單元機組鍋爐燃燒的調節

朱永華

機組運行過程中，鍋爐蒸發量必須隨時滿足負荷變化的需要，這時應對進入爐膛的燃料量和風量進行調節，使爐內燃燒隨時滿足鍋爐蒸發量的需要，此過程即燃燒調節。燃燒調節應在保證鍋爐安全、經濟運行的條件下進行。

鍋爐運行中負荷的變化是最為經常的。高負荷運行時，由于爐膛溫度高，著火與混合條件也好，所以燃燒一般是穩定的，但易產生爐膛和燃燒器結焦、過熱器、再熱器局部超溫等問題。燃燒調整時應注意將火焰位置調整居中，避免火焰偏斜；燃燒器全部投入并均勻分配燃燒率，防止局部過大的熱負荷；應適當增大一次風速，使著火點離燃燒器有一定距離。此外，高負荷時煤粉在爐內的停留時間較短而排煙損失較大，為此可在條件允許的情況下，適當降低過量空氣系數運行，以提高鍋爐效率。

在低負荷運行時，由于燃燒減弱，投入的燃燒器少，爐溫較低，火焰充滿度較差，使燃燒不穩定，經濟型亦較差。為穩定著火，可適當增加過量空氣系數，降低一次風率和風速。煤粉應磨的更細些。低負荷時應盡可能集中燃燒器運行，并保證最下排燃燒器的投運。為提高爐膛溫度，可適當降低爐膛負壓，以減少漏風，這樣不但能穩定燃燒，也能減少不完全燃燒熱損失，但此時必須注意安全，防止爐膛噴火傷人。低負荷時保持更高些的過量空氣系數對于抑制鍋爐效率的過分降低也是有利的。

無煙煤、貧煤、的揮發分較低，燃燒時的最大問題是著火。燃燒配風的原則是采取較小的一次風率和風速，以增大煤粉濃度、減少著火熱并使著火點提前；燃燒差煤時也應將煤粉磨的細些，以強化著火和燃盡；此時要求較大的過量空氣系數，以減少燃燒損失。

揮發分高的煙煤，一般著火不成問題，需要注意燃燒的安全性，可適當減少二次風率并多投一些燃燒器分散熱負荷，以防止結焦。為提高燃燒效率，一二次風的混合應早些進行。煤質好時，應降低過量空氣系數運行。

（1）燃料量的調節。運行中，燃料量隨鍋爐負荷負荷的變化而變化，燃燒率也必須隨時隨時進行調整，以適應蒸發量的要求，不同的制粉系統，調節存在區別。 如直吹式制粉系統鍋爐的燃料量調節，大型鍋爐的直吹式制粉系統，通常都裝有若干臺磨煤機。由于直吹式制粉系統無中間煤粉倉，他的出力大小將直接影響到鍋爐的蒸發量。

當鍋爐負荷變化不大時，可通過調節運行著的制粉系統的出力來解決。對于中速磨，當負荷增加時，可先增大一次風機的出力，增加磨煤機的通風量，以利用磨煤機內的存煤量作為增加負荷的緩沖調節，然后再增加給煤量，同時開大二次風量。相反，當負荷減少時，則應是先減少給煤量，然后降低磨煤機的通風量。不同形式的中速磨，由于磨煤機內存煤量不同，其相應負荷的能力也不同。對于雙進雙出鋼球磨，當負荷變化時，則總是磨煤機通風量首先變化，其次才是給煤量的相應調節，這種調節方式可以使制粉系統的出力對鍋爐負荷作出快速的相應。

當鍋爐負荷變動較大時，需啟動或停止一套制粉系統。減負荷時，當各磨煤機出力均降至某一低值時，即應停止一臺磨煤機，以保證其余各磨煤機在最低出力以上運行；加負荷時，當各磨煤機出力上升至其最大允許值時，則應增投一臺磨煤機。在確定啟動和停止方案時，必須考慮到制粉系統運行的經濟性、燃燒工況的合理性，必要時還應兼顧汽溫調節等方面的要求。

各運行磨煤機的最低允許出力，取決于制粉經濟性和燃燒器著火條件惡化（如煤粉濃度過低）的程度；各運行磨煤機的最大允許出力，不僅與制粉經濟性、安全性有關，而且要考慮鍋爐本身的特性。對于穩燃性較低的鍋爐或燃燒較差煤種時，往往需要集中火嘴運行，因而可能推遲增投新磨的時間；爐膛、燃燒器結焦嚴重的鍋爐，高負荷時都需要均勻燃燒出力，因而也常常降低各磨的上限出力。燃燒器投運層數的優先順序主要考慮汽溫調節，低負荷穩燃等的特性。

