原因分析[J].热力发电厂，2008，37（7）：39-42.
[2]刘心纯，杨波.300MW燃煤机组集约型超低排放改造实践[J].中国新技术新产品，2017（07）：110-111.
[3]任建立.300MW超临界循环流化床自平衡给水控制系统研究[J].电子世界，2019（02）：158-159.
[4]张红福，张曦，罗嘉.基于预测控制方法的燃烧优化研究与应用[J].自动化博览，2015（07）：90-92.
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