伍思權(quán)　林松品

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

關(guān)鍵詞：350MW;超臨界機組;鍋爐燃燒器;燃燒優(yōu)化調(diào)整

中圖分類號：TM621.2? ? ? ?文獻標(biāo)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(fā)電廠鍋爐燃燒的熱效率，既能提高電廠的發(fā)電率，還能降低NOX的排放量，達到節(jié)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(fēng)配比不合理及運行缺乏穩(wěn)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(yōu)化調(diào)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(yōu)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(huán)境的影響，在燃燒方面存在一些問題，導(dǎo)致燃燒不完整，降低了鍋爐的燃燒效率。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 風(fēng)、粉配合不均

風(fēng)粉配合不均就會影響爐膛內(nèi)的過剩空氣系數(shù)，當(dāng)過剩空氣系數(shù)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;而過剩空氣系數(shù)過小時，會造成燃燒不完全，影響燃燒熱效率。此外，風(fēng)粉配合不均，還會導(dǎo)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(fēng)配比不合理

合理的一、二次風(fēng)配比就是要保證著火迅速，燃燒完全。由于燃燒器內(nèi)的一、二次風(fēng)配比不合理，會導(dǎo)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(wěn)定性

鍋爐在燃燒運行中，是一個復(fù)雜的過程，受多種因素的影響，主要影響因素表現(xiàn)在：煤炭質(zhì)量、送風(fēng)量等方面。運行缺乏穩(wěn)定性，導(dǎo)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(jié)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(xiàn)的原因進行了分析，總結(jié)如下：

2.1 燃燒器內(nèi)部機構(gòu)不合理

由于燃燒器的內(nèi)部機構(gòu)未充分考慮煤質(zhì)的高揮發(fā)性及軸流燃燒器內(nèi)、外二次風(fēng)旋流強度及風(fēng)量等因素的影響，機構(gòu)調(diào)節(jié)異常不合理，容易出現(xiàn)受熱面堵灰、結(jié)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(qū)域溫度遠遠超過正常溫度。

2.2 缺乏對煤質(zhì)和一、二次風(fēng)配風(fēng)的分析及調(diào)整

在鍋爐實際運行中，煤質(zhì)對燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性都會產(chǎn)生直接的影響。燃料中所含的揮發(fā)分、灰份以及水分都會對燃燒工況產(chǎn)生影響。當(dāng)燃料中的揮發(fā)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(wěn)定性，不能使燃料完全燃燒;此外，飛灰還會導(dǎo)致受熱面的磨損、堵灰以及結(jié)渣等。

在鍋爐運行中，未能根據(jù)給煤量調(diào)整一次風(fēng)的風(fēng)量、風(fēng)速及風(fēng)溫，一次風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫的過低或過高，會導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)且不完全、結(jié)渣或燒壞噴燃器等，同時也會造成一次風(fēng)管堵塞，著火點靠前，嚴(yán)重時會燒壞燃燒器，降低鍋爐效率。而二次風(fēng)過早的混合會增加一次風(fēng)量，不利于著火，推遲著火點;滯后混入二次風(fēng)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(fēng)的調(diào)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(fēng)的調(diào)整控制，燃盡風(fēng)一直保持全開狀態(tài)運行。如此，則會造成燃燒器二次風(fēng)量過低，同時還降低二次風(fēng)剛性，使二次風(fēng)滯后混入，導(dǎo)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(yōu)化措施

為提高鍋爐機組運行經(jīng)濟性，需對鍋爐的燃燒進行優(yōu)化調(diào)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(xiàn)問題的原因，主要采取調(diào)整燃燒器內(nèi)部機構(gòu)，確保煤粉完全燃燒;調(diào)節(jié)控制中心風(fēng)與中心風(fēng)管就是避免引起燃燒器噴口燒損和結(jié)焦;加強燃燒調(diào)整合理配風(fēng);調(diào)整控制SOFA燃盡風(fēng)等優(yōu)化措施，以減少鍋爐熱量損失，提高運行效率。

3.1 調(diào)整燃燒器內(nèi)部機構(gòu)

