某鋼球磨中儲式制粉系統鍋爐燃燒優化調整

張振國+沈濤+李洪杰

摘 要：針對某采用鋼球磨中儲式制粉系統鍋爐一直存在的鍋爐效率偏低、爐膛出口NOX偏高、主再熱汽溫偏低等問題，制定了燃燒調整方向，通過制粉系統優化及燃燒優化調整，鍋爐各項指標均有好轉。建議此類型鍋爐要特別重視制粉系統維持最佳通風量運行、制粉系統的漏風治理，低NOX改造要設法消除三次風的不利影響。

關鍵詞：鋼球磨；燃燒調整；三次風

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.072

0 引言

某電廠鍋爐采用鋼球磨中儲式制粉系統，鍋爐一直存在鍋爐效率偏低、爐膛出口NOX偏高、主再熱汽溫偏低等問題，本文主要是針對對此類型鍋爐的燃燒調整思路和具體調整方案。

1 設備概述

鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造的HG—420/13.7—YM3型超高壓、自然循環煤粉爐。該鍋爐采用單爐膛、一次再熱、平衡通風、固態排渣。配用兩套鋼球磨煤機中間儲倉式熱風送粉的制粉系統，制粉乏氣作為三次風送入爐膛。

2 存在的問題及分析

主要有以下幾方面：

2.1 制粉系統存在的問題總結

（1）甲、乙制粉系統通風量分別為126654.72m3/h、111072.55 m3/h。制粉系統通風量偏大。

（2）甲、乙側制粉系統再循環開度都較小，分別為12.6%、15.2%。這導致排粉機出口乏氣大部分通過三次風進入爐膛。

（3）甲、乙排粉機效率分別為63.21%、54.72%。排粉機效率較低。

2.2 鍋爐熱效率偏低

爐效為89.27%，較設計值低很多。原因一是低負荷時鍋爐氧量偏高，二是飛灰含碳量偏高。

2.3 鍋爐NOx排放量偏大

120MW、100MW、75MW三個負荷下的NOX含量分別為358.87 mg/m3、485.19 mg/m3、517.97 mg/m3。

2.4 主、再熱蒸汽溫度偏低

主、再熱蒸汽溫度分別比設計值偏低23℃、62℃。

3 燃燒調整方向的確定

3.1 制粉系統調整

（1）飛灰和大渣的含碳量較大，要保證入爐煤的完全燃燒，制粉系統應該保持較細的煤粉細度。制粉系統阻力不增加太多的前提下，盡量降低煤粉細度。

（2）三次風速達到57m/s左右。極高的三次風速對燃燒產生不利影響，造成爐內動力場偏斜，飛灰含碳量升高。在保證制粉干燥出力的前提下，盡量降低制粉通風量，使其接近制粉最佳通風量。

3.2 配風調整

二次風的流量基本為零，所以要保證在不堵管的前提下盡量降低一次風速。

鍋爐大渣含碳量很高，首先是底部的二次風沒有開啟，其次是爐內動力場較差，據觀察爐內動力場整體向下偏移所以，應該盡量增加底部配風。

3.3 氧量調整

二次風基本沒有，爐膛氧量沒有調整手段，爐膛氧量偏高。爐膛出口含氧量應控制在3%～3.5%。

4 燃燒調整

4.1 制粉系統調整

（1）分離器擋板開度調節。調整時，維持甲側粗粉分離器開度不變，將乙側粗粉分離器開度調整為30?。調整后甲側煤粉細度19.2%，乙側煤粉細度18.9%。

（2）制粉系統通風量調整。調整時，關小排粉機入口調節門，甲側由95.6%調整到34.7%，乙側由98%調整到48.2%。

（3）一次風速調整。調整時，關小各層一次風門開度，關小甲、乙側壓力冷風門開度，以降低一次風速。最終一次風速維持在22m/s左右。經長時間運行觀察，沒有堵管現象。

4.2 鍋爐配風調整

降低制粉通風量及一次風速后，二次風門具有了一定的開度。按照燃燒調整確定的原則，開大低層二次風的開度。

4.3 鍋爐氧量調整

利用二次風來調整鍋爐氧量，90MW以上時基本能夠維持氧量在3%?3.5%運行。低負荷時，氧量較調整前已經大大降低，75MW時，排煙氧量由11.4%降低到8.62%，但是由于三次風量依舊偏大，氧量仍然有些偏高。

5 燃燒調整結果

5.1 輔機單耗

送風機單耗下降0.25 kW·h/t汽，引風機單耗3.66 kW·h/t汽，引風機單耗下降0.66 kW·h/t汽。如果年發電量按60000萬kW·h、上網電價按0.35元/kW·h計算，調整后送風機和引風機每年節省約65萬元左右。

5.2 鍋爐熱效率

燃燒前后爐效提高1.99個百分點。爐效提高主要是因為：（1）三次風量較原來有一定的降低，飛灰的含碳量降低；（2）爐底配風從無到有，大渣含碳量明顯降低；（3）二次風率變大，爐膛氧量能夠控制，排煙氧量比燃燒調整前大大降低；（4）三次風量、一次風量降低，爐內燃燒變好，排煙溫度降低。

6 總結

主要建議如下： （1）維持制粉系統最佳通風量運行。制粉系統通風量，不僅影響到磨煤機的制粉效果，影響到制粉系統的制粉單耗，還對鍋爐的燃燒產生直接影響。本案中，制粉系統通風量多大，造成一次風率偏高，對燃燒帶來極不利影響。所以要特別注意維持制粉系統最佳通風量運行。

（2）注意三次風對低NOX的影響。對于有三次風的鋼球磨中儲式制粉系統，三次風對NOX的影響較大。在低NOX改造時，一般將三次風分為兩路，一路進入主燃燒區上部。但在本案中，由于干燥出力不足，再循環開度很小，三次風量很高，進入燃燒器區的三次風對燃燒帶來了很不利的影響。所以對于此類鍋爐，消除三次風的不利影響是低NOX改造成功與否的重要因素。可以考慮采用布袋過濾后外排的方式消除其影響。

（3）加大制粉系統漏風治理。對于負壓制粉系統，往往忽略對其漏風的治理。而制粉系統漏風大，降低制粉干燥出力，影響到制粉再循環風的比例，從而影響到入爐一次風率，對鍋爐的整個燃燒產生影響。

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