淺談600MW亞臨界鍋爐運行的優化

高占平

（神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西 神木 719319）

隨著國民經濟的持續發展，無論是工業生產還是人民生活都需要大量的電力供應。我國目前的電力供應以燃煤形式的火力發電為主。雖然火力發電取得了很大成效，但是與國外先進水平相比，仍相對落后，火電廠設備的運行效率還較低。而鍋爐作為火力發電廠中最為重要的設備之一，其運行一直存在著不少問題，表現在爐內燃燒效率偏低，大渣含碳量偏高，水冷壁積渣嚴重，一次風管和受熱面磨損嚴重，制粉系統出力不足、鍋爐排煙溫度高、廠用電率偏高等方面，因此，鍋爐運行過程中仍然面臨著許多需要優化的地方。

1 背景概況

某電廠600MW亞臨界鍋爐自投產以來，存在著爐內燃燒效率偏低，大渣含碳量偏高，水冷壁積渣嚴重，一次風管和受熱面磨損嚴重，電除塵輸灰困難、廠用電率偏高等問題，嚴重制約機組出力，影響鍋爐的安全經濟運行。

2 制粉系統優化

由于煤炭市場原因，鍋爐燃燒煤種采用劣質煙煤和本地洗中煤混合摻燒，摻燒熱值在3300kcal/kg左右，滿負荷需要360～390t/h煤，實際運行中要六臺磨煤機全出力運行，一旦有一臺出現故障就不能滿足滿負荷要求。設備長期處于高負荷運轉，加上磨損嚴重，可靠性、經濟性及機組出力都受到很大影響。制粉系統優化采取的措施主要有:

2.1 優化煤場配煤

考慮煤質發熱量、全水、硫分的搭配，同時考慮負荷調峰變化，采用分煤場存煤，同一煤場混合調整煤質均勻，兩煤場同時上煤調整上煤水分、硫分的匹配兩次混合，按照機組負荷計劃調整入爐煤熱值，保證高峰煤質相對較好。

2.2 磨煤機風環改造

由于運行中一次風管和磨煤機部件磨損嚴重、石子煤量大、灰重輸灰系統堵管頻繁，參照磨煤機出廠說明書的設計決定進行磨煤機風環間隙改造，將風環間隙由原來的65mm改為90mm，使風環面積增加38%，一次風量一定的條件下磨煤機入口一次風壓降低約1kPa，石子煤排放量由原來的2.5%左右增加至4%左右，輸灰空壓機由原先的六臺運行變為四運兩備，設備磨損漏粉情況明顯改善。

表1 調整前后電耗變化情況

2.3 優化制粉系統出力

首先在爐四角一次風速調平的基礎上，嚴格控制一次風速在30m/s以內，保證飛灰爐渣可燃物的前提下適當放寬煤粉細度，增加制粉系統出力同時降低制粉電耗，有關結果見表1。

2.4 減少制粉系統冷風摻入

適當提高磨煤機出口溫度至90℃(設計77℃)，減少密封風用量，減少冷風摻入同時降低排煙損失。同時參照《電站鍋爐運行與燃燒調整》書中的指導結合該公司設備情況修改風煤比曲線，同時在磨煤機大出力時(50～65t/h)提高一次風母管壓力0.03kPa/t，使風煤比調節更合理，調整后的結果見表2所示。

表2 優化調整后風煤比及一次風量情況

3 鍋爐本體系統優化

3.1 嚴格控制燃燒風量

二次風量調整，控制過量空氣系數在1.15～1.25之間，氧量維持過大，增加受熱面磨損和風機耗電，氧量維持太小又會帶來高溫腐蝕，優化后控制在3.0%～4.2%之間運行。

3.2 噴燃器改造減少結渣

噴燃器結構由垂直濃淡改為水平濃淡方式，利用爐膛切圓轉向減少火焰貼墻燃燒，更好地實現風包粉燃燒，從而有效地減少了水冷壁結渣，提高了換熱效率，改造后爐膛掉焦明顯減少，沒有出現掉大焦情況，飛灰、爐渣取樣化驗也得到明顯改善，在不同負荷下飛灰和大渣含碳量見表3所示。

表3 在不同負荷下飛灰和大渣含碳量

3.3 優化反切燃盡風的調整

通過優化燃盡風的調整，OFA1、OFA2兩層燃盡風在設計隨負荷升降開大、關小的基礎上，參照兩側煙溫變化和煤質變化調整，低負荷時適當關，高負荷適當增大；煤質變好適當開大，煤質差時根據爐膛溫度適當關小。燃盡風的調整同時使得再熱壁溫和過熱壁溫最大值有不同程度的減小。

3.4 想盡辦法減少鍋爐漏風

減少鍋爐漏風，主要是定期維護爐底水封和撈渣機水封的嚴密性，保證爐膛負壓不冒正前提下適當降低爐膛負壓減少漏風；空預漏風通過間隙調整、密封片修復、降低一次風母管風壓、定期高壓水沖洗空氣預熱器，減少漏風使空預漏風維持在6%左右。

3.5 減少工質損耗

利用機組檢修對系統內漏閥門進行研磨和更換，盡可能減少系統工質損失；運行中根據燃用煤種的灰分、結焦性能等情況，以及煙氣阻力、減溫水大小、各部積灰情況，將每班多次吹灰次數，減少吹灰頻率，爐膛次數加多，再熱器和過熱器區域次數較少。

3.6 優化機組啟停機操作

優化機組啟停，減少燃油、除鹽水、廠用電、輔助蒸汽的消耗，主要有:采用輔汽提高啟動給水溫度減少啟動用油；串聯系統綜合沖洗滿足水質要求前提下盡量減少用水；單側風機、單臺泵啟動點火節約廠用電；合理安排啟動操作縮短啟動時間，控制燃燒率、升溫升壓速度、啟動期間合理安排系統沖洗換水等。

3.7 開展日常對標管理，優化機組效率通過對標管理，查找降低鍋爐效率的各種因素，一一制定措施進行調整。每日進行能耗分析，找出不足之處立即加以改進。如減溫水偏大分析低溫過熱器受熱面吸熱太多，準備改造方案；低負荷再熱汽溫偏低，采取停運下層噴燃器調節；廠用電率偏高采用低負荷單電泵運行、優化機組負荷分配等措施節能降耗。

4優化效益分析

經過一系列的改造調整，該公司鍋爐燃燒效率明顯提高，在實際煤種嚴重偏離設計煤種的情況下，飛灰可燃物控制在0.5%左右，爐渣可燃物在1%左右 (依據煤炭地質研究所測試報告)，鍋爐效率93.5%左右。廠用電率比調整前降低0.12%左右，平均節約廠用電2萬度/天。發電煤耗由調整前發電原煤耗667.25g/kwh變為調整后的662.46g/kwh，降低4.79g/kwh，折合標煤約2.25g/kwh，按照每臺機組每年30億度發電量計算，每年節約標煤約6750t。

結語

綜上所述，通過優化調整后，困擾電廠運行的各個問題均已得到解決，鍋爐運行優化后取得較佳的經濟效益和社會效益，不僅機組運行的安全性和經濟性也到了很大的改善，也為同類設備的運行優化提供了可借鑒性經驗參考。

[1]關志峰，杜學慧.淺析600MW亞臨界機組鍋爐的燃燒優化[J].科技資訊，2011(15).

[2]張博.淺談600MW亞臨界鍋爐運行與燃燒調整[J].科學之友（下旬），2012(1).