320MW煤粉爐的飛灰可燃物調(diào)整及實(shí)驗(yàn)分析

馬飛

【摘 要】通過分析淮北國安電力320MW煤粉爐的飛灰實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出改進(jìn)鍋爐燃燒調(diào)整、降低飛灰可燃物、爐渣可燃物及爐膛出口NOX含量的方法，提高鍋爐運(yùn)行效率。

【關(guān)鍵詞】飛灰；氧量；對沖；鍋爐效率

0 前言

鍋爐的熱損失中，機(jī)械不完全燃燒熱損失占第2位，約為2%，僅次于排煙熱損失。在鍋爐正常運(yùn)行調(diào)整中，提高鍋爐熱效率，飛灰可燃物的降低存在著很大潛力。對于大型火力發(fā)電機(jī)組，鍋爐熱效率每提高1%，將使整套機(jī)組的熱效率提高0.3%～0.4%，標(biāo)準(zhǔn)煤耗可降低3～4g/kwh。

1 鍋爐設(shè)備簡況

淮北國安電力有限公司一期工程兩臺(tái)320MW機(jī)組鍋爐是采用了美國CE公司的引進(jìn)技術(shù)。鍋爐為亞臨界、自然循環(huán)、一次中間再熱、全懸吊、半露天布置、固態(tài)排渣、平衡通風(fēng)、燃煤汽包鍋爐。采用四角切圓燃燒、熱風(fēng)送粉。

燃燒器：煤粉燃燒器為直流擺動(dòng)式水平濃淡分離燃燒器，最大擺角±30°（設(shè)計(jì)值），四角布置，20只分五層。鍋爐布置A、B、C、D四套中間倉儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)制粉系統(tǒng)有兩個(gè)三次風(fēng)噴口布置于粉層上部

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

2016年由于國家煤炭行業(yè)去產(chǎn)能，導(dǎo)致煤炭價(jià)格不斷上揚(yáng)，本地煤礦部分礦井關(guān)閉，公司被迫采購偏離設(shè)計(jì)煤種的市場煤和煤泥進(jìn)行摻燒，由于外地市場來煤發(fā)熱量偏離設(shè)計(jì)值1.5MJ/KG以上，且揮發(fā)分長期維持在13%到15%之間且固定碳含量偏高，給鍋爐燃燒穩(wěn)定性和飛灰可燃物帶來較大影響，為了適應(yīng)新的煤種，降低飛灰，提高鍋爐效率，進(jìn)行了飛灰調(diào)整的專項(xiàng)試驗(yàn)，下面把實(shí)驗(yàn)過程與數(shù)據(jù)與大家分析交流，為運(yùn)行人員提供可靠的運(yùn)行指導(dǎo)。

3 實(shí)驗(yàn)過程

3.1 煤粉細(xì)度R90調(diào)整

（1）8月3日化驗(yàn)結(jié)果：#1爐A、C均為6.5；#2爐C、D分別為為7.7、7.8；

（2）煤粉細(xì)度調(diào)整：8月5日09：00將#1爐A、B、C、D粗粉分離器折向擋板由25度調(diào)至10度，#2爐A、B、C、D粗粉分離器折向擋板由30度調(diào)至15度；#1爐煤粉細(xì)度B、C、D均為6.72、5.16、4.65；#2爐A、C、D分別為為5.36、4.79、8.52；

3.2 燃燒器擺角調(diào)整：

結(jié)合7月29日至8月3日對燃燒器擺角的調(diào)整情況來看，上擺角擺至水平后，飛灰、爐渣含碳量與7月10日至28日相比，有一定程度下降，飛灰含碳量可以控制在3左右且爐膛出口NOX含量上升10mg/NM3左右。說明上組燃燒器擺角水平擺動(dòng)對飛灰有影響，將上組燃燒器下擺至-5，觀察飛灰、爐渣變化。

3.3 風(fēng)門擋板開度、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速配比調(diào)整：

