浅谈600MW亚临界锅炉运行的优化
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作者: 高占平
摘要：锅炉是火力发电厂中最为重要的设备之一，锅炉运行中一直存在不少问题，面临着许多需要优化的地方。本文就600MW亚临界锅炉运行的优化进行深入的研究，包括制粉系统和锅炉本体系统的运行优化，所得经济效益和社会效益明显，给同类锅炉运行优化调整提供了参考。
关键词：600MW亚临界锅炉；制粉系统；运行优化；效益
中图分类号：TG93 文献标识码：A
随着国民经济的持续发展，无论是工业生产还是人民生活都需要大量的电力供应。我国目前的电力供应以燃煤形式的火力发电为主。虽然火力发电取得了很大成效，但是与国外先进水平相比，仍相对落后，火电厂设备的运行效率还较低。而锅炉作为火力发电厂中最为重要的设备之一，其运行一直存在着不少问题，表现在炉内燃烧效率偏低，大渣含碳量偏高，水冷壁积渣严重，一次风管和受热面磨损严重，制粉系统出力不足、锅炉排烟温度高、厂用电率偏高等方面，因此，锅炉运行过程中仍然面临着许多需要优化的地方。
1背景概况
某电厂600MW亚临界锅炉自投产以来，存在着炉内燃烧效率偏低，大渣含碳量偏高，水冷壁积渣严重，一次风管和受热面磨损严重，电除尘输灰困难、厂用电率偏高等问题，严重制约机组出力，影响锅炉的安全经济运行。
2制粉系统优化
由于煤炭市场原因，锅炉燃烧煤种采用劣质烟煤和本地洗中煤混合掺烧，掺烧热值在3300kcal/kg左右，满负荷需要360～390t/h煤，实际运行中要六台磨煤机全出力运行，一旦有一台出现故障就不能满足满负荷要求。设备长期处于高负荷运转，加上磨损严重，可靠性、经济性及机组出力都受到很大影响。制粉系统优化采取的措施主要有：
2.1优化煤场配煤
考虑煤质发热量、全水、硫分的搭配，同时考虑负荷调峰变化，采用分煤场存煤，同一煤场混合调整煤质均匀，两煤场同时上煤调整上煤水分、硫分的匹配两次混合，按照机组负荷计划调整入炉煤热值，保证高峰煤质相对较好。
2.2磨煤机风环改造
由于运行中一次风管和磨煤机部件磨损严重、石子煤量大、灰重输灰系统堵管频繁，参照磨煤机出厂说明书的设计决定进行磨煤机风环间隙改造，将风环间隙由原来的65mm改为90mm，使风环面积增加38%，一次风量一定的条件下磨煤机入口一次风压降低约1kPa，石子煤排放量由原来的2.5%左右增加至4%左右，输灰空压机由原先的六台运行变为四运两备，设备磨损漏粉情况明显改善。
2.3优化制粉系统出力
首先在炉四角一次风速调平的基础上，严格控制一次风速在30m/s以内，保证飞灰炉渣可燃物的前提下适当放宽煤粉细度，增加制粉系统出力同时降低制粉电耗，有关结果见表1。
2.4减少制粉系统冷风掺入
适当提高磨煤机出口温度至90℃（设计77℃），减少密封风用量，减少冷风掺入同时降低排烟损失。同时参照《电站锅炉运行与燃烧调整》书中的指导结合该公司设备情况修改风煤比曲线，同时在磨煤机大出力时（50～65t/h）提高一次风母管压力0.03kPa/t，使风煤比调节更合理，调整后的结果见表2所示。
3锅炉本体系统优化
3.1严格控制燃烧风量
二次风量调整，控制过量空气系数在1.15～1.25之间，氧量维持过大，增加受热面磨损和风机耗电，氧量维持太小又会带来高温腐蚀，优化后控制在3.0%～4.2%之间运行。
3.2喷燃器改造减少结渣
喷燃器结构由垂直浓淡改为水平浓淡方式，利用炉膛切圆转向减少火焰贴墙燃烧，更好地实现风包粉燃烧，从而有效地减少了水冷壁结渣，提高了换热效率，改造后炉膛掉焦明显减少，没有出现掉大焦情况，飞灰、炉渣取样化验也得到明显改善，在不同负荷下飞灰和大渣含碳量见表3所示。
3.3优化反切燃尽风的调整
通过优化燃尽风的调整，OFA1、OFA2两层燃尽风在设计随负荷升降开大、关小的基础上，参照两侧烟温变化和煤质变化调整，低负荷时适当关，高负荷适当增大；煤质变好适当开大，煤质差时根据炉膛温度适当关小。燃尽风的调整同时使得再热壁温和过热壁温最大值有不同程度的减小。
3.4想尽办法减少锅炉漏风
减少锅炉漏风，主要是定期维护炉底水封和捞渣机水封的严密性，保证炉膛负压不冒正前提下适当降低炉膛负压减少漏风；空预漏风通过间隙调整、密封片修复、降低一次风母管风压、定期高压水冲洗空气预热器，减少漏风使空预漏风维持在6%左右。
3.5减少工质损耗
利用机组检修对系统内漏阀门进行研磨和更换，尽可能减少系统工质损失；运行中根据燃用煤种的灰分、结焦性能等情况，以及烟气阻力、减温水大小、各部积灰情况，将每班多次吹灰次数，减少吹灰频率，炉膛次数加多，再热器和过热器区域次数较少。
3.6优化机组启停机操作
优化机组启停，减少燃油、除盐水、厂用电、辅助蒸汽的消耗，主要有：采用辅汽提高启动给水温度减少启动用油；串联系统综合冲洗满足水质要求前提下尽量减少用水；单侧风机、单台泵启动点火节约厂用电；合理安排启动操作缩短启动时间，控制燃烧率、升温升压速度、启动期间合理安排系统冲洗换水等。
3.7开展日常对标管理，优化机组效率通过对标管理，查找降低锅炉效率的各种因素，一一制定措施进行调整。每日进行能耗分析，找出不足之处立即加以改进。如减温水偏大分析低温过热器受热面吸热太多，准备改造方案；低负荷再热汽温偏低，采取停运下层喷燃器调节；厂用电率偏高采用低负荷单电泵运行、优化机组负荷分配等措施节能降耗。
4优化效益分析
经过一系列的改造调整，该公司锅炉燃烧效率明显提高，在实际煤种严重偏离设计煤种的情况下，飞灰可燃物控制在0.5%左右，炉渣可燃物在1%左右（依据煤炭地质研究所测试报告），锅炉效率93.5%左右。厂用电率比调整前降低0.12%左右，平均节约厂用电2万度/天。发电煤耗由调整前发电原煤耗667.25g/kwh变为调整后的662.46g/kwh，降低4.79g/kwh，折合标煤约2.25g/kwh，按照每台机组每年30亿度发电量计算，每年节约标煤约6750t。
结语
综上所述，通过优化调整后，困扰电厂运行的各个问题均已得到解决，锅炉运行优化后取得较佳的经济效益和社会效益，不仅机组运行的安全性和经济性也到了很大的改善，也为同类设备的运行优化提供了可借鉴性经验参考。
参考文献
[1]关志峰，杜学慧.浅析600MW亚临界机组锅炉的燃烧优化[J].科技资讯，2011（15）.
[2]张博.浅谈600MW亚临界锅炉运行与燃烧调整[J].科学之友（下旬），2012（1）.
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