300MW锅炉机组燃烧调整及优化.doc

300MW锅炉机组燃烧调整及优化孙见生（国电宣威发电有限责任公司发电部）摘要本文叙述了国电宣威发电有限责任公司锅炉运行中出现的问题，针对出现的问题进行了分析并采取了措施，对取得的成果进行分析总结。关键词 锅炉 燃烧 优化 调整一、 概述1、 锅炉简介：武锅WGZ1025/18.24-4型锅炉为亚临界、一次中间再热、自然循环、固态排渣炉，设计燃烧劣质贫煤，实际运行中煤质较设计值还要差，其特点为低挥发份、低热值、高灰份。燃烧方式为水平浓淡、直流燃烧器四角布置，20只一次风喷口分五层布置，制粉系统为正压冷一次风直吹式，配五台HP863-C型中速磨煤机和9224电子称重给煤机；油燃烧器为机械雾化，油枪出力1.6吨，12只3层布置，点火系统还配有烟台龙源电力技术有限公司生产的等离子点火器。2、 锅炉主要设计参数：锅炉最大蒸发量：1025t/h锅炉额定蒸发量：903t/h过热蒸汽压力：17.45Mpa过热蒸汽温度：541再热蒸汽进口压力：3.82 Mpa再热蒸汽出口压力：3.62 Mpa再热蒸汽进口温度：321.9 Mpa再热蒸汽出口温度：541给水温度：278冷风温度：23.3排烟温度：128.9炉膛容积热负荷：88kW/m3炉膛截面热负荷： 4.3MW/m2炉膛尺寸：13.76*13.3m锅炉效率：92.67%3、 锅炉煤种为宣威本地的劣质烟煤，主要特性如下表 项 目符 号单 位设计煤种校核煤种 1校核煤种 2全水分Mt%6.27.505.35分析基水分Mad%1.141.391.09灰分Aar%35.139.2531.5挥发分Vdaf%27.9628.8226.11高位发热量Qgr.arMJ/kg20.3117.9822.06低位发热量Qnet.arMJ/kg19.5417.5821.42碳Car%49.9144.1655.29氢Har%3.032.972.9氧Oar%4.615.053.87氮Nar%0.870.830.79全硫St.ar%0.380.310.41硫化铁硫Sp.ar%0.220.070.20硫酸盐硫Ss.ar%0.010.020.02有机硫So.ar%0.150.250.19可燃硫Sc.ar%0.280.240.30哈式可磨系数HGI869086前苏可磨指数BT1.621.621.61磨损指数AImg/kg11二氧化硅SiO2%58.9456.3651.13三氧化二铝Al2O3%22.4318.925.31三氧化二铁Fe2O3%8.9712.1611.86二氧化锰MnO2%0.060.120.09二氧化钛Tio2%1.891.811.78氧化钾K2O%0.570.530.78氧化钠Na2O%0.160.060.10氧化钙CaO%3.253.083.01氧化镁MgO%1.041.410.97三氧化硫SO3%0.751.291.564、 灰渣特性灰变形温度DT124011901250灰软化温度ST132012801380灰流动温度FT139013201410设计煤质特点为高灰分、中等发热量、中等挥发分，有轻微结焦倾向，煤灰磨损严重等。二、 锅炉机组运行中存在的问题：1、 入炉煤与设计煤质相差太大，低位发热量一般在17Mj/kg，较低时达15Mj/kg以下，灰分较高时达50%以上，高出设计值15%以上，入炉煤煤质差，煤质变化大，锅炉燃烧的安全稳定性下降，锅炉灭火现象时有发生。2、 锅炉燃烧器区域有轻微结焦现象。3、 锅炉炉膛出口两侧烟温偏差大，烟气余旋明显。4、 磨煤机研磨部件、一次风管、等磨损严重。5、 屏式再热器局部有过热现象。6、 一次风机耗电率偏高，一次风管磨损严重，一次风机效率低。三、 措施及对策:1. 进行锅炉燃烧优化调整试验，包括冷态调整和热态调整试验。冷态调整包括一、二次风调平试验，热态优化调整在300MW、270MW、200MW、150MW负荷下进行了四个工况的调整试验，调整的内容包括炉膛/大风箱差压调整、一次风压调整、二次风量调整、配风方式调整、炉膛出口烟温偏差调整等项目。2. 冷态一二次风调平试验：锅炉机组在冷态工况下，调整配平二次风，保证燃烧器二次风喷口处各二次风速一致；调整一次风管上的双向可调缩孔，保证各台磨煤机四根一次风粉管风速一致，经反复精细调整使得A、B、C、D、E磨煤机一次风速最大相对偏差均在8%以内，基本消除一次风管的风速偏差。最后通过冷态空气动力场试验验证一、二次风速的调整效果，检验炉膛内部假象燃烧切圆形成情况。3. 热态一次风调整试验：由于煤质差，发电原煤耗率升高，运行中一次风压控制值偏高，一次风速较大，且空预器出口一次风压至磨煤机入口一次风压压降为5kpa，磨煤机入口风门开度偏小，磨煤机入口风门节流损失较大。通过降低一次风母管压力，开大磨煤机入口风门开度，一次风差压降为3kpa以下，控制一次风速在设计值附近。