（1）給粉機(jī)全部投運(yùn)層周界風(fēng)門全關(guān)，有停運(yùn)給粉機(jī)層周界風(fēng)門開啟5～10%。

（2）采用“O”型燃燒方式或“對沖“燃燒方式時(shí)，主燃燒區(qū)域二次風(fēng)量調(diào)整，AB、BC、CC、DD層風(fēng)門開度在30～55%范圍內(nèi)調(diào)整。

（3）B、C層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速最高，其它層與B、C層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速偏差加大，A層高于D層，D層高于E層

4 各試驗(yàn)工況結(jié)果簡要描述

（1）工況一：上層燃燒器擺角由0下傾4。機(jī)組負(fù)荷分別為：242、235MW。氧量分析為：2.8、4.1。

飛灰：#1、2爐飛灰分別為2.22、2.66。

爐膛出口NOX：#1爐511、502；#2爐484、532

（2）工況二：二次風(fēng)擋板中間層擋板開度試驗(yàn)。機(jī)組負(fù)荷分別為：260、255MW。氧量分析為：2.5、3.7。

飛灰：#1、2爐飛灰分別為3.69（偏大原因：氧量偏離設(shè)定值）、2.69。

爐膛出口NOX：#1爐453、472；#2爐473、533。

（3）工況三：煤粉細(xì)度調(diào)整試驗(yàn)。機(jī)組負(fù)荷分別為：255、250MW。氧量分別為：2.3、4.02。

飛灰：#1、2爐飛灰分別為4.62（偏大原因：氧量偏離設(shè)定值較多）、2.31。

爐膛出口NOX：#1爐447、473；#2爐507、556。

（4）工況四：二次風(fēng)擋板中間層擋板開度試驗(yàn)。機(jī)組負(fù)荷分別為：190、195MW。氧量分析為：4、5。

飛灰：#1、2爐飛灰分別為4.41（因雨天，該取樣筒堵塞，灰樣失真）、1.64。

爐膛出口NOX：#1爐546、533；#2爐565、570。

（5）工況五：二次風(fēng)擋板中間層擋板開度試驗(yàn)。機(jī)組負(fù)荷分別為：240、205MW。氧量分析為：3.2、4.6。

飛灰：#1、2爐飛灰分別為1.88、1.23。

爐膛出口NOX：#1爐508、520；#2爐491、521。

4 調(diào)整措施

4.1 燃燒器擺角

（1）入爐煤揮發(fā)分小于13%，固定碳含量大于53%，燃燒器擺角上下組采取大“對沖“燃燒方式，下層擺角上擺，上擺角度不超過12，上擺角下擺0～5，頂層擺角上擺。

（2）入爐煤揮發(fā)分13～15%，固定碳含量大于53%，燃燒器擺角上下組采取小“對沖“燃燒方式，采取下層擺角上擺，上擺角度不超過12，上擺角水平，頂層擺角上擺。

（3）入爐煤揮發(fā)分15～17%，固定碳含量小于53%，不采用“對沖“燃燒方式，下層擺角上擺，上擺角上擺，頂層擺角上擺，各層上擺角度不超過12，根據(jù)汽溫、各受熱面壁溫、爐膛結(jié)焦情況進(jìn)行調(diào)整。

（4）頂層擺角盡量不下擺，下擺后對爐膛出口NOX含量影響較大。

4.2 二次風(fēng)擋板中間層擋板開度

（1）在保持氧量一定的情況下，中間層（AB、BC、CC、DD）風(fēng)門開度對飛灰、爐渣與爐膛出口NOX含量的影響為反向，根據(jù)試驗(yàn)情況，隨著負(fù)荷、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速減增，中間層風(fēng)門開度35～45%，對飛灰、爐渣影響不大，對爐膛出口NOX含量降低作用明顯。

（2）中間層風(fēng)門開度小于30%，對飛灰、爐渣影響較大，對爐膛出口NOX含量降低作用不明顯。

（3）中間層風(fēng)門開度大于55%，對飛灰、爐渣影響不大，造成爐膛出口NOX含量迅速上升；

建議根據(jù)負(fù)荷、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速變化，中間層風(fēng)門開度控制范圍為35～50%。入爐煤固定碳含量增加，適當(dāng)開大5%。

