优化燃烧系统提升锅炉运行经济性试验的研究

优化燃烧系统提升锅炉运行经济性试验的研究

李淑怡王兴波

(国家能源集团乐东发电有限公司海南省乐东黎族自治县572539)

摘要；锅炉燃烧过程优化调节与节能降耗具有较大发展空间，我国在锅炉燃烧过程优化理论、方法和技术上还需不断提升，为更好的提高锅炉运行经济性，带动电力企业的整体运行水平提供支持。

关键词：煤耗；锅炉燃烧优化；飞灰含碳量

一、课题背景及研究的目的和意义

“十二五”规划颁布后,节能减排势在必行,国家对电站污染物排放的要求将更加严格,如何有效降低污染物排放的技术成为电厂当前关注的热点。然而燃煤价格的上涨和国家对污染排放的限制,使国内燃煤机组面临着提高锅炉效率与降低污染排放的双重要求,迫切需要更好的面向节能、降耗与降低污染的生产过程一体化控制与调度方法。

二、本文主要研究内容

本文以国电乐东发电有限公司为例，主要针对其锅炉投运后燃烧相关问题进行试验优化，以求确保飞灰品质及燃烧效率问题得到合理解决。优化制粉与燃烧系统。根据前期实验的结果分析，对相关的设备和装置进行调整。通过实验验证优化的有效性

三、试验方案概述

1．试验目的

（1）提高锅炉运行的安全性与经济性，使着火稳定，燃烧完全，降低飞灰可燃物含量，火焰均匀充满炉膛，减少结渣，不烧损燃烧器；

（2）减小汽温偏差，并使各负荷点的主、再热汽温满足设计要求；

（3）兼顾NOx排放要求，确定各个可调参数的最佳控制值，建立合理的操作运行卡片和曲线。

2．试验内容

（1）摸底工况试验

摸底工况为燃烧调整前的试验工况，该项试验的目的旨在对锅炉目前的运行状况进行摸底，并以此作为试验的相对比较基准。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

（2）氧量调整试验

维持制粉系统及其他主要运行方式不变，仅通过送风机挡板开度改变运行氧量，观察并测量氧量变化对锅炉汽温、锅炉效率及NOx排放、尾部CO浓度等参数的影响，确定锅炉的最佳控制氧量。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

（3）一次风速调整试验

一次风速的大小，对燃烧着火影响较大。一次风速过高，推迟煤粉着火，引起燃烧不稳；一次风速过低，一次风刚性变差，气流稳定性变差，容易引起燃烧器喷咀烧损和一次风管堵管。试验进行时，保持炉膛出口氧量稳定，改变磨煤机进口一次风量，改变一次风速，观察并测量一次风速变化对锅炉汽温、锅炉热效率、NOx排放及尾部CO浓度的影响，并综合制粉系统试验结果确定磨煤机风煤比曲线。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

（4）主燃烧器内二次风旋流强度调整试验

主燃烧器内二次风旋流器为轴向叶片。改变旋流器位置即可改变内二次风旋流强度大小。维持制粉系统及其他主要运行方式不变，仅改变内二次风轴向旋流器位置，从而改变内二次风旋流强度，观察并测量内二次风旋流强度变化对锅炉汽温、锅炉效率、NOx排放及尾部CO浓度的影响，综合分析确定最佳的内二次风轴向旋流叶片位置。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

（5）中心风量调整试验

维持制粉系统及其他主要运行方式不变，仅改变燃烧器中心风挡板开度，观察并测量中心风变化对锅炉汽温、锅炉热效率、NOx排放及尾部CO浓度的影响，确定合适的中心风挡板开度。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

（6）燃尽风燃烧器参数调整试验

燃尽风燃烧器的中心为直流风，外部为旋流风。维持制粉系统及其他主要运行方式不变，综合改变燃尽风燃烧器的内直流风、外旋流风拉杆位置及旋流风的旋流强度大小，改变燃尽风燃烧器的内直流风、外旋流风风量分配及旋流强度大小，观察并测量燃尽风燃烧器参数变化对锅炉汽温、锅炉效率、NOx排放、尾部CO浓度及汽温偏差（壁温偏差）的影响，确定最佳的燃尽风燃烧器参数。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

（7）燃尽风风量调整试验

维持运行氧量及制粉系统运行方式不变，仅改变燃尽风风箱挡板开度，观察并测量燃尽风风量变化对锅炉汽温、锅炉效率、NOx排放、尾部CO浓度的影响，综合NOx排放情况，分析确定最佳的燃尽风风量挡板开度控制大小。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

（8）煤粉细度调整试验

维持其他主要运行参数不变，仅改变投运磨煤机的旋转分离器转速（频率），改变煤粉细度大小，观察并测量煤粉细度变化对锅炉汽温、锅炉效率、NOx排放、尾部CO浓度的影响。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空气预热器出口氧量、烟温、NOx排放、CO排放及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，计算锅炉热效率。

四、针对上述实验采取的解决措施

1.建议燃用印尼煤，或者选两台磨燃用印尼煤。印尼煤的灰分低、易着火、易燃尽。

2.减少入磨风量、提高磨出口温度。

3.开少量中心风，中心风风门开至20%左右。目前回流区的温度低于300℃，甚至低于中心风温度，可以开少量中心风，提高一点回流区温度。

4.燃烧器外二次风旋流都调至60。内二次风风量调至最大。

5.运行氧量3.2~3.6%，由于经常出现堵磨现象，氧量不建议低于3.1%。不用刻意关注二次风量，另外需热工人员将总风（DCS）上限设定在1800t/h。

6.二次风门开度

（1）中心风：如果不烧印尼煤，中心风门全关。印尼煤可将中心风开至20%。

（2）燃尽风：建议燃尽风门开至70%左右，可根据NOx浓度、蒸汽温度等参数进行调整。

（3）各层燃烧器风门：建议开至80%，根据汽温偏差可自行调节。

7.停炉检查时，对观察燃烧变形情况，尤其是停用时间较长的燃烧器。

锅炉调整对电厂的经济性起到了非常重要的作用,锅炉通过不同的调整方法所产生的机组效率相差很大,同时对整个机组运行的安全性有着极大的影响。因此确保燃烧工况稳定、运行方式安排合理是保证锅炉安全可靠及经济运行的必要条件。

参考文献:

[1]赵坚行著.燃烧的数值模拟[M].科学出版社,2002

[2]岑可法等著.高等燃烧学[M].浙江大学出版社,2002

[3]V.S.Krishnamurty,J.K.Clutteretal.StudyofTwo-EquationBasedModelingForCompressibleTurbulentFlows.AIAA96-0518.1996

作者简介：

李淑怡（1989-06-07），女，汉族，籍贯：吉林省长春市，职务：热控检修，职称：助理工程师，学历：研究生，研究方向：热控

王兴波（1971-05-28），男，汉族，籍贯：四川省乐山市，职务：公司副总工程师，职称：助理工程师