这样保证磨煤机的通风出力和干燥出力；通过降低一次风速，优化锅炉燃烧，充分保证了锅炉燃烧的安全稳定性，又有效地减轻了一次风管的磨损，同时消除了炉膛内部在燃烧后期因一次风速偏高所产生的烟气余旋，减小炉膛出口两侧烟温偏差和过热、再热汽温偏差，消除局部受热面的过热现象。调整试验前后工况对照表项目试验前试验后一次风母管压力kpa129.5磨煤机入口风压kpa8.07.2磨煤机出口风压kpa1.81.8一次风速m/s3729磨煤机风门开度（%）3080磨煤机入口风门差压（kpa）52.84. 一次风温度的调整试验，通过对入炉煤质的论证：入炉煤低位发热量较设计值降低34Mkj、灰份升高1015、挥发份降低10以上，论证了提高磨煤机出口控制温度的可行性，将原来磨煤机出口控制温度升高到95105，降低了一次风率，改善燃烧器出口煤粉的着火和燃烧条件，优化锅炉燃烧，提高燃烧的安全稳定性，同时降低了一次风机厂用电率。调整试验前后工况对照表项目试验前试验后空预器出口一次风温280280磨煤机入口温度190230250270磨煤机出口温度（%）758295105磨煤机冷风开度（%）4060010磨煤机热风开度（%）30407080一次风机风机厂用电率0.680.675. 由于煤质变化较大，煤中杂质多，煤质的优劣直接影响了磨煤机的研磨部件的寿命。在运行中发现磨煤机中石子煤中夹杂着细煤粉，调整中发现，磨煤机在正常出力下，当石子煤量较大时，通过加大一次风量，提高一次风速，增加磨煤机通风量石子煤排放量仍没有减少趋势，说明石子煤排放量仅与煤质、磨煤机研磨部件有关；从磨煤机的磨辊、磨碗磨损情况看，其磨损较重，磨辊和衬板使用寿命缩短，当磨辊、磨碗间隙增大，煤粉变粗，通过及时更换磨辊、更新衬板，调整合理的磨辊、磨碗间隙保证煤粉细度，提高燃烧效率，并减少石子煤中夹杂煤粉量。 6. 磨煤机运行方式的优化调整：由于煤中石块、木块、铁块等杂质较多，制粉系统运行不稳定，一次风粉管泄漏频繁，给煤机运行中常出现断煤、堵煤、给煤机故障跳闸、给煤机划皮带、皮带打滑等事件经常发生，磨煤机启动、停止切换非常频繁，给锅炉燃烧稳定性增加了一些不利因素。针对以上情况，除严格控制煤质，加强燃料各环节过程管理外，还进行磨煤机检修控制，提高制粉系统可靠性，保证相邻磨煤机运行，避免隔层燃烧。7. 二次风量、炉膛差压及配风方式的调整：为保证锅炉燃烧的安全稳定性，采用了一些稳燃措施，由于灰份较高，锅炉存在结焦倾向，要减轻和消除结焦须从风量、配风方式上开辟途径，通过锅炉运行经验表明，只要控制炉膛出口两侧烟温偏差在合适的范围内，就能有效的抑制锅炉结焦，减少锅炉冷灰斗的焦、渣量；在运行下面四台磨煤机时，炉膛热负荷明显偏高，结焦倾向较明显，焦渣主要黏结在燃烧器附近的炉墙上。二次风采用“束腰型”（即中间小，两头大）的配风方式，通过调整周界风、辅助风、燃尽风和控制大风箱差压，保证炉膛温度场、速度场均匀，降低燃烧器区域的热负荷，消除燃烧后期烟气余旋，降低两侧烟温偏差，能有效的改善炉膛结焦情况。 原来的燃烧器摆角和小风门都是气动控制的，由于工作环境处于高温下，各小风门弹簧弹性系数发生变化，调节特性较差，燃烧器摆角卡涩、摆动不畅等制约了锅炉燃烧的优化调整，现燃烧器摆角改为电液执行器、小风门该为电动执行器，调节的精度及可靠性明显提高。由于燃烧器磨损较严重，燃烧器弯头、浓淡分离挡板、燃烧器喷口都出现不同程度的磨损，燃烧器摆角也存在上下不同步现象，部分小风门卡涩、机械部分动作不灵活，给锅炉燃烧的安全稳定运行留下了较大的隐患。因此，在锅炉停运期间加强了对燃烧器的检查消缺，确实提高设备可靠性，给锅炉优化运行提供了保障，为锅炉机组的稳发多供创造的坚实的基础。燃烧器特性数据名称风比风速m/s风温风量km3/h阻力kpa一次风21.430.677336.4951110周界风15.654.1333424.7111110二次风5954.13331606.2781110漏风420合计1002367.484调整试验前后工况对照表运行#1、2、3、4磨煤机300MW工况项目试验前试验后燃烧器摆角水平位水平位AA层辅助风（%）4580AB层辅助风（%）4570BC层辅助风（%）4560CD层辅助风（%）5050DD层辅助风（%）2055DE层辅助风（%）1060EE层反切风（%）5080100EF层反切风（%）5080100A层燃料风（%）9050B层燃料风（%）9050C层燃料风（%）9050D层燃料风（%）9050炉膛/风箱差压(kpa)0.750.91炉膛出口两侧烟温（）700/600621/615氧量（）4.23.5锅炉机组在低负荷时二次风量充裕，锅炉氧量自动修正值明显偏高，在150MW时氧量自动设定值为6.17%，这不仅增加了引风机、送风机的厂用电率，由于煤质差、煤质变化较大，还给锅炉低负荷稳定运行带来一系列的安全隐患，通过降低氧量定值，优化燃烧，氧量降低2.5