燃燒過程的穩定性，要求燃燒器出口處的風量和粉量盡可能同時改變，以便在調節過程中始終保持穩定的風煤比。因此，應掌握從給煤機開始調節到燃燒器出口煤粉量產生改變的時滯，以及從送風機的風量調節開關動作到燃燒器風量改變的時差，燃燒器出口風煤改變的同時性可根據這一時滯時間差的操作來解決。一般情況下，制粉系統的時滯總是遠大于風系統的，所以要求制粉系統對負荷的響應更快些，當然過分提前也是不適宜的。鍋爐運行中應對此作出一些規定。

在調節給煤機和風量時，應注意監視輔機的電流變化、擋板開度指示、風壓以及有關參數的變化，防止電流超限和堵塞煤粉管等異常情況的發生。

（2）風量調節。進入爐內的空氣分為一次風、二次風（有的還有三次風）及少量漏風。一、二次風是兩個獨立的系統，前者主要是為了滿足磨煤機制粉需要，后者則為調節進入鍋爐的總風量。少量漏風不能很好地參與燃燒，只能降低爐溫影響燃燒和傳熱，并增大排煙損失，所以運行中應盡量減少漏風。

1）送風量的調節。當鍋爐負荷發生變化時，伴隨著燃料量的改變，必須對送風量進行相應的調節。送風量調節的依據是爐膛出口過量空氣系數，一般按最佳過量空氣系數調節風量，以取得較高的鍋爐效率。另外，還要注意分析飛灰、灰渣中的可燃物含量，排煙中的CO含量，觀察爐內火焰的顏色、位置、形狀等，以此來判斷送風量的調節是否適宜以及爐內工況是否正常。在調節風量時應主要以觀察風機電流、風壓、爐膛負壓、氧量等指示值得變化，以判斷調節是否有效。風量調節時若出現風機的“喘振”（喘振值報警），應立即關小動葉，降低負荷運行。如果喘振是由于出口風門誤關引起的，則應立即開啟風門。

負荷變化調整風量時，一般負荷增加時應先增加風量，再添加燃料量；負荷降低時應先減少燃料量再減少風量，這樣動態中始終保持總風量大于總燃料量，確保鍋爐燃燒安全并避免燃燒損失過大。對于調峰機組，若負荷增加幅度較大或增加負荷較快時，為了保持汽壓不致過快下降，也可先增加燃料量，然后再緊接著增加送風量。在低負荷情況下，由于爐膛內過量空氣系數相對較多，因而在增加負荷時亦允許先增加燃料量再增加風量。

2）爐膛負壓與引風量的調節。目前電站鍋爐大都采用既有送風機又有引風機的平衡通風方式，使爐膛煙氣壓力低于大氣壓力，即爐膛為負壓。爐膛負壓是反應爐內燃燒工況是否正常的重要運行參數之一。如果爐膛負壓過大，將會增加爐膛和煙道的漏風。若冷風從爐膛底部漏入，會影響著火穩定性并抬高火焰中心，尤其是低負荷運行時極易造成鍋爐滅火；若冷風從爐膛上部或氧量測點之前的煙道漏入，會使爐膛的主燃燒區相對缺風，使燃燒損失增大，同時汽溫降低。如果爐膛負壓偏正，爐內的高溫煙氣就要外冒，這不但會影響環境、燒毀設備，還會威脅人身安全。爐膛負壓除影響漏風外，還可反映爐內的燃燒工況。運行實踐表明，當鍋爐燃燒工況變化或不正常時，首先反映出的現象是爐膛負壓的變化。如果鍋爐發生滅火，首先反映出的是爐膛負壓劇烈波動并且向負方向到最大，然后才是水位、汽壓、汽溫、蒸汽流量的變化。因此運行中加強對爐膛負壓的監視是十分重要的。大容量鍋爐的負荷測點通常裝在爐膛上部的大屏下方。

在相同時間時間如果從爐膛排出的煙氣量等于燃料燃燒產生的煙氣量，爐膛負壓就保持不變。因此，當鍋爐變化負荷時，隨著進入爐內的燃料量和風量的變化，燃燒后產生的煙氣量也隨之變化，此時，應相應調節引風量，使爐內負壓為規定值。大型鍋爐裝有兩臺引風機，與送風機一樣，調節引風量時需根據負荷大小和風機的工作特性來考慮引風機運行方式的合理性。負荷波動時，引風量調整過程要根據鍋爐負壓規定值來確定。正常運行時，爐膛負壓一般保持在20-50Pa；在除灰、清渣或觀察爐內燃燒時，爐膛負壓應保持高些，約為50-100Pa。當燃燒不穩定時，爐膛負壓產生大幅度的變化，強烈的負壓波動往往是鍋爐滅火的先兆，這時，必須加強監視并檢查爐內火焰燃燒狀況，分析原因并及時進行適當調節和處理。 [科]