電廠鍋爐當(dāng)前采用前后墻對沖燃燒方式新型雙調(diào)風(fēng)燃燒器。為提高鍋爐的運行效率，確保鍋爐燃燒工況的穩(wěn)定、良好，必須對燃燒器的內(nèi)部機構(gòu)進行調(diào)整。在對燃燒器內(nèi)部機構(gòu)調(diào)整前需對一、二次風(fēng)機構(gòu)的完整性和可調(diào)性進行檢查。為推遲旋流起始位置，需分析煤質(zhì)的各項指標(biāo)，以確定調(diào)整二次風(fēng)套筒與燃燒器的距離。根據(jù)本廠采用燃燒器的特點，確定燃燒器的旋轉(zhuǎn)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(fā)生，應(yīng)適當(dāng)增加中間燃燒器的旋流強度，降低兩側(cè)燃燒器的旋流強度。為防止燃燒器二次風(fēng)量不足，盡量減少兩側(cè)燃燒的二次風(fēng)進風(fēng)口開度，中間燃燒器的二次風(fēng)進風(fēng)口可以完全打開。此外，為了確保粉煤的完全燃燒，應(yīng)確保同層燃燒器配風(fēng)合理，二次風(fēng)配風(fēng)也應(yīng)均勻進入，避免出現(xiàn)中間燃燒器在長期低負荷運行中出現(xiàn)二次風(fēng)箱內(nèi)因積灰而出現(xiàn)堵塞情況。

3.2 調(diào)節(jié)控制中心風(fēng)與中心風(fēng)管

受燃燒器內(nèi)旋流葉片及中心風(fēng)管外圈的穩(wěn)燃節(jié)流裝置的影響，容易引起燃燒器噴口燒損和結(jié)焦，為調(diào)整中心管風(fēng)量及調(diào)整著火距離，需要對中心風(fēng)與中心風(fēng)管進行合理調(diào)節(jié)控制。隔片拆除中心風(fēng)管內(nèi)出口處的旋流葉片，對稱保留6片，將中心風(fēng)管外圈的穩(wěn)燃節(jié)流裝置割除，確保中心風(fēng)管直管運行，達到提高中心風(fēng)管的風(fēng)速、調(diào)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?zé)龘p現(xiàn)象。此外，無論燃燒器運行與否，中心風(fēng)門都應(yīng)有一定開度。中心風(fēng)由大風(fēng)箱直接引出，并在中心風(fēng)管布置了手動調(diào)節(jié)門，可調(diào)中心風(fēng)量。

3.3 加強燃燒調(diào)整合理配風(fēng)

通過燃燒器各運行參數(shù)指標(biāo)分析，加強燃燒器調(diào)整、合理配風(fēng)，既可降低NOX的排放量，還能使?fàn)t內(nèi)燃料完全燃燒，提高鍋爐運行效率。旋流燃燒器的一、二次風(fēng)速的調(diào)節(jié)是通過改變一、二次風(fēng)量來實現(xiàn)的，因此，在鍋爐運行中，根據(jù)煤質(zhì)和鍋爐負荷合理調(diào)整一、二次風(fēng)速，對于揮發(fā)分較低的煤，要適當(dāng)調(diào)小二次風(fēng)速;而對于揮發(fā)分較高的煤，要適當(dāng)增大二次風(fēng)速，以減小擴散角，避免燒壞燃燒器及結(jié)渣現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)鍋爐負荷較高時，應(yīng)適當(dāng)擴大二次風(fēng)速，減少擴散角，確保燃燒穩(wěn)定;當(dāng)鍋爐負荷較小時，調(diào)小二次風(fēng)速，使擴散角增大，確保煤粉的快速著火和完全燃燒。

3.4 調(diào)整控制SOFA燃盡風(fēng)

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(yīng)加強對SOFA燃盡風(fēng)的調(diào)整控制。為實現(xiàn)全爐膛分級燃燒，將SOFA燃盡風(fēng)口設(shè)置在燃燒器的上方，燃盡風(fēng)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(jù)機組負荷情況，合理調(diào)整控制SOFA燃盡風(fēng)量，在確保煤質(zhì)燃燒穩(wěn)定的前提下，滿足低氮燃燒要求的同時，提高爐內(nèi)氣流混合、保證煤粉的完全燃燒;改進著火特性、保證穩(wěn)燃;進一步降低了NOX的排放量，提高鍋爐燃燒效率和運行經(jīng)濟性。

4 結(jié)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(jié)合實際運行維護經(jīng)驗，對鍋爐燃燒提出調(diào)整燃燒器內(nèi)部機構(gòu)、調(diào)節(jié)控制中心風(fēng)與中心風(fēng)管、加強燃燒調(diào)整合理配風(fēng)以及調(diào)整控制SOFA燃盡風(fēng)等一系列優(yōu)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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