某風扇磨直吹式制粉系統鍋爐燃燒優化調整

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720127

摘要：針對某采用風扇磨直吹式制粉系統的鍋爐一直存在減溫水量大、大渣含碳量高、氧量偏高等問題，通過摸底試驗分析，明確了鍋爐存在制粉系統漏風量偏大、一次風率偏高、二次風配風不合理等問題。通過制粉系統漏風的初步治理和燃燒調整，一次風率降低、鍋爐排煙溫度降低、大渣含碳量降低，鍋爐運行經濟性得到了改善。對于此類型鍋爐的運行調整和應該注意的問題提出了建議。

關鍵詞：風扇磨；制粉系統漏風；燃燒調整

風扇磨直吹式制粉系統一般用于燃用高水分的褐煤。某電廠采用風扇磨直吹式制粉系統的鍋爐一直存在減溫水量大、大渣含碳量高、氧量偏高等問題，通過摸底試驗分析，明確了鍋爐存在制粉系統漏風量偏大、一次風率偏高、二次風配風不合理等問題。通過燃燒調整鍋爐運行經濟性得到了改善。

1 設備概況

鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司設計的超高壓、自然循環、單爐膛六角切圓燃燒、平衡通風、一次中間再熱、固態排渣，配有6套風扇磨直吹式制粉系統。

2 鍋爐存在的問題

進行燃燒調整前，對鍋爐進行了摸底試驗，發現鍋爐存在的問題主要有以下幾方面：

（1）鍋爐熱效率為89.30%，比爐效設計值低2.4%。

（2）1、2號制粉系統總的漏風率分別為11571%和121.76%，高溫爐煙管段至磨煤機入口測點處漏風率均為61.58%。

（3）制粉系統干燥出力不足，主要是干燥介質的溫度偏低造成。

（4）煤粉較粗，1號磨R90為60%左右，6號磨 R90為50%左右，設計煤粉細度為40%。分離器調節煤粉細度的能力較差。

（5）鍋爐減溫水量大。本鍋爐主再熱蒸汽分別設計有兩級減溫水，130MW時，主汽一級降溫水流量14t/h，二級減溫水流量17t/h，減溫水量較大。

3 燃燒調整方向

制粉系統調整方向：

（1）提高干燥出力的措施。

造成干燥介質溫度偏低的主要原因是制粉系統漏風大，如果將制粉系統的漏風率治理到90%，磨煤機維持90000m3/h（設計值）的通風量運行，則只要干燥介質的溫度為625.89℃，制粉系統就可以帶35t/h的煤量運行，三臺磨完全可以帶夠130MW負荷。

（2）維持設計通風量運行。

當前磨煤機通風量高于設計值運行，造成一次風速偏高，燃燒滯后，鍋爐整體減溫水量偏大，排煙溫度偏高。維持磨煤機設計通風量運行很有必要。

（3）煤粉細度的調整。

煤粉較粗，也是造成燃燒滯后，鍋爐整體減溫水量偏大，排煙溫度偏高的原因之一。但是通過試驗發現分離器調節煤粉細度的能力較差，除了和分離器本身的結構因素有關外，與通風量較大也有關系。

（4）煤粉濃度分配。

每臺磨煤機出口都安裝有三臺電動一次風門，三臺手動一次風門及三臺折向擋板。按設計初衷，調節折向擋板和一次風門能夠改變三層一次風管的粉濃度。但是由于目前干燥出力不足，折向擋板和一次風門都處于全開位置。可以通過擋板的調整控制粉管濃度分配，調節火焰中心高度。

（5）二次風配風及氧量調整。

由于一次風率偏高，二次風率偏低，目前二次風整體開度不大，平均在30%左右。所以配風首先要考慮提高二次風率。最下層二次風開度比較小，只開50%。保證最下層足量的二次風應該能緩解大渣含碳量高的情況。

對于氧量偏高，在鍋爐不結焦的前提下嘗試降低氧量運行。

4 燃燒調整

4.1 制粉系統調整

（1）制粉系統通風量調整。

燃燒調整前，電廠對磨煤機的漏風，特別是給煤機漏風進行了臨時處理，制粉系統干燥出力明顯提高，通過調整，制粉系統通風量控制在115000m3/h左右，磨出口溫度控制在110℃。

a.煤粉細度調整。

制粉系統通風量調整后，重新對磨煤機的煤粉分離器進行了重新調整，磨煤機R90平均控制在45%左右，比調整前有所降低。

b.火焰中心調整。

將上一次風管對應的電動一次風門開到50%，上一次風速明顯降低。

（2）二次風配風調整。

試驗過程中，將最下層的兩層二次風開到全開位置，大渣的含碳量有所降低。

在二次風門平均開度并不大的情況下，不運行磨煤機對應角的二次風門開度10%左右。試驗過程中將不運行磨的二次風門開度開到5%，只要保證不投運燃燒器及二次風噴口不燒損就可以了。

（3）鍋爐氧量調整。

試驗期間，130MW時將鍋爐氧量降低到4.5%運行，經觀察并未見有嚴重結焦現象。160MW運行時，鍋爐氧量控制在3%運行，經觀察并未見有嚴重結焦現象。

5 燃燒調整后試驗結果

調整后熱效率鍋爐熱效率為90.57%，比調整前提高127%。調整前排煙氧量7.6%左右，調整后6.5%左右，實測排煙溫度降低了5℃左右，這是爐效提高的主要原因。調整后的爐效值仍然低于設計值，鍋爐氧量仍然有下降的空間，在保證鍋爐不結焦的前提下，應繼續降低鍋爐氧量。

大渣含碳量由調整前的20%左右降低到15%左右，大渣含碳量仍然偏高。

鍋爐過熱器減溫水總量降低到20t/h左右。

6 總結

通過對制粉系統漏風的初步治理及燃燒調整，鍋爐效率提高提高1.27%。對于本鍋爐及其它風扇磨直吹式制粉系統的鍋爐的主要建議如下：

（1）應特別重視對制粉系統的漏風治理，使磨煤機通風量接近設計值運行。作用是：

第一，可以提高磨煤機出力，減少磨煤機運行臺數，降低制粉單耗。

第二，可以增加熱風量（熱風溫度低于高溫爐煙溫度），使通過空氣預熱器風量增加，有效降低排煙溫度。

第三，可以提高二次風量，使燃燒調整方式更趨合理。

第四，使磨煤機出口氧量得到有效控制，使燃燒調整方式合理，減少用增加過量空氣降低爐溫的作法，減少排煙熱損失。

第五，由于磨煤機采用的是慣性分離器，磨出口設有撞擊錐，所以風選起主要作用，折向門主要起沿長行程提高分離能力作用，其分離能力較差。其分離機理決定了其優點是阻力小，煤粉均勻性好。磨煤機通風量接近設計值時，煤粉細度會得到改善，有利于提高煤粉的燃燼度。

（2） 可以通過磨煤機出口一次風門及折向擋板門的配合調整風管的煤粉分配，以調整爐膛火焰中心，改善鍋爐的汽溫特性，減少減溫水量及超溫風險；

（3）對于二次風的調整，為降低爐渣含碳量，建議最下層的兩層二次風開到全開位置；不運行磨煤機對應角的二次風門開度開度開到5%；盡量降低鍋爐氧量運行；二次風的配風方式應在滿足低氮燃燒的前提下，盡量提高燃燒器區域的配風比例，以提高煤粉燃燒效率。

作者簡介：張振國（1982），男，漢族，研究生，研究方向：火力發電廠鍋爐設備能耗診斷、節能改造。