（4）給粉機(jī)全部投運(yùn)層周界風(fēng)門全關(guān)，有停運(yùn)給粉機(jī)層周界風(fēng)門開啟5～10%。

（5）隨機(jī)組負(fù)荷變化，二次風(fēng)與爐膛差壓應(yīng)保證0.65KPa—1.1Kpa（隨負(fù)荷增加逐漸提高二次風(fēng)與爐膛差壓）。入爐煤固定碳含量增加，適當(dāng)提高二次風(fēng)與爐膛差壓。

（6）EX二次風(fēng)擋板開度應(yīng)根據(jù)E層給粉轉(zhuǎn)速控制在20—35%開度（隨給粉轉(zhuǎn)速增加擋板開度逐漸增加）。E層給粉機(jī)停運(yùn)后，EX二次風(fēng)擋板應(yīng)至10～20%，并適當(dāng)開大DE層風(fēng)門擋板開度；DE層二次風(fēng)擋板隨D層給粉轉(zhuǎn)速的下降應(yīng)適當(dāng)關(guān)小。

（7）AA層風(fēng)門擋板開度不小于50%；A層給粉機(jī)全部停運(yùn)后，AA、A層風(fēng)門擋板應(yīng)保持10%開度，AB層風(fēng)門擋板開度不小于50%。

4.3 氧量

氧量大小對飛灰、爐渣與爐膛出口NOX含量的影響；

（1）氧量過大時(shí)，對飛灰、爐渣降低作用不明顯，甚至可能會(huì)出現(xiàn)因風(fēng)量過大，造成煙氣流速過快，造成飛灰、爐渣含碳量變大，甚至可能出現(xiàn)鍋爐滅或的情況；造成爐膛出口NOX含量大。

（2）氧量小于3，對飛灰、爐渣影響比較明顯，造成飛灰、爐渣含碳量迅速變大，爐膛出口NOX含量小。結(jié)合飛灰、爐渣與爐膛出口NOX含量。

4.4 給粉機(jī)轉(zhuǎn)速配比

（1）給粉機(jī)轉(zhuǎn)速布置采用“O”型燃燒方式。

（2）B、C層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速高，其它層與B、C層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速偏差加大，A層高于D層，D層高于E層。

（3）A層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速對爐渣含碳量影響較大，建議采用多臺(tái)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行方式。

（4）D、E層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速對飛灰含碳量影響較大，建議采用多臺(tái)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行方式。

4.5 乏氣帶粉量、乏氣溫度

乏氣帶粉量、乏氣溫度對飛灰影響較為明顯。

（1）煤質(zhì)揮發(fā)分含量小于13%，制粉系統(tǒng)再循環(huán)擋板應(yīng)保持全開狀態(tài)，減少乏氣帶粉量。

（2）三次風(fēng)溫維持110℃左右，三次風(fēng)周界風(fēng)門關(guān)閉；摻配有高揮發(fā)份煤的制粉系統(tǒng)三次風(fēng)溫按摻燒高揮發(fā)分煤規(guī)定控制。

4.6 在不堵粉管、噴口不結(jié)焦的前提下，降低一次風(fēng)壓至3.8KPA左右，如發(fā)現(xiàn)入爐煤揮發(fā)分含量增加或粉管有堵塞趨勢、噴口掛焦現(xiàn)象，立即提高一次風(fēng)壓。

4.7 煤粉細(xì)度對飛灰、爐渣含碳量與爐膛出口NOX含量影響方向相反，但煤粉細(xì)度過低會(huì)影響制粉出力，導(dǎo)致廠用電率升高。

5 結(jié)論

雖然鍋爐燃燒是同一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，但是采用上述指導(dǎo)方法調(diào)整以后，鍋爐飛灰含碳量從月平均3.5%以上降至2%左右，效果顯著，在燃用接近設(shè)計(jì)煤種的煤質(zhì)時(shí)，飛灰含碳量可降至1.5%以下，取得了良好的效果。

參考資料：國安電力運(yùn)行規(guī)程、飛灰含碳量實(shí)驗(yàn)方案。

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